Ultrahangos homogenizátorok laboratóriumi, kísérleti üzemi és ipari feldolgozáshoz
Az ultrahangos homogenizátorok nagy teljesítményű eszközök szilárd–folyadék és folyadék–folyadék szuszpenziók keverésére és homogenizálására. Az ultrahangos homogenizálás olyan mechanikai eljárás, amely a folyadékban lévő részecskék méretét csökkenti, hogy azok egyenletesen kicsik és egyenletes eloszlásúak legyenek. A Hielscher nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat kínál laboratóriumi és termelési léptékű alkalmazásokhoz.
Ultrahangos homogenizátorok megbízható keveréshez, diszpergáláshoz, emulgeáláshoz és részecskeméret-csökkentéshez
A Hielscher ultrahangos homogenizátorai erőteljes, szabályozható kavitációt biztosítanak egyenletes keverékek, finom diszperziók, stabil emulziók, nanoemulziók és sejtlizátumok előállításához, valamint a részecskeméret csökkentéséhez. A kis laboratóriumi mintáktól a folyamatos ipari termelésig a Hielscher ultrahangos kezelőberendezései reprodukálható homogenizálási eredményeket biztosítanak a kutatás, a termékfejlesztés és a gyártás számára.
Akár milliliternyi mennyiségeket kell feldolgoznia a laboratóriumban, akár egy formulációt kell optimalizálnia kísérleti üzemi léptékben, akár nagy áteresztőképességű, gyártósorba integrált termelést kell működtetnie, a Hielscher olyan ultrahangos homogenizátorokat kínál, amelyekkel pontosan szabályozható az amplitúdó, az idő, a hőmérséklet, a nyomás és a bevitt energia. Ez az ultrahangos homogenizálást a rotor–sztátor keverők, a gyöngymalmok és a nagynyomású homogenizátorok méretnövelhető, megismételhető és hatékony alternatívájává teszi.
Miért válasszon ultrahangos homogenizátort:
- Erőteljes homogenizálás: Hozzon létre finom diszperziókat, emulziókat, nanoemulziókat és egyenletes szuszpenziókat.
- Pontos folyamatszabályozás: Állítsa be az amplitúdót, a teljesítményt, az időt, a hőmérsékletet és a nyomást a reprodukálható eredmények érdekében.
- A laboratóriumi léptéktől az ipari léptékig: Dolgozzon fel kis mintákat, nagy tételeket vagy folyamatos anyagáramokat.
- Nehezen feldolgozható anyagokkal is használható: Alkalmas abrazív részecskékhez, nagy szilárdanyag-tartalmú szuszpenziókhoz, rostos anyagokhoz, viszkózus folyadékokhoz és összetett formulációkhoz.
- Szakaszos és gyártósorba integrált üzem: Használjon nyitott edényeket, főzőpoharakat, reaktorokat vagy átfolyó cellákat.
- Kis karbantartási igényű kialakítás: A szonotróda és az átfolyó cella egyszerű geometriája csökkenti a tisztítási ráfordítást és a kopást.
- 24/7 üzemre tervezve: Az ipari ultrahangos rendszereket nagy igénybevételű, folyamatos feldolgozásra tervezték.
Adja meg a feldolgozandó térfogatot, a célként kitűzött részecske- vagy cseppméretet, a viszkozitást, a szilárdanyag-tartalmat és a szükséges áteresztőképességet. A legmegfelelőbb laboratóriumi, kísérleti üzemi vagy ipari ultrahangos kezelőberendezést fogjuk ajánlani.
UIP1000hdT ultrahangos homogenizátor, nagy teljesítményű, 1000 wattos ultrahangos kezelőberendezés nanodiszperziókhoz és nanoemulziókhoz
Az ultrahangos homogenizátorok alkalmazásai és hatásai
Az ultrahangos homogenizátorok nagy teljesítményű, megbízható keverők, amelyeket a laboratóriumokban és az iparban számos alkalmazásra használnak.
Az ultrahangos homogenizátor különféle alkalmazásokra használható, többek között:
- Homogenizálás: Az ultrahangos homogenizátorokkal minták homogenizálhatók egyenletes és állandó minőségű keverékek létrehozásához.
