Ultrazvučni homogenizatori za laboratorijsko, pilotsko i industrijsko procesiranje
Ultrazvučni homogenizatori su moćni alati za miješanje i homogeniziranje suspenzija kruto-tekuće i tekuće-tekuće. Ultrazvučna homogenizacija je mehanički proces smanjenja čestica u tekućini tako da postanu jednoliko male i ravnomjerno raspoređene. Hielscher nudi snažne ultrazvučne homogenizatore za primjenu u laboratoriju i proizvodnji.
Ultrazvučni homogenizatori za pouzdano miješanje, disperziju, emulgiranje i smanjenje veličine čestica
Hielscherovi ultrazvučni homogenizatori pružaju snažnu, kontroliranu kavitaciju za proizvodnju uniformnih mješavina, finih disperzija, stabilnih emulzija, nanoemulzija, lizat ćelija i smanjenje veličine čestica. Od malih laboratorijskih uzoraka do kontinuirane industrijske proizvodnje, Hielscher sonikatori omogućuju ponovljive rezultate homogenizacije za istraživanje, razvoj proizvoda i proizvodnju.
Bilo da trebate obraditi mililitre u laboratoriju, optimizirati formulaciju u pilot mjerilu ili provoditi proizvodnju velikog protoka u liniji, Hielscher nudi ultrazvučne homogenizatore s preciznom kontrolom amplitude, vremena, temperature, tlaka i unosa energije. To čini ultrazvučnu homogenizaciju skalabilnom, ponovljivom i učinkovitom alternativom mješalicama rotor-stator, kugličnim mlinovima i visokotlačnim homogenizatorima.
Zašto odabrati ultrazvučni homogenizator:
- Snažna homogenizacija: Stvarajte fine disperzije, emulzije, nanoemulzije i ujednačene suspenzije.
- Precizna kontrola procesa: Podesite amplitudu, snagu, vrijeme, temperaturu i tlak za reproduktivne rezultate.
- Od laboratorija do industrijske razine: Obradite male uzorke, velike serije ili kontinuirane tokove.
- Radi s zahtjevnim materijalima: Suitable for abrasive particles, high-solid suspensions, fibrous materials, viscous liquids, and complex formulations.
- Batch and inline operation: Use open vessels, beakers, reactors, or flow-through cells.
- Low maintenance design: Simple sonotrode and flow-cell geometries reduce cleaning effort and wear.
- Built for 24/7 operation: Industrial ultrasonic systems are designed for heavy-duty continuous processing.
Tell us your processing volume, target particle or droplet size, viscosity, solid content, and required throughput. We will recommend the most suitable laboratory, pilot, or industrial sonicator.
Ultrazvučni homogenizator UIP1000hdT, sonikator snage 1000 W for nano-dispersions and -emulsions
Primjena i utjecaj ultrazvučnih homogenizatora
Ultrazvučni homogenizatori su snažne i pouzdane miješalice, koje se koriste u laboratoriju i industriji za brojne primjene.
Ultrazvučni homogenizator može se koristiti za različite primjene, uključujući:
- Homogenizacija: Ultrazvučni homogenizatori mogu homogenizirati uzorke za stvaranje jednolikih i konzistentnih smjesa.
- Disperzija: Ultrazvučni homogenizatori mogu se koristiti za raspršivanje krutih čestica u tekućinama za stvaranje stabilnih suspenzija. Ultrasonication je izvanredno učinkovit u stvaranju nano-disperzija.
- Emulgiranje: Ultrazvučni homogenizatori mogu se koristiti za stvaranje stabilnih emulzija i nanoemulzija razbijanjem i raspršivanjem tekućina koje se ne miješaju, kao što su ulje i voda.
- Poremećaj stanica: Ultrazvučni homogenizatori mogu razbiti otvorene stanice kako bi ekstrahirali unutarstanične komponente kao što su proteini, nukleinske kiseline, enzimi i metaboliti.
- Otplinjavanje: Ultrazvučni homogenizatori mogu se koristiti za uklanjanje otopljenih plinova iz tekućina, kao što su otplinjavanje HPLC otapala ili rashladnih tekućina.
- Ultrazvučno potpomognute kemijske reakcije: Ultrazvučni homogenizatori također se mogu koristiti za kemijske reakcije potpomognute sonikacijom, kao što je sonokemijska sinteza, kataliza ili razgradnja.
