Visoko smično miješanje s ultrazvukom
Miješalice s velikim smicanjem primjenjuju velike smične sile na tekućine i kaše kako bi osigurale jednoliku disperziju, miješanje i emulgiranje dviju ili više faza tekućina-krutina ili tekućina-tekućina. Ultrasonication generira visoke sile smicanja putem akustične kavitacije, koja se događa kada se ultrazvuk velike snage spaja s tekućinama. Ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem su vrhunska tehnologija miješanja, koja lako nadmašuje uobičajeno korištene miješalice s oštricama s visokim smicanjem, miješalice s više osovina, visokotlačne homogenizatore, koloidne mlinove i mješalice s oštricama.
Prednosti ultrazvučnih miksera s velikim smicanjem
Ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem dostupne su od laboratorijskih homogenizatora od 50 W do industrijskih sustava za miješanje od 16 000 W. Širok portfelj od laboratorijskih, stolnih i industrijskih ultrazvučnih miksera visokog smicanja omogućuje odabir idealnog ultrazvučnog miksera visokog smicanja za vašu primjenu i obujam proizvodnje.
Visoke amplitude na ultrazvučnoj sondi stvaraju intenzivnu kavitaciju s tekućim strujama velikih brzina i složenim turbulencijama. Ultrazvučno generirano intenzivno hidraulično i mehaničko smicanje smanjuje čestice i kapljice na mikronsku i nano veličinu. Budući da se parametri procesa sonikacije mogu precizno kontrolirati i podesiti, učinak miješanja, mljevenja ili raspršivanja može se precizno prilagoditi materijalu i cilju procesa. Ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem smanjuju vrijeme miješanja/mljevenja i proizvode pouzdano fine i ultra-fine disperzije.
Ultrazvučna miješalica može se koristiti za šaržne i inline-protočne procese. Raznolikost ultrazvučnih protočnih ćelija i reaktora omogućuje miješanje struja pri vrlo različitim brzinama protoka i viskoznosti. Ultrazvučna mješalica visokog smicanja može podnijeti vrlo visoke koncentracije krutih tvari, a čak ni vrlo abrazivne čestice nisu problem.
Kako funkcionira visokosmično miješanje sonikacijom?
Ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem koriste isti mehanički princip kao i industrijski sustavi za miješanje kao što su mješalice s lopaticama s visokim smicanjem, mješalice s više osovina, koloidni mlinovi, visokotlačni homogenizatori i sustavi mješalica s lopaticama. Ultrazvučni sustavi za miješanje koriste se za raspršivanje i mljevenje čestica, za emulgiranje uljnih i vodenih faza, za solubilizaciju krute tvari i za proizvodnju homogenih smjesa bilo koje vrste materijala u tekućinama i kašama. Ultrazvučne smične miješalice integriraju ultrazvučnu sondu u posudu za miješanje, kao što je šaržni spremnik ili protočna ćelija. Ultrazvučna dezintegratorska sonda vibrira u tekućini vrlo visokom frekvencijom i stvara intenzivnu ultrazvučnu kavitaciju u tekućini. Kolaps kavitacijskih mjehurića rezultira snažnim silama smicanja, koje ometaju i lome kapljice, aglomerate, agregate, pa čak i primarne čestice. Budući da ultrazvučna kavitacija stvara kavitacijsko strujanje velike brzine do 1000 km/h, kavitacijski tekući mlazevi ubrzavaju čestice. Kada se ubrzane čestice sudaraju jedna s drugom, djeluju kao medij za mljevenje. Nakon toga, čestice koje se sudare razbijaju se i smanjuju na mikronsku ili nano veličinu. U polju ultrazvučne kavitacije, tlakovi se brzo i opetovano mijenjaju između vakuuma i do 1000 bara. Rotaciona miješalica s 4 oštrice miješalice trebala bi raditi na nevjerojatnih 300 000 okretaja u minuti kako bi se postigla ista učestalost izmjeničnih ciklusa pritiska. Konvencionalne rotacijske miješalice i miješalice rotor-stator ne stvaraju značajnu količinu kavitacije zbog ograničenja brzine.
ultrazvučna mješalica visokog smicanja UIP2000hdT, snažna jedinica za miješanje od 2kW
Savjet za obradu: Ultrazvučno miješanje pod pritiskom
Primjenom pritiska na ultrazvučni reaktor ili protočnu ćeliju pojačava se akustična kavitacija. Hielscher Ultrasonics isporučuje različite vrste protočnih ćelija i reaktora, koji se lako mogu podići pod tlakom do 5 bara. Prilagođeni ultrazvučni reaktori mogu podnijeti više tlakove do 300 barg.
Ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem i njihova primjena
Ultrazvučne miješalice visokog smicanja stvaraju intenzivne sile smicanja, koje imaju potreban utjecaj na čestice kao što su čvrste tvari, kapljice, kristali i vlakna kako bi ih poremetile i razbile do ciljane veličine, koja može biti u mikronskom ili nano rasponu. Ovisno o tvrdoći i krtosti materijala, parametri ultrazvučnog procesa mogu se točno prilagoditi kako bi se postigao željeni rezultat miješanja. U usporedbi s alternativnim metodama miješanja kao što su mješalice s oštrim oštricama, visokotlačni homogenizatori, koloidni/zrnasti mlinovi, osovinske miješalice itd. ultrazvučni dezintegratori nude neke velike prednosti.
Prednosti ultrazvučnih miješalica s velikim smicanjem
- Kavitacija i smicanje visokog intenziteta
- Ujednačena obrada čestica
- Visoke koncentracije čvrstih tvari
- Nema mlaznica / nema začepljenja
- Nije potreban medij za mljevenje (tj. kuglice).
- linearna skalabilnost
- Lako & siguran rad
- Jednostavan za čišćenje
- Vrijeme- & energetski učinkovit
Ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem za smanjenje veličine čestica
Ultrazvučni dezintegratori koriste se za smanjenje veličine čestica i distribuciju čestica, bilo da to znači stvarno usitnjavanje primarnih čestica (što se naziva mljevenje) ili lomljenje aglomerata (što se naziva deaglomeracija / disperzija).
Pročitajte više o ultrazvučnom mljevenju i raspršivanju čestica!
Ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem za emulgiranje
Kada se dvije tekućine koje se ne miješaju (npr. voda i ulje) sonificiraju pomoću ultrazvučne miješalice tipa sonde, ultrazvučna kavitacija ometa kapljice – proizvodeći vrlo male kapljice dviju faza koje se ne miješaju, koje se zatim miješaju. Budući da ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem lako proizvode kapljice nano veličine, stabilizirane ultrazvučne emulzije pokazuju dugoročnu stabilnost i jasan proziran izgled.
Budući da svaka vrsta emulzije ima svoj specifični prag emulgiranja/smicanja, gdje se dobivaju optimalna veličina i karakteristike kapljica, precizno podešavanje parametara miješanja je ključno. Dok prenisko smicanje rezultira prevelikim kapljicama, koje se brzo spajaju i rezultiraju odvajanjem faza, previsoko smicanje može uništiti proizvod. Ultrazvučne miješalice visokog smicanja mogu se precizno kontrolirati i prilagoditi potrebama procesa.
Kliknite ovdje da biste pročitali više o ultrazvučnoj nano-emulzifikaciji!
ultrazvučna mješalica visokog smicanja UP200Ht za emulgiranje
Ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem za miješanje i otapanje
Ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem koriste se za miješanje, mljevenje, raspršivanje i otapanje čestica kao što su prah, pigmenti i vlakna u brzom, pouzdanom i jednostavnom procesu. Ultrazvučno generirana kavitacija povećava prijenos mase između čvrstih tvari i tekućina. Ultrazvučna kavitacija ima snažan utjecaj na čvrste čestice: Kavitacijski tokovi tekućine nagrizaju površinu čvrstih tijela i prenose erodirane fragmente u tekućinu stvarajući tako homogenu suspenziju.
Kliknite ovdje da biste pročitali više o ultrazvučnom otapanju!
Primjena ultrazvučnih miješalica s visokim smicanjem
- mljevenje & Mljevenje
- deaglomeracija & disperzija
- emulgiranje
- Otapanje prašaka
- Poboljšanje prijenosa mase
- sonokemijske reakcije
The SonoStation – ultrazvučni sustav s 2x 2kW ultrasonicators, spremnik za miješanje i pumpa – je user-friendly sustav za aplikacije miješanja, mljevenja i raspršivanja.
Mješalice s velikim smicanjem u bilo kojoj veličini
Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi i distribuira visokoučinkovite miksere s visokim smicanjem, od kompaktnih, ali snažnih laboratorijskih uređaja do pilotskih i industrijskih miksera s visokim smicanjem za obradu velikih volumenskih tokova na razini komercijalne proizvodnje.
Mješalice s velikim smicanjem za laboratorij
Ultrazvučne miješalice tipa sonde etablirani su alati u svakom laboratoriju. Budući da se ultrazvučni procesi mogu linearno povećati do velikog volumena, Hielscher ultrazvučne miješalice visokog smicanja idealne su za razvoj i optimizaciju vašeg procesa u malom opsegu. Zatim, nakon uspostavljanja optimalnih parametara procesa, vaša aplikacija miješanja može se linearno povećati na pilot i masovnu proizvodnju.
Hielscher nudi ultrazvučne miksere visokog smicanja za rad u laboratorijskim razmjerima s rasponom snage od 50 do 400 vata snage ultrazvučnog miješanja.