- Diszpergálás: Az ultrahangos homogenizátorok szilárd részecskék folyadékokban történő diszpergálására használhatók stabil szuszpenziók létrehozásához. Az ultrahangos kezelés rendkívül hatékony a nanodiszperziók létrehozásában.
- Emulgeálás: Az ultrahangos homogenizátorok stabil emulziók és nanoemulziók létrehozására használhatók egymással nem elegyedő folyadékok, például olaj és víz felaprózásával és diszpergálásával.
- Sejtfeltárás: Az ultrahangos homogenizátorok képesek feltárni a sejteket az intracelluláris összetevők, például fehérjék, nukleinsavak, enzimek és metabolitok kinyeréséhez.
- Gázmentesítés: Az ultrahangos homogenizátorok folyadékokból oldott gázok eltávolítására használhatók, például HPLC-oldószerek vagy hűtőfolyadékok gázmentesítésére.
- Ultrahanggal segített kémiai reakciók: Az ultrahangos homogenizátorok ultrahangos kezeléssel segített kémiai reakciókhoz is használhatók, például szonokémiai szintézishez, katalízishez vagy lebontáshoz.
Összességében az ultrahangos homogenizátorok sokoldalú eszközök, amelyek a kutatás, a fejlesztés és az ipari folyamatok számos alkalmazásában használhatók.
UIP4000hdT ipari ultrahangos kezelőberendezés átfolyó cellákkal a folyamatos, gyártósorba integrált termeléshez
Nagy teljesítményű ultrahang a részecskeméret csökkentésére:
Amikor ultrahangos homogenizátorokat használnak olyan alkalmazásokhoz, mint a keverés, a diszpergálás és az emulgeálás, a cél a folyadékban vagy zagyban lévő kis részecskék vagy cseppek méretének csökkentése a keverék egyenletességének és stabilitásának javítása érdekében. Ezek a részecskék (a diszpergált fázis) szilárdak vagy folyékonyak is lehetnek. A részecskék átlagos átmérőjének csökkentése növeli az egyedi részecskék számát. Ez csökkenti a részecskék közötti átlagos távolságot, és növeli a részecskék felületét. Az ábra az egyedi részecskék átmérője és az összes felület közötti összefüggést mutatja. A felület és a részecskék közötti átlagos távolság befolyásolhatja a folyadék reológiáját.
Ha a részecskék és a folyadék relatív sűrűsége eltér egymástól, a keverék homogenitása befolyásolhatja a diszperzió stabilitását. Ha a részecskék többségének mérete hasonló, csökken az ülepedés vagy a felúszás közbeni agglomerálódási hajlam, mivel a hasonló részecskék felúszási vagy ülepedési sebessége is hasonló.
Az ultrahangos diszperziók egyenletes részecskeméret-eloszlást mutatnak, egyenletesen csökkentett méretű részecskékkel. A görbék a szilícium-dioxid részecskeeloszlását mutatják az ultrahangos kezelés előtt (zöld görbe) és az ultrahangos diszpergálás után (piros görbe).
Ultrahangos és nagynyomású homogenizátorok összehasonlítása
A nagynyomású homogenizátorok nagyon nagy nyomáson préselik át a folyadékot egy homogenizáló szelepen. Ez jól működhet lágy részecskék vagy cseppek, például a tejben lévő zsírgolyócskák esetében. A jelenlegi oldal azonban megjegyzi, hogy a nagynyomású homogenizátorok alkalmazhatósága korlátozott lehet kemény, abrazív, rostos vagy szálas anyagok feldolgozásakor, mert a nagy folyadéksebesség és a kis szelepnyílások kopást okoznak, és csökkentik a szivattyú vagy a szelep élettartamát.
Az ultrahangos homogenizátorok másképpen működnek. Ahelyett, hogy az anyagot egy kis szelepnyíláson préselnék át, egy rezgő szonotródán keresztül mechanikai energiát juttatnak a folyadékba. Ez közvetlenül a feldolgozott közegben hoz létre kavitációt.
