Nagy nyíróerejű keverés ultrahanggal
A nagy nyíróerejű keverők nagy nyíróerőket fejtenek ki folyadékokban és zagyokban, hogy biztosítsák két vagy több folyadék–szilárd vagy folyadék–folyadék fázis egyenletes diszpergálását, elegyítését és emulgeálását. Az ultrahangos kezelés az akusztikus kavitáció révén hoz létre nagy nyíróerőket; ez akkor lép fel, amikor nagy teljesítményű ultrahangot csatolnak a folyadékba. Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverők kiváló keverési technológiát képviselnek, amely könnyedén felülmúlja az általánosan használt nagy nyíróerejű lapátos keverőket, többtengelyes keverőket, nagynyomású homogenizátorokat, kolloidmalmokat és lapátos keverőberendezéseket.
Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverők előnyei
Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverők az 50W teljesítményű laboratóriumi homogenizátoroktól a 16 000W teljesítményű ipari keverőrendszerekig érhetők el. A laboratóriumi, asztali és ipari ultrahangos nagy nyíróerejű keverők széles választéka lehetővé teszi az alkalmazásához és termelési volumenéhez ideális ultrahangos nagy nyíróerejű keverő kiválasztását.
Az ultrahangos szonda nagy amplitúdói intenzív kavitációt hoznak létre nagy sebességű folyadékáramokkal és összetett turbulenciával. Az ultrahanggal létrehozott intenzív hidraulikus és mechanikai nyírás mikrométeres és nanométeres méretűre csökkenti a részecskéket és cseppeket. Mivel az ultrahangos kezelés folyamatparaméterei pontosan szabályozhatók és beállíthatók, a keverés, őrlés vagy diszpergálás hatása pontosan hozzáigazítható az anyaghoz és a folyamat céljához. Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverők csökkentik a keverési / őrlési időt, és megbízhatóan állítanak elő finom és ultrafinom diszperziókat.
Az ultrahangos keverő szakaszos és gyártósorba épített átfolyásos folyamatokhoz is használható. Az ultrahangos átfolyó cellák és reaktorok változatos kínálata igen eltérő térfogatáramú és viszkozitású anyagáramok keverését teszi lehetővé. Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverő nagyon magas szilárdanyag-koncentrációkat is képes kezelni, és még az erősen koptató részecskék sem jelentenek problémát.
Hogyan működik a nagy nyíróerejű keverés ultrahangos kezeléssel?
Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverők ugyanazt a mechanikai elvet alkalmazzák, mint az ipari keverőrendszerek, például a nagy nyíróerejű lapátos keverők, többtengelyes keverők, kolloidmalmok, nagynyomású homogenizátorok és lapátos keverőberendezések. Az ultrahangos keverőrendszereket részecskék diszpergálására és őrlésére, olaj- és vízfázisok emulgeálására, szilárd anyagok oldatba vitelére, valamint bármilyen anyag homogén keverékének előállítására használják folyadékokban és zagyokban. Az ultrahangos nyírókeverők ultrahangos szondát építenek be egy keverőedénybe, például egy szakaszos üzemű tartályba vagy egy átfolyó cellába. Az ultrahangos dezintegrátor szondája nagyon nagy frekvencián rezeg a folyadékban, és intenzív ultrahangos kavitációt hoz létre benne. A kavitációs buborékok összeomlása erőteljes nyíróerőket eredményez, amelyek megbontják és széttörik a cseppeket, agglomerátumokat, aggregátumokat, sőt az elsődleges részecskéket is. Mivel az ultrahangos kavitáció akár 1000km/h sebességű kavitációs áramlást hoz létre, a kavitációs folyadéksugarak felgyorsítják a részecskéket. Amikor a felgyorsított részecskék egymásnak ütköznek, őrlőközegként működnek. Ezt követően az ütköző részecskék széttöredeznek, és mikrométeres vagy nanométeres méretűre csökkennek. Az ultrahangos kavitációs mezőben a nyomás gyorsan és ismétlődően váltakozik a vákuum és az akár 1000bar érték között. Egy 4 keverőlapáttal rendelkező forgókeverőnek elképesztő, 300 000 RPM fordulatszámon kellene működnie ahhoz, hogy a váltakozó nyomásciklusok ugyanilyen frekvenciáját elérje. A hagyományos forgókeverők és rotor–sztátor keverők a sebességük korlátozottsága miatt nem hoznak létre számottevő kavitációt.
