Hielscher Cascatrode – גשושית סוניקציה בעלת שטח פנים גדול

Hielscher Cascatrodes™ הן סונוטרודות (גשושיות אולטרסוניות) בעלות תכנון מיוחד לסוניקציה יעילה ברמות הספק אולטרסוני גבוהות ובעוצמות סוניקציה נמוכות או בינוניות – בדרך כלל מתחת ל־60W/cm² ובמשרעת של פחות מ־60 מיקרון.

Hielscher פיתחה את Cascatrode™ ליישומי עיבוד תעשייתיים. Cascatrodes™ זמינות לכל המעבדים האולטרסוניים התעשייתיים – החל מ־ UIP500hdT (0.5kW), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1.5kW) ו־ UIP2000hdT (2kW) ועד למכשיר האולטרסוני החזק ביותר בעולם UIP16000 (16kW).

בעת פיתוח או בדיקה של תהליכי סוניקציה חדשים, כגון: תחלוב, פיזור, הומוגניזציה, פירוק תאים ומיצוי, פירוק אגלומרטים, או סילוק גזים תגלו כי פרמטרים מסוימים של סוניקציה מתאימים לתהליך יותר מאחרים.

ניתן לשנות את עוצמת הסוניקציה מבלי לשנות את הספק היציאה: אפשר לרכז את הספק היציאה בשטח פנים קטן בעוצמה גבוהה (W/cm² גבוה) או להעביר את ההספק לתווך באמצעות שטח פנים גדול בעוצמות נמוכות יותר (W/cm² נמוך). העוצמה עולה כאשר משרעת הסוניקציה גבוהה יותר, כאשר לחץ הנוזל גבוה יותר או כאשר הצמיגות גבוהה יותר, ויורדת כאשר הטמפרטורה גבוהה יותר. לאחר שקבעתם תצורת פרמטרים מיטבית לתהליך שלכם, יהיה עליכם לשמור על תצורה זו קבועה במהלך הגדלת קנה המידה. בעת הגדלת קנה המידה, אין לשנות את המשרעת ואת הלחץ של הסוניקציה. כך שומרים על עוצמת הסוניקציה – כלומר, על הספק היציאה האולטרסוני ליחידת שטח פנים (Watts/cm²) בערך קבוע. כתוצאה הגיונית מכך, נדרש שטח פנים גדול יותר של הסונוטרודה כדי להעביר הספק רב יותר בעוצמה נתונה ליחידת שטח פנים – זהו קשר ליניארי.

Hielscher מציעה מגוון רחב של סונוטרודות (=גשושיות סוניקציה) למכשירים האולטרסוניים שלה. בדרך כלל, הסונוטרודות נבדלות בקוטר הקצה כדי לספק שטחי פנים שונים בקצה. המשטחים האנכיים של סונוטרודה בדרך כלל זניחים מבחינת העברת ההספק, משום שמשרעת התנודה שלהם בכיוון התווך הנוזלי נמוכה מאוד. התכנון של Cascatrode™ שונה, שכן הוא מוסיף משטחים אופקיים בצורת טבעת לשטח הפנים של הקצה. כל טבעת ממוקמת באחת מנקודות המקסימום של התנודה בסונוטרודה. באמצעות טבעות אלה ניתן להגדיל באופן משמעותי את שטח הפנים הרוטט המעביר את האולטרסאונד לתווך המיועד לסוניקציה – וכך לאפשר העברת הספק אולטרסוני גבוה יותר לנוזל בעוצמה נתונה ליחידת שטח פנים. Cascatrode™ מאפשרת להעביר הספק אולטרסוני גבוה במשרעות גבוהות לתווך המעובד.

Hielscher Cascatrodes™ זמינות באורכים ובקטרים שונים ועם מספרים שונים של טבעות – ומתוכננות להתאים לעוצמת התהליך וליישום האולטרסוני המסוים. מכיוון שהן משמשות לתהליכים בהספק גבוה ובנפח גדול, Cascatrodes™ מותקנות לרוב במערכות זרימה רציפה. ניתן להתאימן לריאקטורים בעלי תאי זרימה, המאפשרים עיבוד יעיל בקו הייצור בקנה מידה תעשייתי.