Sve u svemu, ultrazvučni homogenizatori su svestran alat koji se može koristiti za širok raspon primjena u istraživanju, razvoju i industrijskim procesima.
Industrijski sonicator UIP4000hdT s protokom ćelija za kontinuiranu inline proizvodnju
Snažni ultrazvuk za smanjenje veličine čestica:
Kada se ultrazvučni homogeizatori koriste za primjene kao što su miješanje, dispergiranje i emulgiranje, cilj je smanjiti male čestice ili kapljice u tekućini ili kaši kako bi se poboljšala ujednačenost i stabilnost smjese. Te čestice (disperzna faza) mogu biti krutine ili tekućine. Smanjenje srednjeg promjera čestica povećava broj pojedinačnih čestica. To dovodi do smanjenja prosječne udaljenosti čestica i povećanja površine čestica. Grafikon prikazuje korelaciju između promjera pojedinačne čestice i ukupne površine. Površina i prosječna udaljenost čestica mogu utjecati na reologiju tekućine.
Ako postoji razlika u specifičnoj težini između čestica i tekućine, homogenost smjese može utjecati na stabilnost disperzije. Ako je veličina čestica slična za većinu čestica, smanjuje se tendencija aglomeracije tijekom taloženja ili dizanja, jer slične čestice imaju sličnu brzinu dizanja ili taloženja.
Ultrazvučne disperzije pokazuju jednoliku distribuciju veličine čestica s homogeno smanjenim česticama. Krivulje pokazuju raspodjelu čestica silicija prije ultrazvuka (zelena krivulja) i nakon ultrazvučne disperzije (crvena krivulja).
[/two_thirds_last]
Ultrazvučni vs visokotlačni homogenizatori
Homogenizatori s visokim tlakom tjeraju tekućinu kroz homogenizacijsku ventilsku rupicu pri vrlo visokom pritisku. Ovo može dobro funkcionirati za mekane čestice ili kapljice, poput masnih globula u mlijeku. Međutim, trenutna stranica napominje da homogenizatori s visokim tlakom mogu imati ograničenja kod obrade tvrdih, abrazivnih, vlaknastih ili žilavih materijala jer visoke brzine tekućine i male ventilskih rupice uzrokuju trošenje i smanjuju životni vijek pumpe ili ventila.
Ultrazvučni homogenizatori rade drugačije. Umjesto da tjeraju materijal kroz malu ventilsku rupicu, oni uvode mehaničku energiju u tekućinu pomoću vibrirajućeg sonotroda. Ovo stvara kavitaciju izravno u procesnom mediju.
Prednosti ultrazvučnih homogenizatora
- Nema malih ventilskih rupica koje se mogu lako začepiti
- Prikladno za abrazivne i vlaknaste materijale
- Jednostavno podešavanje intenziteta procesa
- Opcije serijske i kontinuirane obrade
- Mali broj navlaženih i pokretnih dijelova
- Učinkovita deaglomeracija čestica i smanjenje veličine kapljica
- Snažna skalabilnost od laboratorijskih ispitivanja do proizvodnje
Ultrazvučni homogenizatori za laboratorijske, pilot i industrijske razmjere
Hielscher nudi ultrazvučne homogenizatore za mnoge volumene procesa i protoke. Laboratorijski ultrazvučni homogenizatori koriste se za pripremu malih uzoraka, testiranje formulacija, obradu bioloških uzoraka i R&D. Pilot i industrijski ultrazvučni uređaji koriste se za razvoj procesa, povećanje skaliranja, proizvodnju i kontinuiranu inline obradu.
Trenutna stranica pruža širok raspon: laboratorijski ultrazvučni homogenizatori mogu obrađivati volumene otprilike od 1,5 mL do 5 L, dok industrijski ultrazvučni homogenizatori mogu obrađivati serije otprilike od 0,5 do 2000 L ili protoke od 0,1 L do 20 m³ po satu.