Ultrahangos nagy nyíróerejű keverő UIP2000hdT, egy 2kW teljesítményű keverőegység
Feldolgozási tipp: ultrahangos keverés nyomás alatt
Az ultrahangos reaktor vagy átfolyó cella nyomás alá helyezése fokozza az akusztikus kavitációt. A Hielscher Ultrasonics különféle átfolyócella- és reaktortípusokat kínál, amelyek könnyedén nyomás alá helyezhetők akár 5 barg értékig. Az egyedi kialakítású ultrahangos reaktorok magasabb, akár 300barg nyomást is képesek kezelni.
Ultrahangos nagy nyíróerejű keverők és alkalmazásaik
Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverők intenzív nyíróerőket hoznak létre, amelyek a részecskékre, például szilárd anyagokra, cseppekre, kristályokra és rostokra a szükséges hatást fejtik ki ahhoz, hogy megbontsák és a megcélzott méretre aprítsák őket; ez a méret a mikrométeres vagy nanométeres tartományba is eshet. Az anyag keménységétől és ridegségétől függően az ultrahangos folyamatparaméterek pontosan beállíthatók a kívánt keverési eredmény eléréséhez. Az alternatív keverési módszerekkel, például a nagy nyíróerejű lapátos keverőberendezésekkel, nagynyomású homogenizátorokkal, kolloid- / gyöngymalmokkal, tengelyes keverőkkel stb. összehasonlítva az ultrahangos dezintegrátorok számos jelentős előnyt kínálnak.
Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverők előnyei
- Nagy intenzitású kavitáció és nyírás
- Egyenletes részecskefeldolgozás
- Magas szilárdanyag-koncentrációk
- Nincsenek fúvókák / nincs eltömődés
- Nincs szükség őrlőközegre (azaz gyöngyökre)
- Lineáris méretnövelhetőség
- Egyszerű és biztonságos működtetés
- Könnyen tisztítható
- Idő- és energiahatékony
Ultrahangos nagy nyíróerejű keverők a részecskeméret csökkentésére
Az ultrahangos dezintegrátorokat a részecskeméret csökkentésére és a részecskék eloszlatására használják, akár az elsődleges részecskék tényleges aprításáról (úgynevezett őrlésről), akár az agglomerátumok szétbontásáról (úgynevezett deagglomerálásról / diszpergálásról) van szó.
Tudjon meg többet a részecskék ultrahangos őrléséről és diszpergálásáról!
Ultrahangos nagy nyíróerejű keverők emulgeáláshoz
Amikor két egymással nem elegyedő folyadékot (például vizet és olajat) szondás ultrahangos keverővel kezelnek, az ultrahangos kavitáció szétbontja a cseppeket – a két nem elegyedő fázisból nagyon kis cseppeket hozva létre, amelyeket azután összekevernek. Mivel az ultrahangos nagy nyíróerejű keverők könnyedén állítanak elő nanométeres méretű cseppeket, a stabilizált ultrahangos emulziók hosszú távú stabilitást és tiszta, átlátszó megjelenést mutatnak.
Mivel minden emulziótípusnak megvan a saját emulgeálási / nyírási küszöbértéke, amelynél az optimális cseppméret és tulajdonságok elérhetők, a keverési paraméterek pontos beállítása döntő jelentőségű. A túl alacsony nyírás túl nagy cseppeket eredményez, amelyek gyorsan összeolvadnak és fázisszétválást okoznak, míg a túl magas nyírás tönkreteheti a terméket. Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverők pontosan szabályozhatók és a folyamat igényeihez igazíthatók.
Kattintson ide, és tudjon meg többet az ultrahangos nanoemulgeálásról!
