Hielscher Cascatrode – Nagy felületű ultrahangos kezelőszonda

A Hielscher Cascatrodes™ különleges kialakítású szonotródák (ultrahangos szondák), amelyek magas ultrahangos teljesítményszinteken, alacsony vagy közepes ultrahangos kezelési intenzitás mellett teszik lehetővé a hatékony ultrahangos kezelést – jellemzően 60W/cm² alatti intenzitással és 60 mikron alatti amplitúdóval.

A Hielscher a Cascatrode™ szonotródát ipari feldolgozási alkalmazásokhoz fejlesztette ki. A Cascatrodes™ szonotródák minden ipari ultrahangos processzorhoz elérhetők – a UIP500hdT (0,5kW), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5kW) és UIP2000hdT (2kW) készülékektől egészen a világ legerősebb ultrahangos készülékéig, a UIP16000 (16kW) készülékig.

Amikor új ultrahangos kezelési eljárásokat fejleszt vagy tesztel, például: emulgeálást, diszpergálást, homogenizálást, sejtfeltárást és extrakciót, deagglomerálást, vagy gáztalanítást, azt fogja tapasztalni, hogy bizonyos ultrahangos kezelési paraméterek jobban megfelelnek az adott eljárásnak, mint mások.

A kimenő teljesítmény megváltoztatása nélkül is módosíthatja az ultrahangos kezelés intenzitását: a kimenő teljesítményt kis felületre összpontosíthatja nagy intenzitással (magas W/cm²) vagy nagy felület segítségével csatolhatja a teljesítményt a közegbe alacsonyabb intenzitással (alacsony W/cm²). Az intenzitás nő az ultrahangos kezelés amplitúdójának, a folyadék nyomásának vagy viszkozitásának növekedésével, és csökken a hőmérséklet emelkedésével. Miután meghatározta az eljárásához optimális paraméterbeállításokat, ezeket a beállításokat állandó értéken kell tartania a méretnövelés során. A méretnövelés során nem szabad megváltoztatnia az ultrahangos kezelés amplitúdóját és nyomását. Így állandó értéken tartja az ultrahangos kezelés intenzitását – azaz az egységnyi felületre jutó ultrahangos kimenő teljesítményt (Watts/cm²). Ebből logikusan következik, hogy adott felületi intenzitás mellett nagyobb szonotróda-felületre van szükség a nagyobb teljesítmény becsatolásához – ez lineáris összefüggés.

A Hielscher szonotródák (=ultrahangos kezelőszondák) széles választékát kínálja ultrahangos készülékeihez. A szonotródák általában a csúcsuk átmérőjében különböznek , így különböző csúcsfelületeket biztosítanak. A szonotróda függőleges felületei általában elhanyagolhatók a teljesítményátvitel szempontjából, mivel a folyékony közeg felé irányuló rezgési amplitúdójuk nagyon alacsony. A Cascatrode™ kialakítása eltér ettől, mivel gyűrű alakú vízszintes felületekkel egészíti ki a csúcs felületét. Minden gyűrű a szonotróda rezgési maximumainak egyikénél helyezkedik el. Ezekkel a gyűrűkkel jelentősen megnövelhető az a rezgő felület, amely az ultrahangot a kezelendő közegbe csatolja – lehetővé téve, hogy adott felületi intenzitás mellett nagyobb ultrahangos teljesítményt lehessen a folyadékba csatolni. A Cascatrode™ lehetővé teszi nagy ultrahangos teljesítmény átvitelét nagy amplitúdók mellett a feldolgozott közegbe.

A Hielscher Cascatrodes™ szonotródák különböző hosszúságokkal, átmérőkkel és gyűrűszámokkal érhetők el – az eljárás intenzitásához és az adott ultrahangos alkalmazáshoz igazodó kialakítással. Mivel nagy teljesítményű és nagy térfogatokat feldolgozó eljárásokban használják őket, a Cascatrodes™ szonotródákat többnyire folyamatos átfolyású rendszerekbe telepítik. Átfolyó cellás reaktorokhoz illeszthetők, amelyek ipari léptékű, hatékony, közvetlenül a folyamatvezetékben végzett feldolgozást tesznek lehetővé.