Ultrahangos készülékek és szondák folyadékfeldolgozáshoz

A Hielscher ultrahangos készülékeket laboratóriumi mintákhoz, kísérleti mérlegfeldolgozáshoz vagy teljes körű termeléshez használják. Ez magában foglalja az ultrahangos processzorokat és szondákat bármilyen folyadéktérfogat ultrahangos kezelésére, több mikrolitertől több száz köbméter / óráig. A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű szonikátorokat és kapcsolódó nagy intenzitású ultrahangos berendezéseket szállít a kutatás és az ipar számára.

A folyadékok ultrahangos kavitációval történő kezelésének követelménye számos méretben létezik: szövetminták kis injekciós üvegekben, konzerv festékmintákban, reaktoradagokban vagy folyamatos anyagáramlásban. A Hielscher ultrahangos készülékeket kínál bármilyen folyadékmennyiséghez. Például az UP100H egy kompakt kézi szonda típusú szonda típusú szonda ultrahangos készülék, akár 500 ml-ig. A 400 wattos erős ultrahangos készülékek UP400St egy erős laboratóriumi homogenizátor akár 2000 ml. És az ipari minőségű UIP1000hdT, kínálunk egy erős ultrahangos szonda típusú keverő alkalmazásfejlesztés és kis léptékű gyártás. Nagyobb termelési célok esetén a Hielscher 4000 watt, 6000 watt, 10kW és 16kW ultrahangos készülékeket kínál. Az alábbi táblázat felsorolja az összes szabványos laboratóriumi és ipari ultrahangos eszközt.

Laboratóriumi ultrahangos homogenizátorok

ipari ultrahangos készülékek

Ultrahangos folyamatok és alkalmazások

Ultrahangos keverés

Míg a tartálykeverők könnyen elegyedő, hasonló viszkozitású folyadékokat keverhetnek, a különböző viszkozitású vagy viszkózusabb folyadékok nagy mechanikai nyírást igényelhetnek a gyors és teljes keveréshez. Ultrahangos készülékeink könnyen összekeverhetnek két vagy több folyadékot in-line. Ehhez a folyadékokat közvetlenül az ultrahangos áramlási cellás reaktorok előtt kombinálnák. Tudjon meg többet a keverésről!

ultrahangos homogenizálás

A Hielscher ultrahangos homogenizátorok nagyon hatékonyak egy kis és egyenletes gömb- vagy részecskeméret elérésében por / folyadék vagy folyadék / folyadék készítmények feldolgozásakor. Az ultrahang által generált nagy hidraulikus nyíróerők az agglomerátumokat, cseppeket és sejtszöveteket kisebb töredékekre bontják, és egyenletes finom méretű terméket hoznak létre. Homogenizátoraink választéka minden feldolgozási mennyiséget lefed a laboratóriumi fioláktól az ömlesztett gyártási méretig. Tudjon meg többet a homogenizálásról!

Ultrahangos deagglomeráció

A Hielscher ultrahangos homogenizátorok megszakítják a por agglomerátumokat olyan folyadékokban, amelyeket a hagyományos keverők és a nagy nyíróképességű keverők nem tudnak megszakítani. A nagy kavitációs nyírás diszpergálja és homogenizálja az agglomerált részecskéket, ami nagyobb fajlagos felületet eredményez. A Hielscher ultrahangos homogenizátorok könnyen integrálhatók sorba vagy tételbe. Tudjon meg többet a deagglomerációról!

ultrahangos diszpergálás

Szinte minden termék esetében fontos, hogy a részecskéket elkülönítsék a többi részecskétől a részecskefelület növelése és az egyenletes eloszlás elérése érdekében. Még a diszperziók is könnyen elérhetők ultrahangos kezeléssel. A Hielscher ultrahangos készülékeket széles körben használják finom méretű diszperziók előállítására mikron- és nano-tartományban. Tudjon meg többet a diszpergálásról!

ultrahangos emulgeálás

Amikor nem elegyedő folyadékokat keverünk egy emulzióba, a cseppek mérete és eloszlása kulcsfontosságú tényező az emulzió stabilitása szempontjából. Az ultrahang nagyon finom méretű cseppeket és keskeny méretű eloszlásokat hozhat létre. A legtöbb esetben ultrahangos keverőink szubmikron cseppeket érhetnek el, amikor emulziókat készítenek tételenként vagy sorban. A nagynyomású homogenizátoroktól eltérően ultrahangos készülékeink által előállított nagy nyírás még nagy viszkozitású folyadékokat, például nehéz fűtőolajokat (HFO) is emulgeál. Egyes készítmények emulgeálószerek vagy stabilizátorok hozzáadását igényelhetik. Ebben az esetben az ultrahangos készülékek segítenek az emulgeálószer egyenletes keverésében. További információ az emulgeálásról!

ultrahangos feloldás

Az ultrahangos homogenizátorok hatékony és megbízható eszközök különböző anyagok, például só, cukrok, szirupok, gyanták és polimerek oldására. Az ultrahangos kavitáció által létrehozott nagy sebességű folyadéksugarak növelik a tömegátadást a határrétegeken. Ez a részecskék vagy a nagy viszkozitású folyadékok gyorsabb és teljesebb feloldását és kimosódását eredményezi. További információ az ultrahangos feloldásról!

Ultrahangos szemcseméret-csökkentés

A Hielscher ultrahangos processzorok megszakíthatják a különböző anyagok, például pigmentek, fém-oxidok vagy kristályok agglomerátumait, aggregátumait és elsődleges részecskéit. Az ultrahang nagyon egyenletes és keskeny részecskeméret-eloszlást érhet el, kevés vagy semmilyen eltérés nélkül a tételek között. Az ultrahangos marás a leghatékonyabb az 500 mikron alatti tartományban a szubmikron és a nanoméret tartományban. Ultrahangos reaktoraink nagy szilárd terheléseket és magas hígtrágya viszkozitást képesek kezelni. A végső részecskeméret a termék keménységétől függ. Tudjon meg többet a szemcseméret-csökkentésről!