| Klasa homogenizatora | Najbolje za | Tipične primjene |
|---|---|---|
| Laboratorijski homogenizatori | Kompaktni sonikatori s sondom za male uzorke, laboratorijski rad, R&D i razvoj formulacija. | Priprema uzoraka, razgradnja stanica, ekstrakcija DNA, RNA i proteina, male serije emulzija, disperzija čestica u nano veličini, ispitivanje formulacija i testiranje izvedivosti. |
| Homogenizatori na pilotskoj razini | Pilot sustavi za razvoj procesa, studije skaliranja, optimizaciju parametara i proizvodnju ispitnih serija. | Optimizacija amplitude, ulazne energije, vremena i temperature, razvoj parametara povećanja razmjera, kontinuirano testiranje protoka, probna serijska proizvodnja i validacija ekonomije procesa. |
| industrijski homogenizatori | Industrijski ultrazvučni sustavi za obradu velikih razmjera, kontinuiranu proizvodnju i visokopropusnu proizvodnju. | Kontinuirana proizvodnja, homogenizacija velikih serija, disperzija velikih količina, inline emulgacija, mokro mljevenje, intenzifikacija procesa i 24/7 proizvodnja. |
Odabir pravog ultrazvučnog sustava Homogenizator
Najbolji ultrazvučni homogenizator ovisi o cilju procesa i svojstvima materijala. Za pouzdanu preporuku opreme, razmotrite sljedeće parametre:
- Volumen uzorka ili serije
- Kontinuirani protok
- Viskoznost tekućine
- Sadržaj krutine
- Tvrdoća čestica
- Početna veličina čestice ili kapljice
- Veličina ciljne čestice ili kapljice
- Osjetljivost na temperaturu
- Potrebno vrijeme obrade
- Potreba za hlađenjem ili kontrolom tlaka
- Serijska, recirkulacijska ili jednokratna inline obrada
- Zahtjevi za čišćenjem i kompatibilnošću materijala
Na temelju ovih parametara procesa možemo preporučiti odgovarajući ultrazvučni homogenizator, sonotrodu, booster, protoknu ćeliju i postavku hlađenja.
Zašto kupiti Hielscher ultrazvučni homogenizator?
Hielscher ultrazvučni homogenizatori su dizajnirani za pouzdanu kavitaciju, reproducibilnu kontrolu procesa i dug vijek trajanja. Sustavi su namijenjeni za upotrebu u laboratorijima, pilot postrojenjima i industrijskim okruženjima.
Postojeća stranica navodi da su Hielscher ultrazvučni uređaji kontrolirani amplitudom, što znači da je odabrana amplituda održavana u radnim uvjetima. Također se naglašava da identični parametri sonikacije podržavaju dosljedne i reproducibilne rezultate, što je važno za kvalitetu proizvoda i skaliranje.
Prednosti Hielscher sonikatora:
- Visokoučinkoviti ultrazvučni procesori od laboratorijske do industrijske razine
- Precizna kontrola amplitude
- Podesiva snaga, vrijeme, temperatura i tlak
- Skupna i inline obrada
- Robusni sonotrode i protočne ćelije
- Mali broj dijelova koji dolaze u kontakt s tekućinom i lako čišćenje
- Pogodno za abrazivne, vlaknaste i materijale s visokim udjelom krutih tvari
- Industrijski sustavi za rad 24/7
- Konzultacije u procesu i podrška za primjenu
- Njemački dizajn i kvaliteta proizvodnje
Donja tablica pokazuje opće preporuke uređaja ovisno o volumenu serije ili protoku koji se obrađuje. Kliknite na model sonikatora kako biste dobili više informacija o svakom ultrazvučnom homogenizatoru.
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 0.5 do 1,5 ml | na | VialTweeter |
| 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 |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Ultrazvučni homogenizatori tkiva
Osim pripreme disperzija i emulzija, ultrazvučni homogenizatori čvrsto su utemeljeni u biotehnologiji, staničnoj i molekularnoj biologiji i znanosti o životu za staničnu lizu i frakcioniranje, razbijanje tkiva, ekstrakciju unutarstaničnih spojeva kao i smicanje DNA, RNA i kromatina . Dostupni su ultrazvučni homogenizatori za pripremu uzoraka od malih volumena (0,1 mL) do vrlo velikih volumena za industrijske procese (npr. ekstrakcija bioaktivnih spojeva za proizvodnju dodataka).
Kako bi se poremetilo tkivo ultrazvučnim homogenizatorom, koristi se izotonična puferska otopina za zaustavljanje osmotskog oštećenja. Hielscher ultrazvučni homogenizatori dolaze sa senzorom temperature i postavkom za kontrolu temperature, što omogućuje da uzorci budu u dobro kontroliranom rasponu temperature.
Za više detalja o ultrazvučnim homogenizatorima tkiva kliknite ovdje!
Često postavljana pitanja: Ultrazvučni homogenizatori
Što je ultrazvučni homogenizator?