Mješalice s velikim smicanjem za industriju
Hielscher industrijske miješalice visokog smicanja su ultrazvučni procesori velike snage dizajnirani za mljevenje, dispergiranje, emulgiranje i miješanje velikih tokova kaše pod teškim uvjetima rada. Ove industrijske miješalice lako se nose s visokim koncentracijama čvrstih tvari i abrazivnih čestica. Sonde (sonotrode) industrijskih ultrazvučnih miješalica visokog smicanja opremljene su prirubnicom tako da se miješalica može integrirati u čelične spremnike, staklene posude ili plastične posude u bilo kojem smjeru. To omogućuje stvaranje tlaka u posudi za ultrazvuk. Primjenom pritiska na ultrazvučnu posudu ili protočnu ćeliju pojačava se akustična kavitacija, a time i ultrazvučni proces miješanja. Hielscher Ultrasonics nudi industrijske miksere s velikim smicanjem od 500 do 16 000 vata. S UIP16000, Hielscher nudi najsnažniju ultrazvučnu mješalicu visokog smicanja u cijelom svijetu.
Materijali visoke viskoznosti? – Nema problema! Svi Hielscher ultrazvučni procesori u stacionarnim i industrijskim kategorijama mogu lako obraditi viskozne kaše do 250.000 centipoisea. Za viskoznosti veće od 2000 cPs preporučujemo upotrebu protočnih ćelija u kombinaciji s pumpama s progresivnom šupljinom za poboljšano spajanje ultrazvučnih valova u tekućinu.
Kako pronaći pravu ultrazvučnu mješalicu s visokim smicanjem?
Hielscher Ultrasonics je dugogodišnji iskusni proizvođač snažnih i pouzdanih ultrazvučnih sustava za miješanje s visokim smicanjem, koji se koriste za raspršivanje i lomljenje čestica, za pripremu nanoemulzija ili za otapanje praha u tekućinama. Budući da je tržišni lider za ultrazvučne miksere, Hielscher dizajnira, proizvodi i distribuira ultrazvučne miksere i homogenizatore visokog smicanja od laboratorijskih i stolnih do pilotskih i industrijskih razmjera.
Odgovaranje na sljedeća pitanja pomoći će vam da pronađete najprikladniju miješalicu s velikim smicanjem za vaš proces:
- Koja je vaša ciljna primjena?
- Koji je tipični volumen koji se mora obraditi?
- Koji su kritični čimbenici procesa?
- Koji su standardi kvalitete koji se moraju postići?
Naše dobro obučeno i iskusno osoblje pomoći će vam sa svim pitanjima i koncepcijom vašeg procesa miješanja. Hielscher Ultrasonics nudi detaljno savjetovanje o ultrazvučnoj obradi kako bi pomogli našim klijentima da pronađu najidealniju ultrazvučnu mješalicu s visokim smicanjem. Ali Hielscherova usluga ne završava ovdje, mi obučavamo klijente ili u njihovim objektima ili u našem ultrazvučnom procesnom laboratoriju i tehničkom centru kako bismo im pomogli tijekom razvoja procesa, optimizacije i povećanja.
Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori lako isporučuju vrlo visoke amplitude, koje su potrebne za razbijanje tvrdih čestica i aglomerata ili za obradu kaša s visokom koncentracijom krutine. Hielscher industrijske miješalice lako rade na amplitudama do 200 µm neprekidno u radu 24/7. Ako specifični procesi zahtijevaju još veće amplitude, dostupne su prilagođene ultrazvučne sonde. Pribor kao što su booster rogovi, protočne ćelije, reaktori za sonikaciju i kompletne recirkulacijske postavke su lako dostupni i omogućuju konfiguraciju vašeg ultrazvučnog sustava za miješanje optimalno prilagođenog vašim zahtjevima procesa. Sve sonotrode i reaktori, koji su jedini dijelovi koji dolaze u kontakt s medijem, su CIP/SIP (čišćenje i sterilizacija na mjestu).
Sofisticirane ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem
Hielscher Ultrasonics fokusiran je na stanične dezintegratore visokih performansi s najvećom lakoćom za korištenje i najsuvremenijim tehničkim napretkom. To znači da se standardi Hielscher laboratorijskih dezintegratora sve više i više prilagođavaju inteligenciji industrijskih strojeva. Korisnik može kontrolirati Hielscherove digitalne ultrazvučne uređaje putem daljinskog upravljača preglednika. Softver za automatsko snimanje podataka zapisuje sve važne ultrazvučne parametre kao što su neto snaga, ukupna snaga, amplituda, temperatura, tlak, vrijeme i datum kao CSV datoteku na ugrađenu SD karticu. Nadalje, ultrazvučni dezintegrator može se programirati na automatsko isključivanje nakon određenog vremena ili određenog unosa energije ili programirati pulsirajuće načine sonikacije. Priključni senzori temperature i tlaka omogućuju pažljivo praćenje uvjeta uzorka. Budući da je kontrola temperature materijala osjetljivih na toplinu ključni čimbenik za kvalitetu rezultata procesa, Hielscher nudi različita rješenja za održavanje temperature procesa u ciljanom temperaturnom rasponu.