További ultrahangos folyamatok

Ultrahangos részecskefelület tisztítás

A porrészecskék felülete kulcsfontosságú tényező a környező folyadékkal való kölcsönhatásban. Ilyen szilárd/folyékony fázishatárokon megy végbe az oldódás, a kémiai reakciók vagy a katalitikus aktivitás. Az ultrahangos homogenizálás növeli a részecskefelület folyadékfázisnak való kitettségét egyenletes deagglomerációval és részecskeméret-csökkentéssel. A katalitikus és kémiai reakciók során a részecske felületét maradék lerakódással, határréteg képződéssel, oxidrétegekkel és szennyeződéssel blokkolhatja. Az ultrahangos kavitáció nagy sebességű folyadéksugarakat, nagy hidraulikus nyírást és részecskék közötti ütközéseket okoz, ami részecske felületének tisztítását eredményezi. A Hielscher ultrahangos készülékek tételben vagy sorban használhatók a folyadékokban lévő részecskék szennyeződéseinek eltávolítására.

ultrahangos keverés

A tartályok ultrahangos keverése és keverése megbízható felszerelést igényel, különösen a viszkozitás és a térfogat növelése érdekében. A hagyományos tartálykeverők, például lapátkeverők vagy rotor-állórész keverők különböző tényezőktől függnek, beleértve a viszkozitást és a méretezhetőséget. Ezért a tartályok nagy teljesítményű ultrahangos keverése a megfelelő választás a keverési folyamathoz a nagyobb áteresztőképesség, az időmegtakarítás, az alacsonyabb működési költségek, a biztonságos működés (mozgó alkatrészek nélkül) és az egyszerű karbantartás miatt. További információ az ultrahangos tartálykeverőkről!

Ultrahangos hidratáló

Száraz porok, például pigmentek, sűrítőanyagok vagy ínyek folyadékokkal való összekeverésekor a porrészecskék agglomerátumokat, csomókat vagy úgynevezett “Hal-szem” (részben hidratált por száraz pormaggal). A keverők és keverők csak az ilyen agglomerátumok felületét mossák. Ez hosszú keverési időket és gyenge termékminőséget eredményez. Az ultrahangos keverés megszakítja az agglomerátumokat és a csomókat, ami agglomerátummentes megoldáshoz vezet. Továbbá, a szono-kémiai hatások jól ismertek, hogy aktiválják a részecske felületét, ami olyan előnyökhöz vezet, mint a gyorsabb reakciók és a jobb termékminőség.

ultrahangos minta előkészítése

Az analitikai műszerekkel (pl. HPLC, atomspektrométer stb.) végzett mérésekhez általában a legtöbb mintát cseppfolyósítani kell. Ha a minta oldható, az oldott anyag (például szukralóz, sók, pl. por vagy tabletta formájában) oldószerben (pl. vízben, vizes oldószerekben, szerves oldószerekben stb.) oldható, így homogén keveréket kapunk, amely csak egy fázisból áll. Az oldódási folyamat kézi vagy mechanikus keveréssel hajtható végre, ami időigényes és nem hatékony. A kapcsolódó problémák a manipuláció vagy a véletlenszerű hibák miatti reprodukálhatóság hiánya és az egyenetlen keverés miatti mintaveszteségek.

Ultrahangos kémiai aktiváláshoz

A kémiai reakció elindításához energiára van szükség. Az úgynevezett aktiválási energia az az energiamennyiség, amely a reakció elindításához és spontán továbbviteléhez szükséges. Az ultrahangos energia bevitelével kémiai reakció indítható, mivel vonzó erőket leküzdenek és szabad gyököket hoznak létre. Az ultrahang tipikus kémiai reakciói a szono-katalízis (pl. fázistranszfer katalízis), szintetikus szerves reakciók, szonolízis, valamint szol-gél-Útvonalak. Továbbá az ultrahangos erők nagyon reaktív felületeket hoznak létre, ami fontos technika a katalizátor aktivitásának növelésére.

Ultrahangos nyíró-hígítás

A növekvő nyíróerők hatására csökkenő viszkozitás jelenségét nyírási ritkításnak vagy tixotrópnak nevezik. A viszkozitás csökkenése jelentős jelentőséggel bír, ha egy közeg részecsketerhelését módosítani kell. Nagyobb szilárd terhelés elérése érdekében az első lépésben csökkenteni kell a viszkozitást. A viszkozitás csökkentése után szilárd anyagokat adhatunk hozzá és diszpergálhatunk a közegben. Az ultrahangos kavitáció által létrehozott nagy nyíróerők nyíró-vékonyodást és kiemelkedő diszpergálási eredményeket okoznak. Ezt az alkalmazást főként porlasztva szárítás vagy porlasztásos fagyasztás előtt integrálják, hogy növeljék a permetezési folyamat kapacitását, vagy befolyásolják a tixotróp anyagok, pl. polimerek reológiáját.

Ultrahangos nedves marás

A marás és a részecskeméret-csökkentés kulcsfontosságú folyamatok számos iparágban, például a festékeknél & bevonatok, tintasugaras tinta & nyomtatás, vegyszerek vagy kozmetikumok. Az ultrahangos marási technológia bizonyítottan megbízható méretcsökkentést és diszperziót a mikron- és nanomérettartományban. Verhetetlen ereje a gyöngy-, golyó- és kavicsmalmokkal szemben abban rejlik, hogy elkerül minden olyan maróközeget (pl. gyöngyök/gyöngyök), amelyek kopás miatt szennyezik a végterméket. Éppen ellenkezőleg, az ultrahangos marás az egyes ütközéseken alapul – ez azt jelenti, hogy az őrölendő részecskéket őrleményként használják. Ezért a maróközegek időigényes tisztítása már nem jelent problémát. Nagy viszkozitású és nagy térfogatáramok dolgozhatók fel, ami kiváló minőségű terméket eredményez. Az ipari folyamatsorba való integrációhoz a Hielscher megfelelő megoldást kínál: csoportosítható rendszerek, könnyű integráció / utólagos felszerelés, alacsony karbantartás, egyszerű működés és nagy megbízhatóság. Tudjon meg többet a nedves marásról és a finom őrlésről!