Az ultrahangos homogenizátorok előnyei
- Nincsenek könnyen eltömődő kis szelepnyílások
- Alkalmasak abrazív és rostos anyagokhoz
- A folyamat intenzitása könnyen beállítható
- Szakaszos és folyamatos feldolgozási lehetőségek
- Kevés, a közeggel érintkező és mozgó alkatrész
- Hatékony részecske-deagglomerálás és cseppméret-csökkentés
- Kiváló méretnövelhetőség a laboratóriumi vizsgálatoktól a termelésig
Ultrahangos homogenizátorok laboratóriumi, kísérleti üzemi és ipari léptékhez
A Hielscher számos feldolgozási térfogathoz és áteresztőképességhez kínál ultrahangos homogenizátorokat. A laboratóriumi ultrahangos homogenizátorokat kis minták előkészítésére, formulációk vizsgálatára, biológiai minták feldolgozására, valamint kutatásra és fejlesztésre használják. A kísérleti üzemi és ipari ultrahangos kezelőberendezéseket folyamatfejlesztésre, méretnövelésre, termelésre és folyamatos, gyártósorba integrált feldolgozásra használják.
A jelenlegi oldal széles léptéktartományt ad meg: a laboratóriumi ultrahangos homogenizátorok megközelítőleg 1,5 mL és 5 L közötti térfogatokat képesek feldolgozni, míg az ipari ultrahangos homogenizátorok megközelítőleg 0,5 és 2000 L közötti tételeket vagy óránként 0,1 L és 20 m³ közötti térfogatáramokat képesek kezelni.
| Homogenizátorkategória | Leginkább erre alkalmas | Jellemző alkalmazások |
|---|---|---|
| Laboratóriumi homogenizátorok | Kompakt, szondás ultrahangos kezelőberendezések kis mintákhoz, laboratóriumi munkához, kutatáshoz és fejlesztéshez, valamint formulációfejlesztéshez. | Minta-előkészítés, sejtfeltárás, DNS-, RNS- és fehérjekinyerés, kis tételű emulziók, nanorészecske-diszpergálás, formulációk szűrővizsgálata és megvalósíthatósági vizsgálatok. |
| Kísérleti üzemi homogenizátorok | Kísérleti üzemi rendszerek folyamatfejlesztéshez, méretnövelési vizsgálatokhoz, paraméteroptimalizáláshoz és teszttételek gyártásához. | Az amplitúdó, a bevitt energia, az idő és a hőmérséklet optimalizálása, méretnövelési paraméterek kidolgozása, folyamatos átfolyási vizsgálatok, próbatételek gyártása és a folyamat gazdaságosságának validálása. |
| Ipari homogenizátorok | Ipari ultrahangos rendszerek nagy léptékű feldolgozáshoz, folyamatos termeléshez és nagy áteresztőképességű gyártáshoz. | Folyamatos termelés, nagy tételű homogenizálás, nagy térfogatú diszpergálás, gyártósorba integrált emulgeálás, nedves őrlés, folyamatintenzifikálás és 24/7 gyártás. |
A megfelelő ultrahangos homogenizátor kiválasztása
A legjobb ultrahangos homogenizátor kiválasztása a folyamat céljától és az anyag tulajdonságaitól függ. A megbízható berendezésajánláshoz vegye figyelembe a következő paramétereket:
- A minta vagy a tétel térfogata
- Térfogatáram folyamatos üzemben
- A folyadék viszkozitása
- Szilárdanyag-tartalom
- A részecskék keménysége
- Kiindulási részecske- vagy cseppméret
- Célként kitűzött részecske- vagy cseppméret
- Hőmérséklet-érzékenység
- Szükséges feldolgozási idő
- Hűtési vagy nyomásszabályozási igény
- Szakaszos, recirkulációs vagy egyszeri átvezetésű, gyártósorba integrált üzem
- Tisztítási és anyagkompatibilitási követelmények
Ezeknek a folyamatparamétereknek az alapján megfelelő ultrahangos homogenizátort, szonotródát, amplitúdóerősítőt, átfolyó cellát és hűtési megoldást tudunk ajánlani.
Miért vásároljon Hielscher ultrahangos homogenizátort?
