Szonikátor – Hielscher Ultrasonics | A laboratóriumtól az ipari méretig
Digitális szondás szonikátoraink a laboratóriumi munkapadtól a kísérleti üzemi léptéken át a teljes üzemi méretű gyártásig minden szintet lefednek, így az amplitúdót, az egységnyi térfogatra jutó energiát és a kezelési időt megbízhatóan átviheti más léptékekre. A valós idejű felügyelet és az automatikus adatnaplózás minden kezelést dokumentál a GLP, a GMP és a befektetői átvilágítás céljára. A moduláris tartozékok lehetővé teszik, hogy a feldolgozási kapacitás növekedésével a nyitott főzőpoharakról zárt átfolyó cellákra, szabályozott hőmérsékletű reaktorokra és közös tartókeretre szerelt, gyártósorba illesztett gyártóegységekre térjen át. Gyorsan reagáló alkalmazástechnikai mérnökeivel és világszerte elérhető szervizével a Hielscher egyszerűvé teszi az ultrahangos kezelés validálását, optimalizálását és méretnövelését. Készen áll a folyamatához megfelelő szonikátor kiválasztására? Segítünk Önnek.
Hielscher szonikátorok: teljesítmény minden térfogathoz és folyamathoz
Szondás szonikátoraink a közvetlen laboratóriumi munkától a nagy volumenű ipari feldolgozásig a teljes tartományt lefedik. A teljesítményosztályok a kompakt asztali eszközöktől a több kilowattos, gyártósorba illesztett reaktorokig terjednek, így kis fejlesztési tételekkel kezdhet, majd validált paraméterek alapján folyamatos gyártásra növelheti a léptéket.
UP400St szonikátor (400 watt)
Hielscher UP400St szonikátor
Laboratóriumi ultrahangos kezelés és folyamatfejlesztés
A kompakt és robusztus UP400St szonikátor megbízható teljesítményt nyújt, amikor főzőpoharakban, kis tételekben és kísérleti üzemi léptékű átfolyásos vizsgálatokban van szüksége megbízható ultrahangos teljesítményre. A szakaszosan kezelt tételek térfogata akár körülbelül 8 liter (2 gallon) is lehet, átfolyó cellákkal pedig óránként nagyobb térfogatot dolgozhat fel, így a készülék gyakorlati átmenetet biztosít a folyamatfejlesztés és a kis gyártási sorozatok között. Jellemző alkalmazásai: növényi extrakció, termékformulálás és szemcseméret-csökkentés. A digitális érintőképernyős vezérlés, az integrált SD-kártyás adatnaplózás, a böngészőn keresztüli távvezérlés, a hőmérséklet-felügyelet és a cserélhető szonotródák támogatják a módszerfejlesztést, a dokumentálást, valamint a kutatás-fejlesztésből a kis gyártási sorozatokba való zökkenőmentes átmenetet.
UIP1000hdT szonikátor (1000 watt)
Hielscher UIP1000hdT szonikátor
Folyamatoptimalizálás és gyártás
A UIP1000hdT tökéletes szonikátor folyamatfejlesztéshez, optimalizáláshoz, valamint közepes méretű tételek szakaszos vagy folyamatos átfolyásos feldolgozásához. Nagy ultrahangos teljesítményt juttat nyomás alá helyezhető átfolyó cellákba vagy nyitott edényekbe emulgeáláshoz, diszpergáláshoz, extrakcióhoz és szonokémiai reakciókhoz, áthidalva a kis laboratóriumi rendszerek és a több kilowattos gyártósorok közötti különbséget. Az egységek párhuzamos csoportosítása szükség esetén növeli a feldolgozási kapacitást. A teljesen digitális kialakítás, az érintőképernyős vezérlés, az SD-kártyás adatnaplózás, az Etherneten keresztüli távvezérlés, a hőmérséklet- és nyomásfelügyelet, valamint a szonotródák széles választéka lehetővé teszi a szisztematikus paramétervizsgálatokat és az első ultrahangos kezelésektől a validált gyártásig vezető zökkenőmentes átmenetet.