Ultrahangos extrakció és sejtlízis

A sejtek szétesése vagy lízise a biotechnológiai laboratóriumokban a napi mintaelőkészítés gyakori része. A cél lízis a sejtfal egyes részeinek vagy a teljes sejtnek a megzavarása biológiai molekulák felszabadítása érdekében. Az úgynevezett lizátum állhat pl. plazmidból, receptor vizsgálatokból, fehérjékből, DNS-ből, RNS-ből stb. A lízis utáni további lépések a frakcionálás, a sejtszervi izolálás és/vagy a fehérjekivonás és -tisztítás. A kivont anyagot (= lizátum) el kell különíteni, és további vizsgálatoknak vagy alkalmazásoknak kell alávetni, pl. proteomikai kutatások céljából. Az ultrahangos homogenizátorok a sikeres sejtlízis és extrakció általános eszköze. Mivel az ultrahangos intenzitás kiegyenlíthető a folyamat paramétereinek beállításával, az optimális szonikációs intenzitás – a nagyon lágytól a nagyon intenzívig változik – minden anyaghoz és közeghez beállítható. Tudjon meg többet az extrakcióról és a sejtlízisről!

Ultrahangos mikrobiális inaktiválás

A mikrobiális inaktiválás kulcsfontosságú folyamat az élelmiszer-feldolgozásban. A friss, enyhe feldolgozású élelmiszerek iránti növekvő kereslet miatt az iparág követi a vevői igényeket azáltal, hogy a hőmegőrzést enyhébb feldolgozási módszerekkel helyettesíti. Az ultrahangos kezelés egy nem termikus technika, amely lehetővé teszi a mikroorganizmusok inaktiválását szubletális hőmérsékleten, ami a termék érzékszervi tulajdonságainak, táplálkozási és funkcionális tulajdonságainak jobb megőrzését eredményezi. Mivel a mikroorganizmusok az élelmiszerek romlásának fő okai, a tartósítási technikának rájuk kell irányulnia. Az ultrahangos kezelés előnye az ultrahangos intenzitás teljes ellenőrzése, és ezáltal az alkalmazkodóképesség bizonyos típusú mikrobákhoz és a termékhez. Tudjon meg többet a mikrobiális inaktiválásról!

ultrahangos gáztalanítás

Számos folyékony termékben az oldott gáz, például a levegő, az oxigén vagy a szén-dioxid problémákat okoz a downstream folyamatokban vagy a termékminőségben. Az oldott gáz korróziót, habzást, mikrobuborékok képződését vagy mikrobiális növekedést okozhat.
Ultrahangos besugárzás esetén az oldott gázt a kavitációs buborékok vákuumába extraháljuk (vákuum gáztalanítás). A gázzal töltött buborékok ezt követően a tetejére úsznak, és ezáltal eltávolíthatók. A folyadék gáztartalma gyorsan csökkenthető a természetes egyensúly alá légköri nyomáson ultrahangos gáztalanítással. Tudjon meg többet a gáztalanításról!

Mikrobuborékok ultrahangos eltávolítása

A folyadékokban és pépekben lévő szuszpendált mikrobuborékok számos termék esetében jelentős minőségi problémát jelentenek, mivel az ilyen buborékok termékszennyeződést, mikrobiális növekedést, homályosságot a bevonatokban, mechanikai instabilitást vagy egyenetlen nyomtatási eredményeket eredményezhetnek a gáztartalmú tintasugaras tinta miatt. Az ultrahangos hullámok, amelyek a folyékony erőn keresztül terjednek, felfüggesztett buborékok, hogy nagyobb buborékokká egyesüljenek, amelyek a tetejére lebegnek, és ezáltal eltávolíthatók. Az ultrahangos kezelés segíti a buborékok mozgását a folyadékon, pl. víz, olaj vagy gyanta, ami gyorsabb és teljesebb légtelenítéshez vezet. Tudjon meg többet a mikrobuborékok eltávolításáról!

Ultrahangos habzásgátló

Számos ipari folyamatban, például erjesztési, emésztési vagy kémiai folyamatokban a hab nagy problémákat okoz, mivel kevésbé ellenőrizhetővé teszi a folyamatot. A hab többnyire nemkívánatos melléktermék, amelyet el kell távolítani. Az általánosan használt habzásgátló vegyszerek drágák és szennyezik a végterméket. Ezzel szemben a rendkívül intenzív ultrahanghullámok (sono-defoaming) szennyeződés nélkül törik meg a habot. A hab megsemmisítése puha, alacsony energiájú ultrahangos alkalmazás. A speciálisan kialakított lemezes sonotrodes nagy amplitúdójú levegőben született hullámokat hoz létre, amelyek destabilizálják a habban lévő buborékokat, így összeomlanak. Ez néhány másodperc alatt elérhető, és nincs maradék hatása. Tudjon meg többet a habzásgátlásról!

