סוניקטור – Hielscher Ultrasonics | מקנה מידה מעבדתי לתעשייתי
הסוניקטורים הדיגיטליים שלנו עם גשושית מכסים עבודה על שולחן המעבדה, בקנה מידה של פיילוט ובייצור בקנה מידה מלא, כך שתוכלו להעביר בביטחון את המשרעת, האנרגיה ליחידת נפח וזמן התהליך בין קני המידה. ניטור בזמן אמת ורישום נתונים אוטומטי מתעדים כל הרצה לצורכי GLP, GMP ובדיקות נאותות של משקיעים. אביזרים מודולריים מאפשרים לכם לעבור מכוסות מעבדה פתוחות לתאי זרימה סגורים, לריאקטורים עם בקרת טמפרטורה ולמערכות ייצור בקו המותקנות על מסגרות משטח, ככל שהתפוקה גדלה. בעזרת מהנדסי יישומים המספקים מענה מהיר ושירות ברחבי העולם, Hielscher מקלה על התיקוף, המיטוב וההגדלה של קנה המידה של תהליכי סוניקציה. מוכנים לבחור את הסוניקטור המתאים לתהליך שלכם? אנחנו כאן כדי לעזור.
סוניקטורים של Hielscher: עוצמה לכל הנפחים והתהליכים
הסוניקטורים שלנו עם גשושית מכסים את מלוא הטווח, מעבודה מעשית במעבדה ועד לעיבוד תעשייתי בנפחים גדולים. דרגות ההספק נעות ממכשירים שולחניים קומפקטיים ועד לריאקטורים בקו בהספק של קילוואטים אחדים, כך שתוכלו להתחיל באצוות פיתוח קטנות ולהגדיל את קנה המידה לייצור רציף על בסיס פרמטרים שעברו תיקוף.
סוניקטור UP400St (400 ואט)
סוניקטור UP400St של Hielscher
סוניקציה במעבדה ופיתוח תהליכים
הסוניקטור הקומפקטי והעמיד UP400St מספק את הביצועים הדרושים כשנדרש הספק אולטרסוני אמין בכוסות מעבדה, באצוות קטנות ובניסויי זרימה בקנה מידה של פיילוט. נפחי האצווה מגיעים עד לכ־8 ליטר (2 גלונים), ובעזרת תאי זרימה ניתן לעבד נפחים גדולים יותר בשעה, כך שהוא משמש גשר מעשי בין פיתוח תהליכים לסדרות ייצור קטנות. יישומים טיפוסיים כוללים: מיצוי מצמחים, פיתוח פורמולציות של מוצרים והקטנת גודל חלקיקים. בקרה דיגיטלית באמצעות מסך מגע, רישום נתונים מובנה בכרטיס SD, שליטה מרחוק באמצעות דפדפן, ניטור טמפרטורה וסונוטרודות מתחלפות תומכים בפיתוח שיטות, בתיעוד ובמעבר חלק ממחקר ופיתוח לסדרות ייצור קטנות.
סוניקטור UIP1000hdT (1000 ואט)
סוניקטור UIP1000hdT של Hielscher
מיטוב תהליכים וייצור
UIP1000hdT הוא הסוניקטור המושלם לפיתוח תהליכים, למיטוב ולעיבוד באצוות בינוניות או בזרימה רציפה. הוא מעביר הספק אולטרסוני גבוה לתאי זרימה שניתן להפעיל תחת לחץ או לכלים פתוחים לצורך תחלוב, פיזור, מיצוי ותגובות סונוכימיות, ומגשר על הפער בין מערכות מעבדה קטנות לקווי ייצור בהספק של קילוואטים אחדים. שילוב יחידות במקביל מגדיל את התפוקה בעת הצורך. המערכת הדיגיטלית במלואה, הכוללת בקרה באמצעות מסך מגע, רישום נתונים בכרטיס SD, שליטה מרחוק באמצעות Ethernet, ניטור טמפרטורה ולחץ ומבחר רחב של סונוטרודות, מאפשרת מחקרים שיטתיים של פרמטרים ומעבר חלק מהרצות הסוניקציה הראשונות לייצור שעבר תיקוף.