Sofisticirane funkcije Hielscher ultrasonicators osiguravaju najvišu kontrolu procesa, pouzdane i ponovljive rezultate ultrazvuka, lakoću korištenja i radnu udobnost.
kvaliteta – Napravljeno u Njemačkoj
Kao tvrtka u obiteljskom vlasništvu, Hielscher daje prioritet najvišim standardima kvalitete za svoje ultrazvučne procesore. Svi ultrazvučni uređaji dizajnirani su, proizvedeni i temeljito testirani u našem sjedištu u Teltowu u blizini Berlina, Njemačka. Robusnost i pouzdanost Hielscherove ultrazvučne opreme čine je radnim konjem u vašoj proizvodnji. Rad 24/7 pod punim opterećenjem iu zahtjevnim okruženjima prirodna je karakteristika Hielscherovih miješalica visokih performansi.
Možete kupiti Hielscher ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem u bilo kojoj veličini i konfiguraciji prema vašem procesu. Od obrade tekućina u maloj laboratorijskoj čaši do kontinuiranog protočnog miješanja kaše na industrijskoj razini, Hielscher Ultrasonics nudi odgovarajuću mješalicu s velikim smicanjem za vas! Molimo kontaktirajte nas – drago nam je što vam možemo preporučiti idealnu postavku ultrazvučne miješalice!
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Ultrazvučni homogenizatori velike snage od laboratorija do pilot i industrijski mjerilo.
Činjenice koje vrijedi znati
Ultrasonicators i njihova upotreba kao High-Shear Mixers
Ultrasonicators su ultrazvučni uređaji tipa sonde, koji se definiraju prijenosom ultrazvučnih vibracija preko ultrazvučne sonde u medij za obradu. Sonda, također poznata kao sonotroda, je titanska šipka koja vibrira na ultrazvučnoj frekvenciji, npr. 20 kHz. Vibriranje na 20 kHz znači da se horizontalna površina sonde širi i skuplja 20 000 puta u sekundi. Ovi brzi pokreti u ultrazvučnom frekvencijskom području na vrhu sonde povezani su s tekućinom. U tekućini, ultrazvučni valovi putuju kroz medij i stvaraju cikluse visokog/niskog tlaka naizmjenično. Tijekom ciklusa niskog tlaka, sićušni vakuumski mjehurići nastaju i rastu tijekom nekoliko ciklusa tlaka dok ne dosegnu točku u kojoj više ne mogu apsorbirati energiju. Na točki maksimalnog rasta, kavitacijski mjehurić snažno puca. Implozija rezultira energetski gustim poljem s vrlo visokim temperaturama i tlakovima, odgovarajućim razlikama temperature i tlaka, tekućim strujama s brzinama do 180 m/s i turbulencijama. Ova kavitacijska energija ima snažan utjecaj na tekućine i kaše što rezultira izvanrednim rezultatima miješanja, miješanja, mljevenja, dispergiranja i emulgiranja. Ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem lako proizvode čestice i kapljice nano veličine s vrlo uskom raspodjelom veličine čestica/kapljica.
Ovdje pročitajte koje su razlike između ultrazvučne / akustične kavitacije i hidrodinamičke obrade kavitacije!
Uobičajene industrije za ultrazvučne miješalice s velikim smicanjem
- Raspršivanje, otapanje, miješanje čvrstih/tekućih formulacija
- emulgiranje
- znanost o materijalima
- Priprema uzorka prije analize
- Primjena nanočestica
- Funkcionalizacija čestica
- Reakcije prijelaza faza
Literatura / Reference
- Pohl M.; Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. International Congress for Particle Technology PARTEC 2004; Nuremberg, Germany.
- Thomas Leong, Muthupandian Ashokkumar, Sandra Kentish(2011): The Fundamentals of Power Ultrasound. – A Review. Acoustics Australia, 54 – Vol. 39 August 2011.
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, September 1994. 253-263.
- Pekarovicova, A.; Pekarovic, J. (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Pira International (2009).
- S.E. Karekar; B.A. Bhanvase; S.H. Sonawane; M.P. Deosarkar; D.V. Pinjari; A.B. Pandit(2014): Synthesis of zinc molybdate and zinc phosphomolybdate nanopigments by an ultrasound assisted route: Advantage over conventional method. Chemical Engineering and Processing 87; Nov. 2014.