UIP16000hdT szonikátor (16 000 watt)
Hielscher UIP16000hdT szonikátor
Nagy teljesítményű ultrahangos kezelés
A nagy teljesítményű UIP16000hdT ipari szonikátor nagyüzemi, gyártósorba illesztett homogenizáláshoz, deagglomeráláshoz, extrakcióhoz és nagy nyíróhatású keveréshez, igényes gyártási környezetekben. Rendkívül nagy ultrahangos teljesítményt csatol be nyomás alá helyezhető átfolyó cellákba és közös tartókeretre szerelt technológiai sorokba, így tökéletes szonikátor a teljes üzemi méretű feldolgozási kapacitáshoz. A 16 kilowatt folyamatos ultrahangos teljesítmény jelentős térfogatáramokat tesz lehetővé. Több UIP16000hdT egység párhuzamosan vagy sorosan is csoportosítható a nagyon nagy kapacitáscélok eléréséhez. Strapabíró, nagy igénybevételre tervezett felépítése alkalmas a 24/7 üzemelésre koptató hatású zagyokkal, viszkózus betáplált anyagokkal vagy reaktív vegyi rendszerekkel. Az egyszerű vezérlés, a fejlett adatnaplózás, a különféle távvezérlési interfészek, valamint a valós idejű hőmérséklet- és nyomásfelügyelet biztosítja az üzemeltető csapatok számára a szabályozott gyártáshoz szükséges nyomon követhetőséget és szabályozhatóságot.
| Jellemző | Szondás szonikátorok | Ultrahangos fürdők | Hagyományos homogenizálási technikák |
|---|---|---|---|
| Energiaátadás | Közvetlen és rendkívül hatékony, mivel a szonda közvetlenül érintkezik a mintával. | Közvetett és kevésbé hatékony, mivel az energia egyenetlenül oszlik el a fürdő egészében. | Mechanikai meghajtású, ami gyakran kisebb energiaátadási hatásfokot eredményez. |
| Pontosság | Rendkívül pontos és egyedileg szabályozható, ami lehetővé teszi az energia célzott bevitelét. | Kevésbé pontos, az energia a teljes fürdőben eloszlik. | Mérsékelt pontosság, a mechanikai kialakítástól függően. |
| Rugalmasság a mintaméret tekintetében | Kis és közepes térfogatok esetén hatékony; különféle mintaméretekhez igazítható. | Leginkább nagyobb térfogatokhoz vagy több kis minta egyidejű kezeléséhez alkalmas. | Változó; gyakran a homogenizátor mérete és típusa korlátozza. |
| Feldolgozási idő | Rövidebb feldolgozási idők a hatékony energiaátadásnak köszönhetően. | Hosszabb feldolgozási idők az elosztott energiabevitel miatt. | Változó; a kevésbé hatékony energiabevitel miatt hosszabb lehet. |
| Hőmérséklet-szabályozás | Helyi felmelegedés előfordulhat; gyakran külső hűtést igényel. | Jobb a hőmérsékletre érzékeny alkalmazásokhoz, mivel a fürdő képes hőt elnyelni. | Mérsékelt szabályozhatóság, gyakran külső hőmérséklet-szabályozást igényel. |
| Méretnövelhetőség | Teljes mértékben lineárisan méretnövelhető, ami rendkívül megkönnyíti a megvalósíthatósági szakaszból az ipari gyártásba való átmenetet. | Nehezen növelhető a léptéke az egyenetlen ultrahangos kezelés és a fürdőméretek korlátai miatt. | Nem könnyen növelhető a léptéke, mivel különböző méretekben nehéz ugyanazokat a folyamatparamétereket (pl. nyomás, nyíróerő) fenntartani, ami a végtermék változékonyságához vezet. |
| Költség | Magasabb kezdeti költség, de speciális feladatokhoz hatékonyabb. | Általában alacsonyabb kezdeti költség, de kevésbé hatékony. | A berendezéstől és az alkalmazástól függően változik. |
Átfolyó cellás reaktorok szonikátorokhoz
A folyamatos ultrahangos feldolgozást igénylő iparágak és laboratóriumok számára a Hielscher Ultrasonics fejlett átfolyó cellás reaktorokat kínál, amelyek kompatibilisek nagy teljesítményű szondás szonikátoraival, köztük a UP400St (400 watt), a UIP1000hdT (1000 watt) és a UIP16000hdT (16kW) készülékekkel.