סוניקטור UIP16000hdT (16,000 ואט)
סוניקטור UIP16000hdT של Hielscher
סוניקציה בביצועים גבוהים
UIP16000hdT בעל ההספק הגבוה הוא הסוניקטור התעשייתי להומוגניזציה בקו בקנה מידה גדול, לפירוק אגלומרטים, למיצוי ולערבול בכוחות גזירה גבוהים בסביבות ייצור תובעניות. הוא מעביר הספק אולטרסוני עצום לתאי זרימה שניתן להפעיל תחת לחץ ולקווי תהליך המותקנים על מסגרות משטח, ולכן הוא סוניקטור מושלם לתפוקה בקנה מידה מלא. ההספק האולטרסוני הרציף של 16 קילוואט תומך בספיקות זרימה ניכרות. ניתן לשלב מספר יחידות UIP16000hdT במקביל או בטור כדי לעמוד ביעדי כושר ייצור גבוהים מאוד. המבנה החזק והעמיד לעבודה מאומצת מתאים להפעלה 24/7 עם תרחיפים שוחקים, חומרי הזנה צמיגים או מערכות כימיות תגובתיות. קלות הבקרה, רישום נתונים מתקדם, מגוון ממשקי שליטה מרחוק וניטור טמפרטורה ולחץ בזמן אמת מעניקים לצוותי התפעול את יכולת העקיבות והבקרה הנדרשות לייצור הכפוף לדרישות רגולטוריות.
| מאפיין | סוניקטורים עם גשוש | אמבטיות סוניקציה | שיטות הומוגניזציה קונבנציונליות |
|---|---|---|---|
| העברת אנרגיה | ישירה ויעילה מאוד, שכן הגשוש בא במגע ישיר עם הדגימה. | עקיפה ויעילה פחות, שכן האנרגיה מתפזרת באופן לא אחיד ברחבי האמבטיה. | מונעת מכנית, ולעיתים קרובות מובילה ליעילות נמוכה יותר של העברת אנרגיה. |
| דיוק | דיוק גבוה מאוד ואפשרות לבקרה פרטנית, המאפשרים הפעלה ממוקדת של אנרגיה. | דיוק נמוך יותר, כאשר האנרגיה מתפזרת על פני האמבטיה כולה. | דיוק בינוני, בהתאם למערך המכני. |
| גמישות בגודל הדגימה | יעילים לנפחים קטנים עד בינוניים; ניתנים להתאמה לגדלים שונים של דגימות. | מתאימות ביותר לנפחים גדולים יותר או למספר דגימות קטנות בו־זמנית. | משתנה; לעיתים קרובות מוגבלת על ידי גודלו וסוגו של ההומוגנייזר. |
| זמן עיבוד | זמני עיבוד קצרים יותר הודות להעברת אנרגיה יעילה. | זמני עיבוד ארוכים יותר עקב פיזור האנרגיה בעת הפעלתה. | משתנה; עשוי להיות ארוך יותר עקב הפעלה פחות יעילה של האנרגיה. |
| בקרת טמפרטורה | עלולה להתרחש התחממות מקומית; לעיתים קרובות נדרש קירור חיצוני. | מתאימות יותר ליישומים רגישים לטמפרטורה, שכן האמבטיה יכולה לספוג חום. | בקרה בינונית, ולעיתים קרובות נדרש ויסות טמפרטורה חיצוני. |
| יכולת הגדלת קנה המידה | ניתן להגדיל את קנה המידה באופן ליניארי לחלוטין, מה שמקל במידה עצומה על המעבר מבדיקת היתכנות לייצור תעשייתי. | קשה להגדיל את קנה המידה עקב סוניקציה לא אחידה ומגבלות על גודל האמבטיות. | קשה להגדיל את קנה המידה עקב קשיים בשמירה על אותם פרמטרים של התהליך (למשל לחץ וכוח גזירה) בקני מידה שונים, דבר המוביל לשונות במוצר הסופי. |
| עלות | עלות ראשונית גבוהה יותר, אך יעילות גבוהה יותר במשימות ייעודיות. | בדרך כלל עלות ראשונית נמוכה יותר, אך יעילות נמוכה יותר. | משתנה בהתאם לציוד וליישום. |
ריאקטורים עם תא זרימה לסוניקטורים
לתעשיות ולמעבדות הזקוקות לעיבוד אולטרסוני רציף, Hielscher Ultrasonics מציעה ריאקטורים מתקדמים עם תא זרימה, התואמים לסוניקטורים העוצמתיים שלה עם גשוש, ובהם UP400St (400 watts), UIP1000hdT (1000 watts) ו־UIP16000hdT (16kW).
