Ultrahangos: alkalmazások és folyamatok

Ultrasonication egy mechanikus feldolgozási módszer, amely rendkívül intenzív akusztikus kavitációt és kapcsolódó fizikai erőket hoz létre, mint például a nagy nyíróerők és a nagynyomású különbségek. Ezeket az ultrahangosan genizált erőket számos alkalmazásra használják, mint például keverés, homogenizálás, marás, diszperzió, emulgeálás, extrakció és sono-kémiai reakciók.
Az alábbiakban megtalálja a legjellemzőbb ultrahangos alkalmazások és folyamatok kiválasztását.

Ultrahangos homogenizálása

UP400St ultrahangos homogenizátor 400 watt főzőpohár és tétel szonikálásához.Az ultrahangos homogenizátorok csökkentik a folyadékban lévő kis részecskéket az egyenletesség és a diszperziós stabilitás javítása érdekében. A részecskék (diszpergáló fázis) lehetnek folyékony fázisban szuszpendált szilárd anyagok vagy folyadékcseppek. Az ultrahangos homogenizálás nagyon hatékony a lágy és kemény részecskék csökkentésére. A Hielscher ultrahangos készülékeket gyárt bármely folyadékmennyiség homogenizálására és szakaszos vagy inline feldolgozásra. A laboratóriumi ultrahangos készülékek 1,5 ml és kb. 4L közötti térfogatokhoz használhatók. Az ultrahangos ipari eszközök 0,5 és kb. 2000 L közötti tételeket vagy óránként 0,1 litertől 20 köbméterig terjedő áramlási sebességeket képesek feldolgozni a folyamatfejlesztésben és a kereskedelmi termelésben.
Kattintson ide, hogy többet megtudni ultrahangos homogenizáló!

Ultrahangos szórására és deagglomeration

Ultrasonication megzavarja a szilárd részecskéket akusztikus kavitációval.A szilárd anyagok folyadékokká történő diszperziója és deagglomerációja a szonda típusú ultrahangos készülékek fontos alkalmazása. Az ultrahangos / akusztikus kavitáció nagy nyíróerőket generál, amelyek a részecske-agglomerátumokat különálló, egyetlen diszpergált részecskékké bontják. A porok folyadékokba keverése gyakori lépés a különböző termékek, például festék, lakk, kozmetikai termékek, élelmiszerek és italok, vagy polírozó közegek előállításában. Az egyes részecskéket különböző fizikai és kémiai természetű vonzerők tartják össze, beleértve a van-der-Waals-erőket és a folyékony felületi feszültséget. Ultrasonication legyőzi ezeket a vonzó erőket annak érdekében, hogy deagglomerálja és diszpergálja a részecskéket folyékony közegben. A porok folyadékokban történő diszpergálásához és deagglomerációjához a nagy intenzitású ultrahangos kezelés érdekes alternatívája a nagynyomású homogenizátoroknak, a nagy nyírókeverőknek, a gyöngygyáraknak vagy a rotor-állórész-keverőknek.
Kattintson ide, hogy többet megtudni ultrahangos szórására és deagglomeration!

A videó bizonyítja ultrahangos diszperziós piros szín segítségével UP400St egy S24d 22mm szonda.

Ultrahangos vörös szín diszperzió az UP400St használatával

Ultrahangos emulzió

Ultrasonication egy rendkívül hatékony módszer a nanoemulziók előállítására.A köztes és fogyasztási cikkek széles skálája, mint például a kozmetikumok és a bőrápolók, a gyógyszeres kenőcsök, lakkok, festékek, kenőanyagok és üzemanyagok, részben vagy egészben emulziókon alapulnak. Az emulziók két vagy több elegyedhetetlen folyadékfázis diszperziói. A nagy intenzitású ultrahang elegendő intenzív nyírást biztosít ahhoz, hogy a folyékony fázist (diszpergált fázist) kis cseppekben egy második fázisban (folyamatos fázisban) diszpergálja. A diszpergáló zónában az összeomló kavitációs buborékok intenzív lökéshullámokat okoznak a környező folyadékban, és nagy folyadéksebességű (nagy nyírású) folyadéksugarak képződését eredményezik. Ultrasonication pontosan adaptálható a célemulzió méretéhez, lehetővé téve ezáltal a mikroemulziók és nanoemulziók megbízható előállítását.
Kattintson ide, ha többet szeretne olvasni az ultrahangos emulgeálásról!

Ultrahangos homogenizátor UIP1000hdT keveréshez, diszperzióhoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz.

Az UIP1000hdT az 1000 watt erőteljes ultrasonicator homogenizálási, marási és extrakciós alkalmazásokhoz.

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Ultrahangos nedves őrléssel és csiszolókorongok

Ultrasonication hatékony eszköz a részecskék nedves marásához és mikro-őrléséhez. Különösen a szuperfinom méretű szuszpenziók gyártásához az ultrahangnak számos előnye van. Jobb, mint a hagyományos méretcsökkentő berendezések, mint például: kolloid malmok (pl. golyósmalmok, gyöngymalmok), tárcsás malmok vagy sugárhajtóművek. Ultrasonication képes feldolgozni nagy koncentrációjú és nagy viszkozitású szuszpenziókat - ezáltal csökkentve a feldolgozandó térfogatot. Természetesen az ultrahangos marás alkalmas mikron méretű és nanoméretű anyagok, például kerámiák, pigmentek, bárium-szulfát, kalcium-karbonát vagy fém-oxidok feldolgozására. Különösen, ha nano-anyagokról van szó, az ultrahangos kezelés kiemelkedő teljesítményt nyújt, mivel rendkívül hatásos nyíróerői egyenletesen kis nanorészecskéket hoznak létre.
Kattintson ide, hogy többet megtudni ultrahangos nedves őrlési és mikro-köszörülés!