Gyártósorba illesztett ultrahangos kezelésre tervezve
Az átfolyó cellás reaktorokat hatékony, gyártósorba illesztett ultrahangos kezelésre tervezték, amelynek során a folyadékokat a reaktorkamrán való áthaladás közben kezelik. Ez az elrendezés ideális olyan folyamatokhoz, amelyeknél előnyt jelentenek a hosszú időn át egyenletes, reprodukálható eredmények, például emulgeáláshoz, szemcseméret-csökkentéshez vagy sejtfeltáráshoz. Az átfolyó cellák kiváló megoldást nyújtanak azoknak a felhasználóknak, akiknek a szakaszos feldolgozásról folyamatos, nagy feldolgozási kapacitású gyártásra kell áttérniük.
Fő előnyök
A Hielscher átfolyó cellás reaktorainak egyik fő előnye, hogy nyomás alá helyezhetők, ami jelentősen fokozza az ultrahangos kezelés során létrejövő kavitációs hatásokat. Amikor egy folyadékot ultrahanghullámok érnek, kavitáció lép fel – ennek során buborékok képződnek, növekednek és összeomlanak, intenzív energiát felszabadítva, amely szétdarabolja a részecskéket vagy feltárja a sejteket. Az átfolyó cella nyomás alá helyezése felerősíti ezeket a kavitációs erőket, még hatékonyabb ultrahangos kezelést eredményezve. A UP400St, a UIP1000hdT és a UIP16000hdT esetében ez a nyomás alá helyezhetőség kulcsfontosságú az energiaátadás maximalizálásához és a kiváló folyamathatékonyság eléréséhez, különösen olyan nehéz alkalmazásokban, mint a nanoemulziók és diszperziók előállítása, valamint az értékes vegyületek extrakciója.
Folyamatoptimalizálás
Az átfolyó cellás reaktorokkal végzett, gyártósorba illesztett ultrahangos kezelés olyan folyamatoptimalizáló technika, amely számos előnyt kínál a nagy teljesítményt igénylő alkalmazásokban és az ipari gyártásban. A hagyományos szakaszos feldolgozáshoz képest a gyártósorba illesztett ultrahangos kezelés folyamatos anyagáramlást biztosít, lehetővé téve az ultrahangos kezelés paramétereinek pontos szabályozását és a jobb méretnövelhetőséget. A tételek közötti változékonyság elkerülésével a gyártósorba illesztett ultrahangos kezelés javítja a termék egyenletességét, így ideális megoldást jelent azoknak az iparágaknak, amelyek a kiváló minőségű, reprodukálható eredményeket helyezik előtérbe. Emellett a Hielscher szonikátorok átfolyó cellás reaktorokkal használva jelentős idő-, munkaerő- és energiamegtakarítást biztosítanak, növelve a folyamat egészének hatékonyságát és csökkentve az üzemeltetési költségeket. A nagyüzemi gyártással vagy kutatással foglalkozó vállalatok számára a gyártósorba illesztett ultrahangos kezelés utat kínál a nagyobb termelékenységhez, a rövidebb állásidőhöz és a jobb termékeredményekhez.
Akár kutatólaboratóriumban, akár nagyüzemi ipari létesítményben dolgozik, a szondás szonikátorok sokoldalú és hatékony megoldást kínálnak az alkalmazások széles köréhez.