מתוכננים לסוניקציה בקו זרימה
ריאקטורים עם תא זרימה מתוכננים לאפשר סוניקציה יעילה בקו זרימה, שבה נוזלים מטופלים תוך כדי מעברם דרך תא הריאקטור. מערך זה אידיאלי לתהליכים המפיקים תועלת מתוצאות עקביות הניתנות לשחזור לאורך פרקי זמן ממושכים, כגון תחלוב, הקטנת גודל חלקיקים או פירוק תאים. תאי הזרימה מספקים פתרון מצוין למשתמשים הזקוקים להגדלת קנה המידה מעיבוד באצוות לייצור רציף בתפוקה גבוהה.
יתרונות מרכזיים
אחד היתרונות המרכזיים של הריאקטורים עם תא הזרימה של Hielscher הוא האפשרות להפעיל בהם לחץ, המגבירה משמעותית את השפעות הקוויטציה הנוצרות במהלך הסוניקציה. כאשר נוזל נחשף לגלים אולטרסוניים, מתרחשת קוויטציה – תהליך הכולל היווצרות, גדילה וקריסה של בועות, תוך שחרור אנרגיה עזה המפרקת חלקיקים או תאים. הפעלת לחץ בתא הזרימה מגבירה את כוחות הקוויטציה האלה, וכתוצאה מכך הסוניקציה יעילה אף יותר. עבור UP400St, UIP1000hdT ו־UIP16000hdT, יכולת זו להפעלת לחץ חיונית למקסום העברת האנרגיה ולהשגת יעילות תהליך גבוהה במיוחד, בעיקר ביישומים מאתגרים כגון ייצור ננו־תחליבים, דיספרסיות ומיצוי תרכובות בעלות ערך.
מיטוב התהליך
סוניקציה בקו הייצור באמצעות כורי תא זרימה היא טכניקה למיטוב תהליכים המציעה יתרונות רבים ליישומים עתירי ביצועים ולייצור תעשייתי. בהשוואה לעיבוד מסורתי באצוות, סוניקציה בקו הייצור מבטיחה זרימה רציפה של חומר, ומאפשרת שליטה מדויקת בפרמטרים של הסוניקציה ויכולת טובה יותר להגדלת קנה המידה. באמצעות מניעת שונות בין אצוות, סוניקציה בקו הייצור משפרת את אחידות המוצר, והופכת לפתרון האידיאלי לתעשיות המעניקות עדיפות לתוצאות איכותיות הניתנות לשחזור. יתרה מזאת, סוניקטורים של Hielscher, בשימוש עם כורי תא זרימה, מספקים חיסכון משמעותי בזמן, בעבודה ובאנרגיה, משפרים את יעילות התהליך הכוללת ומפחיתים את עלויות התפעול. לחברות העוסקות בייצור או במחקר בקנה מידה גדול, סוניקציה בקו הייצור מציעה דרך לשיפור הפריון, לצמצום זמני ההשבתה ולהשגת תוצרים מעולים יותר.
בין שאתם עובדים במעבדת מחקר ובין שבמתקן תעשייתי בקנה מידה גדול, סוניקטורים עם גשוש מציעים פתרון רב־תכליתי ויעיל למגוון רחב של יישומים.