Ultrahangos fűtés

Bár a fűtés többnyire nem az ultrahangos kezelés fő célja, a kezelt közegben a hőtermelés mellékhatását nem szabad elhanyagolni. A szabályozott fűtés előnyös, mivel sok folyamatot javít a hő. Számos folyamat során, pl. tartósítás vagy kémiai reakciók, az ultrahangos kezelést szándékosan támogatja a magas hőmérséklet, az úgynevezett termo-szonikáció. Hőérzékeny anyagok esetében a célzott hűtés az ultrahangos kezelés során stabil hőmérsékletet biztosít az ultrahangos feldolgozás során. A jégfürdők, a hűtőköpenyekkel ellátott áramlási cellák és az integrált hőcserélők megvalósításával a Hielscher megoldást kínál az Ön egyedi céljaira.

ultrahangos stabilizálás

A nagy teljesítményű ultrahang hozzájárul a mechanikai és mikrobiális stabilizáláshoz. Az ultrahanggal generált nagy nyíróerők rendkívül finom keverést biztosítanak, így a részecskék közötti kötések leküzdhetők és mechanikai stabilizálás érhető el. A stabilitás tartóssága a formulától függ: egyes emulziók és diszperziók önstabilak a nagyon finom és egyenletes homogenizálás miatt, míg más keverékeket stabilizáló szerek hozzáadásával kell alátámasztani. Ha stabilizátorokra van szükség, az ultrahang nagyon megbízható eszköz a stabilizátor keverékbe keverésére.
A biológiai és élelmiszerekkel kapcsolatos termékek esetében az ultrahang a mikrobiális inaktiválás megbízható technikája a termék stabilitásának és megőrzésének elérése érdekében. Az ultrahangos mikrobiális stabilizálás egy nem termikus megőrzési alternatíva, amely hatékony mikrobiális deaktiválással és csak enyhe hőtermeléssel győz meg. Az ultrahangról kimutatták, hogy nagyon hatékony az élelmiszer-eredetű kórokozók, például az E.coli, a Salmonellae, az Ascaris, a Giargia, a Cryptosporidium ciszták és a poliovírus megsemmisítésében.

Ultrahangos részecskefelület funkcionalizálása

A részecske felületének szerkezete fontos a részecske jellemzői szempontjából. A részecske fajlagos felülete nagyobb lesz a részecskeméret csökkenésével összefüggésben. Így a szemcseméret csökkentésével a felületi tulajdonságok egyre szembetűnőbbé válnak – különösen a nanonizáció során. Az ilyen anyagok használatához a felületi jellemzők ugyanolyan fontosak, mint a részecskemag tulajdonságai. Ez azt jelenti, hogy a nanoanyagok funkcionalizálása alkalmazások széles körét teszi lehetővé, például polimereket, nanofluidokat, biokompozitokat, nanogyógyszereket és elektronikát. Ez teszi a méretcsökkentést, a deagglomerációt és a funkcionalizálást a részecskekezelés alapvető lépésévé. A Hielscher ultrahangos készülékeket széles körben használják mikron- és nanorészecskék kezelésére annak érdekében, hogy őröljék, deagglomerálják, diszpergálják és módosítsák szerkezetüket. A részecske felületének módosításával elkerülhető a részecskék nem kívánt aggregációja. A lefelé irányuló lépésekben az ultrahanggal módosított részecskék kompozitokba keverhetők, ahol az ultrahangos kezelés homogén eloszlást ér el egy mátrixon belül. Ez nagyon fontos a sokrétű ipari alkalmazásoknál a hibrid anyagok hosszú távú stabilitása vagy mechanikai tulajdonságai szempontjából.

Ultrahangos eróziós vizsgálat

A kavitáció eróziós ellenállása az anyag tartósságának és élettartamának fontos szempontja. Az anyag működőképességének biztosítása érdekében minőségbiztosítási szempontból meg kell vizsgálni az eróziós hajlamot és az anyagfáradást. Az erózióállóság nagy jelentőséggel bír a nagy igénybevételt jelentő környezetekben használt anyagok, például hajócsavarok, (tengeri) bevonatok, szivattyúk, motoralkatrészek, hidraulikus turbinák, hidraulikus dinamométerek, szelepek, csapágyak, dízelmotor-hengerbélések, szárnyashajók és akadályokkal ellátott belső áramlási járatokban stb. Az ASTM G32-92 szabvány szerinti kavitációs eróziós vizsgálat elvégzéséhez elkerülhetetlen az irányítható és reprodukálható ultrahangozás. A Hielscher ultrahangos készülékek a minták közvetlen és közvetett erózióvizsgálatára használhatók. Ugyanaz az ultrahangos berendezés használható mind a közvetlen, mind a közvetett vizsgálatokhoz. A közvetlen vizsgálat során a mintát a sonotrode-ra szerelik, míg a közvetett eróziós vizsgálathoz a mintát a főzőpohárba rögzítik. Az eróziós vizsgálatok teljesen ellenőrzött környezeti feltételek mellett és szinte minden folyadékban elvégezhetők. Az ultrahangos intenzitás beállításával az eróziós teljesítmény a vizsgálati követelményekhez igazítható. Tudjon meg többet az eróziós vizsgálatokról!

Ultrahangos huzal- és kábeltisztítás

A végtelen számú anyagot, például vezetékeket, kábeleket, szalagokat, rudakat és csöveket meg kell tisztítani a kenőanyag-maradványoktól, mielőtt tovább feldolgozhatók lennének, például horganyzás, extrudálás vagy hegesztés. A végtelen anyagok tisztítása gyakran a gyártósor szűk keresztmetszete. A Hielscher Ultrasonics egyedülálló ultrahangos tisztítási folyamatot kínál a hatékony inline tisztításhoz, amely még nagy átviteli sebességet is képes kezelni. Az ultrahangos teljesítmény által generált kavitáció hatása eltávolítja a kenési maradványokat, például olajat vagy zsírt, szappanokat, sztearátokat vagy port. Ezenkívül a szennyező részecskék szétszóródnak a tisztítófolyadékba. Ezáltal elkerülhető az új tapadás a tisztítandó anyaghoz, és a részecskék kimosódnak. Az ultrahangos tisztítás előnyeinek áttekintése: bevált & Megbízható, hatékony, környezetbarát, kevesebb vagy semmilyen vegyi tisztítószer, plug-and-play, moduláris rendszerek, egyszerű kezelés, alacsony karbantartás, 24/7 működés, kis helyigény, utólag felszerelhető, testreszabható. Tudjon meg többet a folyamatos száltisztításról!