- nagy hatékonyság
- a technika jelenlegi állásának megfelelő technológia
- megbízhatóság és robusztusság
- állítható, pontos folyamatszabályozás
- szakaszos és gyártósorba illesztett működés
- bármilyen térfogathoz
- intelligens szoftver
- intelligens funkciók (pl. programozhatóság, adatnaplózás, távvezérlés)
- egyszerű és biztonságos üzemeltetés
- kis karbantartási igény
- CIP (helyben történő tisztítás)
Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban készült minőség
A Hielscher ultrahangos készülékei a legmagasabb minőségi és tervezési követelményeikről ismertek. Robusztusságuk és egyszerű kezelésük lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes beillesztését az ipari létesítményekbe. A Hielscher ultrahangos készülékei könnyedén megbirkóznak a zord körülményekkel és a nagy igénybevételt jelentő környezetekkel.
A Hielscher Ultrasonics ISO-tanúsítvánnyal rendelkező vállalat, és különös hangsúlyt helyez a nagy teljesítményű ultrahangos készülékekre, amelyek a technika jelenlegi állásának megfelelő technológiával és felhasználóbarát kialakítással rendelkeznek. Természetesen a Hielscher ultrahangos készülékei CE-megfelelőséggel rendelkeznek, és megfelelnek az UL, CSA és RoHs követelményeinek.
Az alábbi táblázat tájékoztatást ad ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról:
| Tételtérfogat | Térfogatáram | Ajánlott készülékek |
|---|---|---|
| 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 |
Gyakran ismételt kérdések
Mi a szonikátor?
A szonikátor olyan készülék, amely nagy teljesítményű ultrahangot használ egy mintában, jellemzően folyadékban található részecskék mozgatására. Ez a nagy intenzitású ultrahangos energia gyors nyomásváltozásokat hoz létre, amelyek kis buborékok képződéséhez és összeomlásához vezetnek; ezt a folyamatot kavitációnak nevezik. Az így keletkező mechanikai erők feltárhatják a sejteket, diszpergálhatják az anyagokat vagy homogenizálhatják a keverékeket, így a szonikátorok hasznosak például a biológia, a kémia és az anyagtudomány területén olyan feladatokhoz, mint a sejtfeltárás, a keverés, az extrakció és az emulgeálás. Ezért a szondás szonikátorokkal végzett kezelés a homogenizálás, az extrakció és a nedves őrlés jól bevált technikája laboratóriumi és ipari léptékben.
Miért használjak szonikátort?
Használjon szonikátort, ha gyors, egyenletes energiabevitelre van szüksége sejtfeltáráshoz, mintahomogenizáláshoz és folyadék–szilárd anyag keveréséhez. A szabályozott ultrahanghullámok felgyorsítják a folyamatokat a sejtlízistől a nanorészecskék diszpergálásáig és az emulgeálásig. Megfelelő hűtéssel az ultrahangos kezelés kis hőterhelésű módszer marad, amely segít megőrizni a hőmérsékletre érzékeny anyagokat, ezért értékes a laboratóriumokban és a gyártásban.
Hielscher szonikátorok a kutatásban és a tudományban
Az alábbiakban válogatást talál olyan tudományos cikkekből, amelyek Hielscher szondás szonikátorokat mutatnak be szakaszos és gyártósorba illesztett működésben. A cikkek az ultrahangos extrakciótól a diszpergáláson át az elektrokémiáig terjedő témákat ölelik fel. Ha egy konkrét alkalmazást és kapcsolódó tudományos hivatkozásokat keres, kérjük, lépjen kapcsolatba velünk.
- FactSheet UP400St – 400 Watts Powerful Probe-Type Sonicator
- FactSheet UIP1000hdT – 1000 Watts Powerful Sonicator for Bench-top and Industry
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- 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.
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthesis of NaP zeolite at room temperature and short crystallization time by sonochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 1, 2013. 314-321.
- 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.
- Manganiello R., Pagano M., Nucciarelli D., Ciccoritti R., Tomasone R., Di Serio M.G., Giansante L., Del Re P., Servili M., Veneziani G. (2021): Effects of Ultrasound Technology on the Qualitative Properties of Italian Extra Virgin Olive Oil. Foods. 2021 Nov 22;10(11):2884.