Ultrahangos nagy nyíróerejű keverő UP200Ht emulgeáláshoz
Ultrahangos nagy nyíróerejű keverők elegyítéshez és oldáshoz
Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverőket részecskék, például porok, pigmentek és rostok elegyítésére, őrlésére, diszpergálására és oldására használják gyors, megbízható és egyszerű eljárással. Az ultrahanggal létrehozott kavitáció fokozza az anyagátadást a szilárd anyagok és a folyadék között. Az ultrahangos kavitáció erőteljes hatást fejt ki a szilárd részecskékre: a kavitációs folyadékáramok erodálják a szilárd anyagok felületét, és az erózióval leválasztott darabokat a folyadékba szállítják, ezáltal homogén szuszpenziót hozva létre.
Kattintson ide, és tudjon meg többet az ultrahangos oldásról!
Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverők alkalmazásai
- Őrlés és aprítás
- Deagglomerálás és diszpergálás
- Emulgeálás
- Porok oldása
- Az anyagátadás javítása
- Szonokémiai reakciók
A SonoStation – egy ultrahangos rendszer 2x 2kW teljesítményű ultrahangos készülékkel, kevert tartállyal és szivattyúval – felhasználóbarát rendszer elegyítési, őrlési és diszpergálási alkalmazásokhoz.
Nagy nyíróerejű keverők bármilyen méretben
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű, nagy nyíróerejű keverőket tervez, gyárt és forgalmaz a kompakt, mégis nagy teljesítményű laboratóriumi készülékektől a kísérleti és ipari nagy nyíróerejű keverőkig, nagy térfogatú anyagáramok feldolgozására kereskedelmi termelési léptékben.
Nagy nyíróerejű keverők laboratóriumi használatra
A szondás ultrahangos keverők minden laboratóriumban bevált eszközök. Mivel az ultrahangos folyamatok lineárisan felnövelhetők nagy térfogatokra, a Hielscher ultrahangos nagy nyíróerejű keverői ideálisak a folyamat kis léptékű fejlesztéséhez és optimalizálásához. Az optimális folyamatparaméterek meghatározása után a keverési alkalmazás lineárisan felnövelhető kísérleti és nagyüzemi termelési léptékre.
A Hielscher laboratóriumi munkához 50 és 400 watt közötti ultrahangos keverési teljesítményű ultrahangos nagy nyíróerejű keverőket kínál.
Nagy nyíróerejű keverők ipari használatra
A Hielscher ipari nagy nyíróerejű keverői nagy teljesítményű ultrahangos processzorok, amelyeket nagy zagyáramok őrlésére, diszpergálására, emulgeálására és elegyítésére terveztek nagy igénybevétel mellett. Ezek az ipari keverők könnyedén kezelik a magas szilárdanyag-koncentrációkat és a koptató részecskéket. Az ipari ultrahangos nagy nyíróerejű keverők szondái (szonotródái) karimával vannak ellátva, így a keverő bármilyen tájolással beépíthető acéltartályokba, üvegedényekbe vagy műanyag tárolókba. Ez lehetővé teszi az ultrahangos kezelőedény nyomás alá helyezését. Az ultrahangos edény vagy átfolyó cella nyomás alá helyezése fokozza az akusztikus kavitációt, és ezáltal az ultrahangos keverési folyamatot. A Hielscher Ultrasonics 500 és 16 000 watt közötti teljesítményű ipari nagy nyíróerejű keverőket kínál. Az UIP16000 készülékkel a Hielscher a világ legnagyobb teljesítményű ultrahangos nagy nyíróerejű keverőjét kínálja.
Nagy viszkozitású anyagok? – Nem jelentenek problémát! Az asztali és ipari kategóriába tartozó összes Hielscher ultrahangos processzor könnyedén képes feldolgozni az akár 250 000 centipoise viszkozitású zagyokat. A 2 000 cPs értéknél nagyobb viszkozitások esetén átfolyó cellák és excentercsigás szivattyúk együttes használatát javasoljuk az ultrahanghullámok folyadékba történő jobb csatolása érdekében.
Hogyan találja meg a megfelelő ultrahangos nagy nyíróerejű keverőt?