A Hielscher ultrahangos homogenizátorait megbízható kavitációra, reprodukálható folyamatszabályozásra és hosszú élettartamra tervezték. A rendszerek laboratóriumokban, kísérleti üzemekben és ipari környezetben történő használatra készülnek.
A meglévő oldal szerint a Hielscher ultrahangos kezelőberendezései amplitúdószabályozottak, ami azt jelenti, hogy üzemi körülmények között is fenntartják a kiválasztott amplitúdót. Az oldal azt is hangsúlyozza, hogy az azonos ultrahangos kezelési paraméterek elősegítik az állandó és reprodukálható eredményeket, ami fontos a termékminőség és a méretnövelés szempontjából.
A Hielscher ultrahangos kezelőberendezéseinek előnyei:
- Nagy teljesítményű ultrahangos feldolgozóberendezések a laboratóriumi léptéktől az ipari léptékig
- Pontos amplitúdószabályozás
- Állítható teljesítmény, idő, hőmérséklet és nyomás
- Szakaszos és gyártósorba integrált feldolgozás
- Robusztus szonotródák és átfolyó cellák
- Kevés, a közeggel érintkező alkatrész és egyszerű tisztítás
- Alkalmasak abrazív, rostos és nagy szilárdanyag-tartalmú anyagokhoz
- Ipari rendszerek 24/7 üzemhez
- Folyamat-tanácsadás és alkalmazástámogatás
- Német tervezési és gyártási minőség
Az alábbi táblázat a feldolgozandó tételtérfogat vagy térfogatáram függvényében általános berendezésajánlásokat tartalmaz. Kattintson az ultrahangos kezelőberendezés modelljére, ha további információkat szeretne kapni az egyes ultrahangos homogenizátorokról.
| Tételtérfogat | Térfogatáram | Ajánlott berendezések |
|---|---|---|
| 0,5–1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 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 |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | nagyobb | készülékcsoport: UIP16000 |
Ultrahangos szövethomogenizátorok
A diszperziók és emulziók előállításán túl az ultrahangos homogenizátorok a biotechnológiában, a sejt- és molekuláris biológiában, valamint az élettudományokban is széles körben bevált eszközök sejtlízisre és frakcionálásra, szövetfeltárásra, intracelluláris vegyületek kinyerésére, valamint DNS, RNS és kromatin nyírással történő fragmentálására. Az ultrahangos homogenizátorok egészen kis térfogatok (0,1mL) minta-előkészítésétől az ipari folyamatok igen nagy térfogatainak feldolgozásáig rendelkezésre állnak (például bioaktív vegyületek kinyerésére étrend-kiegészítők gyártásához).
Az ultrahangos homogenizátorral végzett szövetfeltáráshoz izotóniás pufferoldatot használnak az ozmotikus károsodás megakadályozására. A Hielscher ultrahangos homogenizátorai hőmérséklet-érzékelővel és hőmérséklet-szabályozási beállítási lehetőséggel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik, hogy a mintákat jól szabályozott hőmérséklet-tartományban tartsák.
Az ultrahangos szövethomogenizátorokról további részletekért kattintson ide!
GYIK: Ultrahangos homogenizátorok
Mi az ultrahangos homogenizátor?
Az ultrahangos homogenizátor nagy teljesítményű ultrahangos berendezés, amelyet folyadékokban lévő részecskék és cseppek keverésére, diszpergálására, emulgeálására, deagglomerálására, szétbontására vagy méretcsökkentésére használnak. Rezgő szondával hoz létre akusztikus kavitációt a folyadékban.
Hogyan működik az ultrahangos homogenizálás?
Az ultrahangos homogenizálás akusztikus kavitáció révén működik. A nagy intenzitású ultrahang mikroszkopikus buborékokat hoz létre, amelyek hevesen összeomlanak. Ez nyíróerőket, turbulenciát és részecskeütközéseket idéz elő, amelyek csökkentik a részecske- vagy cseppméretet, és javítják a keverék egyenletességét.
Mire használható az ultrahangos homogenizátor?
Az ultrahangos homogenizátorokat diszpergálásra, emulgeálásra, nanoemulgeálásra, nedves őrlésre, részecskeméret-csökkentésre, sejtlízisre, szövetfeltárásra, gázmentesítésre, extrakcióra és szonokémiai reakciókhoz használják.