Ultrahangos szitálás és szűrés

A részecskék méretkülönbséggel történő elválasztása megköveteli a képernyő vagy a háló keverését. Az ultrahangos keverés a szitáláshoz és a szűréshez bevált eszköz, amely növeli a szitálási kapacitást és időt takarít meg, mivel a porok gyorsabban és teljesebben átengedik a szitát. Az eredmény jobb végtermékminőség, kevesebb anyagveszteséggel a hiányos szétválasztás miatt – és mindezt rövidebb feldolgozási idő alatt. Tudjon meg többet a szitálásról és a szűrésről!

Ultrahangos vízkezelés

A baktériumok és algák vízben való növekedésének szabályozása számos iparág számára rendkívül fontos termelési folyamat a termelés előtt vagy lefelé. Az erőteljes ultrahanghullámok ismertek a sejtszerkezetekre gyakorolt hatásukról, ami sejtlízist és sejthalált okoz, valamint mechanikai hatás miatti tisztítóképességükről.
Továbbá, tartályok, hordók, edények és még szűrők is sikeresen tisztíthatók a biofilmektől, maradékoktól, és törmeléktől egy nagyon egyszerű, de hatékony szonikációs lépésben. Az ultrahanggal generált mechanikai rezgések és a kavitációs nyíróerők eltávolítják a szennyeződést. Általában nincs szükség tisztítószerekre, és az eltávolított maradványok könnyen leöblíthetők.

Iparág-specifikus megoldások

Ultrahang nano-anyagokhoz

A nanoanyagok szinte minden ág tudósainak, kutatóinak és mérnökeinek figyelmét felkeltették, mivel a nanoméretű részecskék egyedi tulajdonságokkal rendelkeznek. Fizikai tulajdonságaik, például optikai és mágneses tulajdonságaik, fajhőjük, olvadáspontjaik és felületi reakcióképességük nagy potenciált kínálnak a rendkívüli szilárdságú anyagok számára. De minél kisebb a részecskék, annál nehezebb lesz a kezelésük. A nagy teljesítményű ultrahang gyakran az egyetlen módszer a nanorészecskék hatékony befolyásolására. A teljesítmény ultrahang hatása lehetővé teszi az anyagkémia sokrétű alkalmazását & fejlődés, katalízis, elektronika, energia, valamint biológia & orvostudomány.
Leginkább, nagy teljesítményű ultrahangos készülékek az egyetlen hatékony eszköz elérni a kívánt marási és diszpergálási eredmények nano részecskék (pl. Nanocsövek, grafén, nanogyémántok, kerámiák, fém-oxidok stb.). Alternatív megoldásként az ultrahanggal segített csapadék vagy az úgynevezett alulról felfelé irányuló szintézis hatékony módja annak, hogy egyedi tulajdonságokkal rendelkező tiszta nanokristályokat hozzon létre. Különösen a fém nanorészecskék, ötvözetek és fémorganikus kompozitok vonzanak különös érdeklődést, mivel a fémek nagy jelentőséggel bírnak az ipari szektorban. Itt is, szonikáció kínál egyedülálló eredmények, mint például az ón bevonat alumínium és titán részecskék.

Ultrahangos alulról felfelé irányuló szintézis

A kicsapódás vagy alulról felfelé irányuló szintézis az atomok, molekulák és ionok szabályozott képződését írja le nagyobb kémiai vegyületekké. A csapadék a termékek tisztításához is hasznos. A kicsapódás előnye, hogy ezzel a módszerrel a legkisebb, majdnem egyenletes formájú, részecske / kristály méretű és morfológiájú részecskéket kapjuk. A nagy tisztaságú nanorészecskék előállításához a molekuláris komponensek kicsapódása és önszerveződése gyakran az egyetlen módja a kívánt minőség elérésének. Mivel a csapadék nagyon gyors reakció, a reagensek hatékony keverése elengedhetetlen. Az ultrahangos keverés az egyenletes és finom kevert oldat kulcsa. A Hielscher Ultrasonics rendkívül megbízható ultrahangos berendezéseket szállít, amelyek garantálják a folyamatparaméterek teljes ellenőrzését és a teljes reprodukálhatóságot. Tudjon meg többet a csapadékról!

Ultrahangos kémia és Sono-kémia

A kémia ultrahangos alkalmazásai minden szakaszban elágaznak, beleértve az anyagszintézist, az elemzést & meghatározás, biokémia, szerves & szervetlen kémia, neurokémia, nukleáris kémia és elektrokémia. A nagy teljesítményű ultrahang elősegíti-e a reakciókat kiemelkedő keverési képességeivel (pl. Emulziós kémia, fázistranszfer katalízis PTC), felületeket aktivál (pl. katalízis, szol-gél), a szükséges mozgási energia hozzájárulásával vagy kémiai erők (pl. Zéta-potenciál, Van-der-Waals-erők, gyűrűnyitó reakciók) legyőzésével indul el, egyedi eredmények érhetők el.

Ultrahangos Sono-katalízis

A katalizátorok növelik a kémiai reakciók konverziós sebességét, és szükségesek a reakció elindításához vagy a reakció futtatásához a teljes átalakítás eléréséig. Az a tény, hogy a katalitikus reakciók gyakran lassúak és hiányosak, nagy teljesítményű ultrahanggal megváltoztatható. Az ultrahangos kezelés hozzájárul mind a homogén és heterogén katalízishez, és gyorsabb konverziós arányokat és magasabb hozamokat ér el. Az ultrahangos erők rendkívül reaktív felületeket hoznak létre, és ezáltal növelik a katalitikus aktivitást. Annak ellenére, hogy a katalizátorok önmagukban nem fogynak el, a felületi lerakódások idővel csökkenthetik a katalizátor aktivitását. Mivel a szilárd katalizátorok gyakran ritka és drága fémeket igényelnek, a hosszú élettartam gazdaságilag alapvető szempont. Az ultrahang bizonyított technika a szennyeződés eltávolítására a katalizátor felületéről a teljes katalitikus kapacitásra történő reaktiváláshoz. További információ a sono-katalízisről!