A Hielscher Ultrasonics nagy múltú, tapasztalt gyártója a nagy teljesítményű és megbízható ultrahangos nagy nyíróerejű keverőrendszereknek, amelyeket részecskék diszpergálására és széttörésére, nanoemulziók előállítására vagy porok folyadékokban történő oldására használnak. Az ultrahangos keverők piacvezetőjeként a Hielscher ultrahangos nagy nyíróerejű keverőket és homogenizátorokat tervez, gyárt és forgalmaz a laboratóriumi és asztali léptéktől a kísérleti és teljes ipari léptékig.
Az alábbi kérdések megválaszolása segít megtalálni a folyamatához legmegfelelőbb nagy nyíróerejű keverőt:
- Mi a megcélzott alkalmazás?
- Mekkora a jellemzően feldolgozandó térfogat?
- Melyek a folyamat kritikus tényezői?
- Milyen minőségi követelményeket kell teljesíteni?
Jól képzett és tapasztalt munkatársaink minden kérdésében és keverési folyamatának megtervezésében segítenek Önnek. A Hielscher Ultrasonics részletes tanácsadást nyújt az ultrahangos feldolgozásról, hogy segítsen ügyfeleinek megtalálni a lehető legideálisabb ultrahangos nagy nyíróerejű keverőt. A Hielscher szolgáltatásai azonban itt nem érnek véget: ügyfeleinket saját telephelyükön vagy ultrahangos folyamatlaboratóriumunkban és műszaki központunkban képezzük, hogy segítsük őket a folyamatfejlesztés, az optimalizálás és a méretnövelés során.
A Hielscher Ultrasonics ipari ultrahangos processzorai könnyedén biztosítják azokat a nagyon nagy amplitúdókat, amelyek a kemény részecskék és agglomerátumok széttöréséhez vagy a magas szilárdanyag-koncentrációjú zagyok feldolgozásához szükségesek. A Hielscher ipari keverői könnyedén működnek akár 200µm amplitúdóval, folyamatosan, 24/7 üzemben. Ha egyes folyamatok még nagyobb amplitúdókat igényelnek, egyedi ultrahangos szondák is rendelkezésre állnak. Az olyan tartozékok, mint az amplitúdóerősítők, átfolyó cellák, ultrahangos kezelőreaktorok és teljes recirkulációs rendszerek könnyen elérhetők, és lehetővé teszik az ultrahangos keverőrendszer folyamatkövetelményekhez optimálisan igazított konfigurálását. Minden szonotróda és reaktor, amelyek az egyedüli, közeggel érintkező alkatrészek, alkalmas CIP/SIP eljárásra (helyben történő tisztításra és sterilizálásra).
Kifinomult ultrahangos nagy nyíróerejű keverők
A Hielscher Ultrasonics a legmagasabb szintű felhasználóbarát kialakítással és a legkorszerűbb műszaki fejlesztésekkel rendelkező, nagy teljesítményű sejtfeltáró készülékekre összpontosít. Ez azt jelenti, hogy a Hielscher laboratóriumi dezintegrátorainak színvonala egyre inkább igazodik az ipari gépek intelligenciájához. A felhasználó böngészőn keresztüli távvezérléssel irányíthatja a Hielscher digitális ultrahangos készülékeit. Az automatikus adatrögzítő szoftver minden fontos ultrahangos paramétert, például a nettó teljesítményt, az összteljesítményt, az amplitúdót, a hőmérsékletet, a nyomást, az időt és a dátumot CSV-fájlként rögzíti a beépített SD-kártyán. Az ultrahangos dezintegrátor emellett beprogramozható arra, hogy meghatározott idő vagy adott energiabevitel után automatikusan kikapcsoljon, illetve pulzáló ultrahangos kezelési módok is programozhatók. A csatlakoztatható hőmérséklet- és nyomásérzékelők lehetővé teszik a minta körülményeinek gondos nyomon követését. Mivel a hőérzékeny anyagok hőmérséklet-szabályozása döntő tényező a folyamat eredményeinek minősége szempontjából, a Hielscher különféle megoldásokat kínál a folyamat hőmérsékletének a megcélzott hőmérséklet-tartományban tartására.