- יעילות גבוהה
- טכנולוגיה מהמתקדמות ביותר
- אמינות ועמידות
- בקרת תהליך מדויקת הניתנת לכוונון
- עיבוד באצוות ובקו הייצור
- לכל נפח
- תוכנה חכמה
- תכונות חכמות (למשל, אפשרות לתכנות, רישום נתונים, שליטה מרחוק)
- הפעלה קלה ובטוחה
- תחזוקה מועטה
- CIP (ניקוי במקום)
תכנון, ייצור וייעוץ – איכות תוצרת גרמניה
המכשירים האולטרסוניים של Hielscher ידועים בתקני האיכות והתכנון הגבוהים ביותר שלהם. עמידות והפעלה קלה מאפשרות שילוב חלק של המכשירים האולטרסוניים שלנו במתקנים תעשייתיים. המכשירים האולטרסוניים של Hielscher מתמודדים בקלות עם תנאים קשים וסביבות תובעניות.
Hielscher Ultrasonics היא חברה בעלת הסמכת ISO, והיא שמה דגש מיוחד על מכשירים אולטרסוניים עתירי ביצועים המשלבים טכנולוגיה מהמתקדמות ביותר וידידותיות למשתמש. כמובן, המכשירים האולטרסוניים של Hielscher תואמים לדרישות CE ועומדים בדרישות UL, CSA ו־RoHs.
הטבלה שלהלן מספקת אינדיקציה לכושר העיבוד המשוער של המכשירים האולטרסוניים שלנו:
| נפח אצווה | ספיקת זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 0.5 עד 1.5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 עד 500mL | 10 עד 200mL/min | UP100H |
| 10 עד 2000mL | 20 עד 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 עד 20L | 0.2 עד 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 עד 100L | 2 עד 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 עד 150L | 3 עד 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 עד 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | גבוהה יותר | מערך של UIP16000 |
שאלות נפוצות
מהו סוניקטור?
סוניקטור הוא מכשיר המשתמש באולטרסאונד בהספק גבוה כדי להניע חלקיקים בדגימה, בדרך כלל בנוזל. אנרגיית אולטרסאונד זו, בעוצמה גבוהה, יוצרת שינויי לחץ מהירים המובילים להיווצרות ולקריסה של בועות קטנות, בתהליך הנקרא קוויטציה. הכוחות המכניים הנוצרים יכולים לפרק תאים, לפזר חומרים או ליצור תערובות הומוגניות, ולכן סוניקטורים שימושיים בתחומים כגון ביולוגיה, כימיה ומדע החומרים למשימות כגון פירוק תאים, ערבוב, מיצוי ותחלוב. לפיכך, השימוש בסוניקטורים עם גשוש הוא טכניקה מבוססת היטב להומוגניזציה, למיצוי ולטחינה רטובה בקנה מידה מעבדתי ותעשייתי.
מדוע כדאי להשתמש בסוניקטור?
השתמשו בסוניקטור כאשר אתם זקוקים להעברת אנרגיה מהירה ואחידה לפירוק תאים, להומוגניזציה של דגימות ולערבוב נוזלים ומוצקים. גלים אולטרסוניים מבוקרים מאיצים תהליכים, החל מליזיס של תאים ועד לפיזור ננו־חלקיקים ולתחלוב. עם קירור מתאים, סוניקציה נשארת שיטה בעלת פליטת חום נמוכה המסייעת לשמר חומרים רגישים לטמפרטורה, ולכן היא בעלת ערך במעבדות ובייצור.
סוניקטורים של Hielscher במחקר ובמדע
להלן מבחר מאמרים מדעיים שבהם נעשה שימוש בסוניקטורים עם גשוש של Hielscher בהפעלה באצוות ובקו הייצור. המאמרים עוסקים במגוון תחומים, ממיצוי אולטרסוני, דרך פיזור ועד לאלקטרוכימיה. אם אתם מחפשים יישום מסוים ומקורות מדעיים הקשורים אליו, אנא צרו איתנו קשר.
- FactSheet UP400St – 400 Watts Powerful Probe-Type Sonicator
- FactSheet UIP1000hdT – 1000 Watts Powerful Sonicator for Bench-top and Industry
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthesis of NaP zeolite at room temperature and short crystallization time by sonochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 1, 2013. 314-321.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Manganiello R., Pagano M., Nucciarelli D., Ciccoritti R., Tomasone R., Di Serio M.G., Giansante L., Del Re P., Servili M., Veneziani G. (2021): Effects of Ultrasound Technology on the Qualitative Properties of Italian Extra Virgin Olive Oil. Foods. 2021 Nov 22;10(11):2884.