Sono-kémia

A kémiai reakciók gyakran lassúak és hiányosak, ezért kívánatos a prekurzorok teljesebb hasznosításának elérése. A nagy teljesítményű ultrahang fizikai hatásokat okoz folyadékokban, például fokozott tömegátadást, emulgeálást, ömlesztett hőfűtést és számos szilárd anyagot (marás, deagglomeráció, felületi aktiválás, módosítás). Ezek a fizikai hatások jelentősen befolyásolják a kémiai reakciókat. Következésképpen az ultrahang hozzájárul a sokféle kémiai reakcióhoz, például katalízishez, szintézishez & Kicsapódás, szol-gél útvonalak, emulziós kémia és polimerkémia. A Hielscher ultrahangos készülékek ideálisak a szonokémiai alkalmazáshoz, mivel a Hielscher rendszerek képesek oldószerek, savak, bázisok és robbanásveszélyes anyagok kezelésére (ATEX névleges ultrahangos UIP1000hd-Exd). Minden rendszer használható kötegelt szonikáláshoz, valamint inline szonikáláshoz. Az eszközök és tartozékok széles választéka lehetővé teszi a folyamat követelményeinek való megfelelést. További információ a sono-kémiáról!

Ultrahangos Sol-Gel útvonalak

Az ultrafinom nanoméretű részecskék és gömb alakú részecskék, vékonyréteg-bevonatok, szálak, porózus és sűrű anyagok, valamint rendkívül porózus aerogélek és xerogélek nagy potenciállal rendelkező adalékanyagok a nagy teljesítményű anyagok fejlesztéséhez és gyártásához. A fejlett anyagok, beleértve például a kerámiákat, az erősen porózus, ultrakönnyű aerogéleket és a szerves-szervetlen hibrideket, kolloid szuszpenziókból vagy polimerekből folyadékban szintetizálhatók szol-gél módszerrel. Az anyag egyedi tulajdonságokkal rendelkezik, mivel a generált szol részecskék nanométeres méretűek. Az ultrahangos szol-gél úton gélek (úgynevezett sono-gélek) hozhatók létre a legkisebb részecskemérettel, a legnagyobb felülettel és a legnagyobb pórustérfogattal. A Hielscher ultrahangos berendezések széles választéka ideális eszközkonfigurációt kínál bizonyos anyagokhoz és mennyiségekhez. Tudjon meg többet a szol-gél folyamatokról!

Ultrahangos kémiai lebomlás

A hasznosítást és lebomlást biztosító vegyi hulladék súlyos problémát jelent az olyan ipari folyamatokban, mint a bányászat, a vegyipari gyártás és a hulladéklerakók. A hulladékot és a szennyező anyagokat (pl. talajban, szennyvízben stb.) újrahasznosítás, hulladékcsökkentés vagy lerakódás szempontjából kell feldolgozni. A szonokémiai lebomlás egy nagy potenciállal rendelkező folyamat, amelyet kiemelkedő és egyedülálló eredményei mellett a környezetbarát és könnyű kezelhetőség jellemez. A szonikálás a kötések hasítását, a lánchossz csökkentését, a molekuláris módosítást vagy aktiválást eredményezheti. Ezáltal hozzájárul az oxidációhoz, a szorpcióhoz, a szonolízishez és a kimosódáshoz. Az ultrahanggal segített lebomlás jellemzői a kémiai konverziós sebesség növekedése, valamint az ultrahangos kavitáció és a szonokémiai hatások jobb keverést, reakciók kezdeményezését energiabevitellel, funkcionális csoport létrehozását (pl. hasítás –OH-hidroxilcsoportok) és gyököket (pl. H₂O -> H+ és HO-).

ultrahangos polimerizáció

Az ultrahangos kezelés különböző hatással van a polimerekre: a fizikai természet hatásai közé tartozik a keverés (például emulgeálás, diszpergálás, deagglomeráció, kapszulázás) és ömlesztett fűtés, míg a kémiai hatások szabad gyököket hoznak létre és megváltoztatják a molekuláris szerkezeteket. Az ultrahang számos módon járul hozzá a polimerizációhoz: A nagy teljesítményű ultrahanghullámok nanoméretű részecskéket termelnek és diszpergálnak, emulgeálják a nem elegyedő folyadékfázisokat és szabad gyököket hoznak létre, amelyek hozzájárulnak az emulziós polimerizációhoz. A polimer nanokompozitok és hidrogélek ultrahanggal sikeresen előállíthatók. Ezenkívül a polimerek felületi funkcionalizálása fontos szerepet játszik az alappolimerek teljesítményének növelésében, és új megközelítéseket kínál a testreszabott anyagok fejlesztéséhez. A nyersanyagpolimerek felületi tulajdonságainak javítása nagy gazdasági érdek. Ezáltal a sonochemistry a megfelelő módja a sikeres polimer kezelésnek.

Ultrahangos katalizátor visszanyerése és regenerálása

Amikor a reagensek reakcióba lépnek a katalizátor részecskefelületén, a kémiai reakció termékei felhalmozódnak az érintkezési felületen. Ez a szennyeződési és passziválási rétegekkel együtt blokkolja más reagensmolekulák kölcsönhatását ezen a katalizátor felületen. Az ultrahangos kavitációval és az ezáltal okozott részecskék közötti ütközéssel a részecske felületén lévő maradékok letörnek és elmosódnak a folyadékban lévő ultrahangos áramlással. A kavitációs erózió a részecskefelületeken passziválatlan, erősen reaktív felületeket hoz létre. A rövid élettartamú magas hőmérséklet és nyomás hozzájárul a molekuláris bomláshoz és növeli számos kémiai faj reakcióképességét. A Hielscher ultrahangos reaktorok katalizátorok előállítására, visszanyerésére és regenerálására használhatók.