Ultrazvučni homogenizator je uređaj visokog intenziteta ultrazvuka koji se koristi za miješanje, disperziju, emulgiranje, deaglomeraciju, razbijanje ili smanjenje čestica i kapljica u tekućinama. Koristi vibrirajuću sondu za generiranje akustične kavitacije u tekućini.
Kako djeluje ultrazvučna homogenizacija?
Ultrazvučna homogenizacija djeluje putem akustične kavitacije. Ultrazvuk visokog intenziteta stvara mikroskopske mjehuriće koji se nasilno urušavaju. To proizvodi smične sile, turbulenciju i sudare čestica koji smanjuju veličinu čestica ili kapljica i poboljšavaju ravnomjernost smjese.
Za što se koristi ultrazvučni homogenizator?
Ultrazvučni homogenizatori koriste se za disperziju, emulgiranje, nanoemulgiranje, mokro mljevenje, smanjenje veličine čestica, lizanje stanica, disrupciju tkiva, odplinjavanje, ekstrakciju i sonokemijske reakcije.
Koja je razlika između ultrazvučnog homogenizatora i sonikatora s sondom?
Pojmovi se često koriste za istu vrstu opreme. Sonikator s sondom je ultrazvučni homogenizator koji prenosi ultrazvuk izravno u tekućinu putem sonde ili sonotroda.
Mogu li ultrazvučni homogenizatori stvarati nanoemulzije?
Da. Ultrazvučni homogenizatori se široko koriste za izradu finih emulzija i nanoemulzija smanjenjem veličine kapljica i poboljšanjem raspodjele kapljica u sustavima ulje-voda ili voda-ulje.
Mogu li ultrazvučni homogenizatori disperzirati nan čestice?
Da. Ultrazvučni homogenizatori su vrlo učinkoviti za disperziju nan čestica i razbijanje aglomerata čestica u tekućinama. Koriste se za materijale poput silicija, pigmenta, grafita, grafena, CNT-a, metalnih oksida, keramike i katalizatora.
Jesu li ultrazvučni homogenizatori pogodni za abrazivne materijale?
Da. Ultrazvučni homogenizatori pogodni su za mnoge abrazivne ili tvrde čestice jer ne ovise o malim otvorima ventila poput homogenizatora visokog tlaka. Trenutna Hielscher stranica posebno navodi abrazivne materijale poput pigmenata, sredstava za poliranje i metalnih oksida kao izazovne za homogenizatore visokog tlaka.
Mogu li ultrazvučni homogenizatori obrađivati viskozne tekućine?
Da. Ultrazvučni homogenizatori mogu obrađivati mnoge viskozne tekućine i kaše. Optimalna konfiguracija ovisi o viskoznosti, geometriji posude, protoku, veličini sonotrode i zahtjevima za hlađenje.
Može li se ultrazvučna homogenizacija skalirati?
Da. Ultrazvučna homogenizacija može se skalirati s laboratorijskih testova na pilot i industrijsku proizvodnju. Hielscher nudi ultrazvučne homogenizatore za male uzorke, velike serije i kontinuiranu obradu u liniji.
Koji parametri kontroliraju ultrazvučnu homogenizaciju?
Važni parametri uključuju amplitudu, vrijeme sonikacije, ulaz energije, temperaturu, tlak, volumen tekućine, protok, viskozitet, koncentraciju čestica i geometriju sonotrede.
Je li ultrazvučna homogenizacija reproducibilna?
Da, kad su parametri procesa kontrolirani. Hielscherovi ultrazvučni homogenizatori kontrolirani su po amplitudi, što podržava ponovljive uvjete sonikacije i dosljedne rezultate.
Koji Hielscher ultrazvučni homogenizator trebam odabrati?
Pravi model ovisi o volumenu uzorka, protoku, viskoznosti, koncentraciji čvrstih tvari, ciljanoj veličini čestica ili kapljica te o tome je li proces serijski ili kontinuirani. Laboratorijski korisnici obično biraju kompaktne ultrazvučnike, dok industrijski korisnici odabiru visokosnažne sustave s protoćelijama ili reaktorima.
Literatura / Reference
-
1000hd
- Badgujar, N.P.; Bhoge, Y.E.; Deshpande, T.D.; Bhanvase, B.A.; Gogate, P.R.; Sonawane, S.H.; Kulkarni, R.D. (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment ; Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- 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.
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
7 ultrazvučnih homogenizatora UIP1000hdT (7x 1kW ultrazvučne snage) instalirano kao klaster za industrijsku obradu velikih količina
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.