Mi a különbség az ultrahangos homogenizátor és a szondás ultrahangos kezelőberendezés között?
A kifejezéseket gyakran ugyanarra a berendezéstípusra használják. A szondás ultrahangos kezelőberendezés olyan ultrahangos homogenizátor, amely egy szondán vagy szonotródán keresztül közvetlenül a folyadékba juttatja az ultrahangot.
Készíthetők nanoemulziók ultrahangos homogenizátorokkal?
Igen. Az ultrahangos homogenizátorokat széles körben használják finom emulziók és nanoemulziók előállítására a cseppméret csökkentésével és a cseppek eloszlásának javításával olaj–víz vagy víz–olaj rendszerekben.
Diszpergálhatók nanorészecskék ultrahangos homogenizátorokkal?
Igen. Az ultrahangos homogenizátorok nagyon hatékonyak a nanorészecskék diszpergálásában és a részecskeagglomerátumok felbontásában folyadékokban. Olyan anyagokhoz használják őket, mint a szilícium-dioxid, a pigmentek, a grafit, a grafén, a szénnanocsövek (CNT-k), a fém-oxidok, a kerámiák és a katalizátorok.
Alkalmasak az ultrahangos homogenizátorok abrazív anyagokhoz?
Igen. Az ultrahangos homogenizátorok számos abrazív vagy kemény részecskéhez alkalmasak, mert működésük nem kis szelepnyílásokon alapul, mint a nagynyomású homogenizátoroké. A Hielscher jelenlegi oldala kifejezetten megnevezi az olyan abrazív anyagokat, mint a pigmentek, a polírozóközegek és a fém-oxidok, amelyek kihívást jelentenek a nagynyomású homogenizátorok számára.
Feldolgozhatók viszkózus folyadékok ultrahangos homogenizátorokkal?
Igen. Az ultrahangos homogenizátorok számos viszkózus folyadékot és zagyot képesek feldolgozni. Az optimális konfiguráció a viszkozitástól, az edény geometriájától, a térfogatáramtól, a szonotróda méretétől és a hűtési követelményektől függ.
Növelhető az ultrahangos homogenizálás léptéke?
Igen. Az ultrahangos homogenizálás léptéke a laboratóriumi vizsgálatoktól a kísérleti üzemi és ipari termelésig növelhető. A Hielscher kis mintatérfogatokhoz, nagy tételekhez és folyamatos, gyártósorba integrált feldolgozáshoz kínál ultrahangos homogenizátorokat.
Milyen paraméterek szabályozzák az ultrahangos homogenizálást?
A fontos paraméterek közé tartozik az amplitúdó, az ultrahangos kezelés időtartama, a bevitt energia, a hőmérséklet, a nyomás, a folyadéktérfogat, a térfogatáram, a viszkozitás, a részecskekoncentráció és a szonotróda geometriája.
Reprodukálható az ultrahangos homogenizálás?
Igen, ha a folyamatparaméterek szabályozottak. A Hielscher ultrahangos homogenizátorai amplitúdószabályozottak, ami elősegíti a megismételhető ultrahangos kezelési körülményeket és az állandó eredményeket.
Melyik Hielscher ultrahangos homogenizátort válasszam?
A megfelelő modell a mintatérfogattól, a térfogatáramtól, a viszkozitástól, a szilárdanyag-koncentrációtól, a célként kitűzött részecske- vagy cseppmérettől, valamint attól függ, hogy a folyamat szakaszos vagy gyártósorba integrált. A laboratóriumi felhasználók jellemzően kompakt ultrahangos kezelőberendezéseket választanak, míg az ipari felhasználók átfolyó cellákkal vagy reaktorokkal felszerelt, nagy teljesítményű rendszereket.
Szakirodalom / Hivatkozások
-
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 ultrahangos homogenizátor UIP1000hdT (7x 1kW ultrahangos teljesítmény) készülékcsoportként telepítve nagy áteresztőképességű ipari feldolgozáshoz
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt a laboratóriumi mérettől az ipari méretig.