Sonoluminiscence

A szonoluminisztencia leírja a rövid fénykibocsátás jelenségét, amelyet az ultrahangos kavitációs buborékok folyékony közegben történő imploding generál. Bár vannak különböző elméletek, amelyek megpróbálják feltárni a szonoluminizmus jelenségét, a mai napig a tudósok nem tudták bizonyítani elméleteiket, amelyek magukban foglalják a hotspotot, a bremsstrahlung sugárzást, az ütközés által kiváltott sugárzást és a koronakisüléseket, a nem klasszikus fényt, a proton alagútot, az elektrodinamikus fúvókákat és a fraktolumineszcens fúvókákat, a kvantummagyarázatot (amely az Unruh vagy Casimir hatáshoz kapcsolódik) vagy termonukleáris fúziós reakciót.

Ultrahang a biológiában és a mikrobiológiában

A biológiai és mikrobiológiai rendszerekre gyakorolt ultrahangos hatások sokrétűek: diszpergáló & Aggregátumok homogenizálása, oldódása, sejt- és szövetlízis (pl. baktériumok, élesztő, vírusok, algák...) & intracelluláris anyagok (pl. fehérjék, organellák, riboszómák, DNS, RNS, lipidek, peptidek ...), növényi sejtek transzformációja, kromatin izolálása és nyírása, kromatin immunprecipitáció és kapcsolódó alkalmazások sikeresen elvégezhetők szonikálással.
A Hielscher Ultrasonics tökéletesen alkalmas ultrasonicator minden egyes alkalmazáshoz. A legkisebb injekciós üvegek és kémcsövek esetében a VialTweeter az Ön által választott eszköz, míg a laboratóriumi szondaeszköz, például az UP200Ht vagy az UP400St a legjobban kezeli a nagyobb mintákat. Asztali és kereskedelmi alkalmazásokhoz az ultrahangos rendszerek 500 watttól 16 000 wattig könnyen kezelik a nagy mennyiségű áramokat. Különböző sonotrodes, áramlási cellák és tartozékok teljesítik a programot, és lefedik az összes követelményt.

Ultrahangos DNS, RNS és kromatin nyírás

A deoyxribonukleinsav (DNS), a ribonukleinsav (RNS) és a kromatin – a fehérjékkel együtt – az élet minden formájának fő makromolekulái. A DNS és az RNS azok a molekulák, amelyek kódolják az organizmusok genetikai utasításait. A kromatin a DNS és a fehérjék kombinációja, ahol a sejtmag tartalmából épül fel. Kutatási célból ezeket a molekuláris építőelemeket kisebb komponensekre kell bontani, hogy megvizsgáljuk és elemezzük őket, vagy átrendezzük őket immunprecipitáció és térhálósítás során. DNS-, RNS- és kromatinnyíráshoz, a töredék mérete nagyon fontos. Az összes fontos paraméter teljes ellenőrzésével az ultrahang lehetővé teszi a célzott molekulafragmentációt. Például az ideális kromatin fragmens hossza 200 és 1000 bp között van. ultrahangos nyírás impulzus üzemmódban történő kitörésekkel érhető el. Az intelligens eszközök és tartozékok miatt a Hielscher ultrahangos berendezések olyan feldolgozási igényeket biztosítanak, mint a közvetlen vagy közvetett szonifikáció, a mintahűtés, a digitális folyamatrögzítés. Ez biztosítja a sikeres mikrobiológiai feldolgozást és a kényelmes működést.

Ultrahangos festék, tinta és pigmentek

A festék-, bevonat- és tintaiparban a részecskék a termékösszetételek alapvető nyersanyagai. Az elvárt tulajdonságokkal rendelkező, kiváló minőségű termékek esetében döntő fontosságú az egyenletes és megbízható részecskefeldolgozás. A részecskeméret a legfontosabb tényező, amely befolyásolja a végtermék tulajdonságait. A nagy teljesítményű ultrahang a mikron- és nanoméretű marás és deagglomeráció hatékony eszköze - a maróközeg vagy fúvókák használatával járó gondok nélkül.
Tinták és tintasugaras tinták esetén, a részecskeméret a legfontosabb minőségi jel: ha a pigmentek túl kicsik, a tinta elveszíti színező erejét – Ha a pigmentek túl nagyok, a nyomtató fúvókái eltömődnek, ami rossz nyomatokat eredményez. Az ultrahangos kezelés lehetővé teszi a feldolgozási paraméterek pontos beállítását az aspirált marási és deagglomerációs eredményekhez. Ha egyszer megtalálta az ideális ultrahangos feldolgozási paramétereket, nincs ok azok megváltoztatására. A folyamatos gyártósori gyártás lehetővé teszi a legmagasabb termékminőség egyenletes kimenetét. A részecskék eloszlása a készítményen belül létfontosságú a termék tulajdonságainak kifejezéséhez. Csak ha a részecskék egyenletesen és egyenletesen oszlanak el, a végtermék kielégítő minőséget mutat, például átlátszóságot, UV-ellenállást vagy a bevonatok karcállóságát. A diszpergálás az ultrahang egyik bevált teljesítményalkalmazása.

Ultrahang kozmetikumokhoz és testápolási termékekhez

Mert a kozmetikumok gyártása, az összetevők keverése elengedhetetlen lépés. A nagy teljesítményű ultrahang megbízható eredményeket ér el a finom méretű homogenizálásban, diszpergálásban és emulgeálásban – pl. krémek és testápolók, körömlakk, és sminktermékek. A keverési alkalmazások mellett az ultrahang jól ismert extrakcióról és sejtmódosításokról (pl. liposzómák), is. Mivel sok összetevő, amely egy készítménybe kerül, extrakcióval nyerhető, például lipidek, fehérjék, aromás vegyületek vagy színezékek a sejtekből, az ultrahang nagy potenciállal rendelkező eszköz az új készítmények számára.