A Hielscher ultrahangos készülékeinek kifinomult funkciói biztosítják a legmagasabb szintű folyamatszabályozást, a megbízható és reprodukálható ultrahangos kezelési eredményeket, a felhasználóbarát működést és a kényelmes munkavégzést.
Minőség – Németországban gyártva
Családi tulajdonban lévő és családi irányítású vállalkozásként a Hielscher a legmagasabb minőségi követelményeket helyezi előtérbe ultrahangos processzorainál. Minden ultrahangos készüléket a németországi Berlin közelében, Teltowban található központunkban tervezünk, gyártunk és alaposan tesztelünk. A Hielscher ultrahangos berendezéseinek robusztussága és megbízhatósága fáradhatatlan munkagéppé teszi őket az Ön termelésében. A teljes terhelés melletti, igényes környezetben végzett 24/7 üzem a Hielscher nagy teljesítményű keverőinek természetes jellemzője.
A Hielscher ultrahangos nagy nyíróerejű keverőit különféle méretekben és az Ön folyamatához konfigurálva vásárolhatja meg. A folyadékok kis laboratóriumi főzőpohárban történő kezelésétől a zagyok ipari léptékű, folyamatos átfolyásos keveréséig a Hielscher Ultrasonics megfelelő nagy nyíróerejű keverőt kínál Önnek! Kérjük, lépjen kapcsolatba velünk – örömmel ajánljuk Önnek az ideális ultrahangos keverőrendszert!
Az alábbi táblázat tájékoztatást ad ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról:
| Adagtérfogat | Térfogatáram | Ajánlott készülékek |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | nagyobb | együttesen működtetett UIP16000 |
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!
Nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok a laboratóriumi léptéktől a kísérleti és ipari léptékig.
Hasznos tudnivalók
Ultrahangos készülékek és használatuk nagy nyíróerejű keverőként
Az ultrahangos készülékek szondás ultrahangberendezések, amelyek meghatározó jellemzője, hogy az ultrahangos rezgéseket ultrahangos szondán keresztül továbbítják a feldolgozandó közegbe. A szonda, más néven szonotróda, egy titánrúd, amely ultrahangos frekvencián, például 20kHz frekvencián rezeg. A 20 kHz frekvenciájú rezgés azt jelenti, hogy a szonda vízszintes felülete másodpercenként 20 000 alkalommal tágul és húzódik össze. A szonda hegyénél az ultrahangos frekvenciatartományban végbemenő gyors mozgások a folyadékba csatolódnak. A folyadékban az ultrahanghullámok áthaladnak a közegen, és váltakozó nagy nyomású / kis nyomású ciklusokat hoznak létre. A kis nyomású ciklus során parányi vákuumbuborékok keletkeznek, és több nyomáscikluson át növekednek, amíg elérik azt a pontot, ahol már nem képesek további energiát elnyelni. A maximális növekedés pontján a kavitációs buborék hevesen szétpattan. A befelé történő összeomlás nagy energiasűrűségű mezőt eredményez nagyon magas hőmérsékletekkel és nyomásokkal, a megfelelő hőmérséklet- és nyomáskülönbségekkel, akár 180m/sec sebességű folyadékáramokkal és turbulenciával. Ez a kavitációs energia erőteljes hatást fejt ki a folyadékokra és zagyokra, rendkívüli keverési, elegyítési, őrlési, diszpergálási és emulgeálási eredményeket biztosítva. Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverők könnyedén állítanak elő nanométeres méretű részecskéket és cseppeket, nagyon szűk részecske- / cseppméret-eloszlással.
Olvassa el itt, milyen különbségek vannak az ultrahangos / akusztikus kavitációs és a hidrodinamikai kavitációs feldolgozás között!
Az ultrahangos nagy nyíróerejű keverőket gyakran alkalmazó iparágak
- Szilárd/folyadék formulációk diszpergálása, oldása, keverése
- Emulgeálás
- Anyagtudomány
- Minta-előkészítés az elemzés előtt
- Nanorészecskék alkalmazásai
- Részecskék funkcionalizálása
- Fázisátviteli reakciók
Szakirodalom / Hivatkozások
- 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.