Ultrahangos gyógyszerek

Az ultrahang alkalmazása a gyógyszeriparban sokrétű: kémiai vegyületek szintézise, hatóanyagok (pl. fenolok, flavonoidok kivonása növényekből), emulgeálás (testápolók, krémek és kenőcsök), liposzóma előállítás (nanoemulgeálás és bioaktív vegyületek későbbi kapszulázása), vagy vírusok és kórokozók inaktiválása vakcinákhoz. A gyógyszerek előállításában a Hielscher ultrahangos készülékek használata lehetővé teszi a termelési kapacitás növelését a jobb hozamok révén. A megbízható ipari ultrahangos eszközök miatt a reakciók nagyobb léptékben futtathatók - kötegelt folyamatként vagy folyamatos folyamatként egy áramlási cellás reaktorban.

bioüzemanyagok ultrahangos előállítása

Az energiaszektor sokrétű alkalmazásokat kínál az ultrahang sikeres és hatékony használatához. A legnépszerűbb és legismertebb alkalmazás talán az ultrahanggal támogatott Biodízel előállítás (átészterezés szűz vagy használt/hulladék növényi olajból (UVO; WVO)/ állati zsír biodízellé), ami nagyobb hozamot és minőséget, kevesebb metanol-felhasználást és jelentősen gyorsított átalakítást eredményez. Ha a biodízel-alapanyag több mint 2-3% szabad zsírsavat (FFA) tartalmaz, a savészterezés hasznos lépés a magas szappantartalom kialakulásának elkerülése érdekében. Emellett a átészterezés és észterezési folyamatok, nagy teljesítményű ultrahang támogatja az olajok kivonását növényekből (pl. Repce, szója, repce, kukorica, pálma, földimogyoró, kókusz, jatropha stb.), Vagy algákból.
bioetanol olyan zöld tüzelőanyag, amelyet akkor nyernek, amikor a kukorica, a termények, a burgonya, a nád, a rizs stb. keményítőjét és cukorját élesztősejtek etanollá erjesztik. A teljesítmény ultrahang alkalmazásával a növényi sejteket megzavarják, és az intracelluláris anyagot extrahálják, hogy az alapanyag jobban elérhető legyen az enzimatikus emésztéshez. Ezáltal a keményítő és a cukrok jobban elérhetők az erjesztéshez, ami gyorsabb és teljesebb átalakítást és magasabb hozamot eredményez.

Ultrahang üzemanyag, energia, olaj és gáz

Az ultrahangos homogenizáló technika nagyon hatékony stabil és instabil emulziók előállításához, ami lehetővé teszi az aquafuels sikeres létrehozását. Ezért az üzemanyagok, amelyek többnyire nehezebb üzemanyagok, mint például a hajódízel, vízzel emulgeálódnak. A vízzel átitatott üzemanyag használata hatékonyabb égést és a NOx-kibocsátás jelentős csökkenését eredményezi. Egy másik fontos terület a szén ultrahangos kezelése.

Ultrahangos folyamatok az élelmiszer-, tej- és italgyártásban

Az enyhe élelmiszer-feldolgozás egyre fontosabbá válik a friss, nagyrészt természetes élelmiszerek iránti növekvő vásárlói kereslet miatt. Így a gyakori feldolgozási lépések, például a keverés esetében & homogenizálás, extrakció, stabilizálás & megőrzés, a hagyományos módszereket fokozatosan helyettesítik az innovatív feldolgozási technikák, mint például az ultrahangos kezelés, amely nem termikus módszer az élelmiszer számára. Az ultrahangos kezelés előnyei az enyhe, gyors és tiszta feldolgozáson alapulnak, ami kevesebb termékveszteséget és jobb élelmiszerminőséget eredményez a frissesség és a vitaminok megőrzésével. A Hielscher ultrahangos processzorokat sokféle alkalmazáshoz használják az élelmiszeriparban, például a megőrzéshez & mikrobiális inaktiválás, homogenizálás, stabilizálás & gyümölcslevek, pürék és Smoothies, aromák és fruktóz (cukor) kivonása, nyírási hígítás a viszkozitás csökkentése érdekében, bor és balzsamecet, alkoholfinomítás & aroma, felhőemulziók, fagylalt (elősegíti a jég nukleációját és a tömegátadást), algakivonás táplálékkiegészítőkhöz, csokoládé összefűzése a cukorkristályok töréséhez, cseppfolyósítás Méz, étolajok finomítása stb. További információ ultrahang ételek és italok!

Tudományos irodalom és jelentések Hielscher Ultrasonicators

Az alábbi lista egy kis választékot tartalmaz a tudományos cikkekről, amelyekben a Hielscher ultrahangos szondákat sikeresen használták különböző alkalmazásokhoz. Kérjük, kérjen szakirodalmat az Önt érdeklő konkrét alkalmazásokkal kapcsolatban!

• Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
• Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
• Shah Purvin, Parameswara Rao Vuddanda, Sanjay Kumar Singh, Achint Jain, Sanjay Singh (2014): Pharmacokinetic and Tissue Distribution Study of Solid Lipid Nanoparticles of Zidov in Rats. Journal of Nanotechnology, Volume 2014.
• Antonia Tamborrino, Agnese Taticchi, Roberto Romaniello, Claudio Perone, Sonia Esposto, Alessandro Leone, Maurizio Servili (2021): Assessment of the olive oil extraction plant layout implementing a high-power ultrasound machine. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 73, 2021.
• Bruno G. Pollet; Faranak Foroughi; Alaa Y. Faid; David R. Emberson; Md.H. Islam (2020): Does power ultrasound (26 kHz) affect the hydrogen evolution reaction (HER) on Pt polycrystalline electrode in a mild acidic electrolyte? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 69, December 2020.