Titán-dioxid TiO2 részecskék után Ultrahangos marás drasztikusan csökkentett átmérőt és keskeny méreteloszlást mutatnak.

Permetezett szárított TiO2 ultrahangos marás előtt és után

Ultrahangos sejt szétesés és lízis

ultrahanggal segített kitermelése vegyületek gyógynövények segítségével ultrahangos processzor UP200SAz ultrahangos kezelés a rostos, cellulózos anyagot finom részecskékre bonthatja, és megtörheti a sejtszerkezet falait. Ez több sejten belüli anyagot, például keményítőt vagy cukrot bocsát ki a folyadékba. Ez a hatás felhasználható a szerves anyagok erjedésére, emésztésére és egyéb konverziós folyamatára. Őrlés és őrlés után az ultrahangos kezelés több sejten belüli anyagot, például keményítőt, valamint a sejtfal törmelékét teszi elérhetővé az enzimek számára, amelyek a keményítőt cukorrá alakítják. A cseppfolyósítás vagy a szacharifikáció során növeli az enzimeknek kitett felületet is. Ez jellemzően növeli az élesztő erjedésének sebességét és hozamát, valamint más átalakítási folyamatokat, például a biomasszából származó etanoltermelés fellendítése érdekében.
Kattintson ide, hogy többet megtudni az ultrahangos dezintegráció sejt struktúrák!

ultrahangos kitermelése növényekkel

A sejtekben és a szubcelluláris részecskékben tárolt bioaktív vegyületek extrakciója a nagy intenzitású ultrahang széles körben használt alkalmazása. Az ultrahangos extrakciót másodlagos metabolitok (pl. Polifenolok), poliszacharidok, fehérjék, illóolajok és egyéb hatóanyagok izolálására használják a növények és gombák sejtmátrixából. A szerves vegyületek víz- és oldószeres extrakciójára alkalmas szonikálás jelentősen javítja a növényekben vagy magvakban található botanikai anyagok hozamát. Az ultrahangos extrakciót gyógyszerek, táplálékkiegészítők / táplálékkiegészítők, illatanyagok és biológiai adalékanyagok előállítására használják. Ultrahang egy zöld extrakciós technika, amelyet bioaktív komponensek extrakciós előállítására is használnak biofinomítókban, pl. értékes vegyületek felszabadítására az ipari folyamatokban képződött nem hasznosított melléktermékáramokból. Ultrasonication egy rendkívül hatékony technológia botanikai extrakció laboratóriumi és termelési szinten.
Kattintson ide az ultrahangos extrakcióval kapcsolatos további információkért!

Az ultrahangos botanikai extrakció magasabb hozamot biztosít. A Hielscher UIP2000hdT, 2000 wattos homogenizátor elég erős ahhoz, hogy könnyen kivonja a 10 literről 120 literre jutó tételeket.

A botanikai anyagok ultrahangos extrakciója - 30 liter / 8 gallonos tétel

Az ultrahangos kezelésről ismert, hogy javítja a transzészterezési reakciókat, ezáltal például magasabb metil-észtereket és poliolokat ad. A Hielscher Ultrasonics ipari ultrahangos szondákat és reaktorokat gyárt nagy áteresztőképesség érdekében.

Ultrahangos reaktor 16 000 wattal ultrahangosan fokozott folyadékfeldolgozáshoz.

Sonochemical alkalmazása Ultrasonics

cavitation_2_p0200A szonokémia az ultrahang alkalmazása kémiai reakciókra és folyamatokra. A folyadékok szonokémiai hatásait okozó mechanizmus az akusztikus kavitáció jelensége. A kémiai reakciókra és folyamatokra gyakorolt szonokémiai hatások közé tartozik a reakciósebesség vagy a kibocsátás növekedése, a hatékonyabb energiafelhasználás, a fázisátviteli katalizátorok teljesítménynövelése, a fémek és szilárd anyagok aktiválása vagy a reagensek vagy katalizátorok reakcióképességének növelése.
Kattintson ide, ha többet szeretne tudni az ultrahang szonokémiai hatásairól!

Az olaj ultrahangos átészterelése a biodízelhez

Ultrasonication növeli a kémiai reakciósebességet és a hozamot a növényi olajok és állati zsírok biodízellé történő átészterezésének. Ez lehetővé teszi a termelés kötegelt feldolgozásról folyamatos folyamatfeldolgozásra való megváltoztatását, és csökkenti a beruházási és működési költségeket. Az ultrahangos biodízelgyártás egyik fő előnye a hulladékolajok, például a kimerült étolajok és más rossz minőségű olajforrások használata. Az ultrahangos transzészterifikáció még az alacsony minőségű alapanyagokat is kiváló minőségű biodízellé alakíthatja (zsírsav-metil-észter / FAME). A biodízel növényi olajokból vagy állati zsírokból történő előállítása magában foglalja a zsírsavak metanollal vagy etanollal történő, báziskatalizált átészterezését, hogy a megfelelő metil-észtereket vagy etil-észtereket kapjuk. Az ultrahangos kezelés 99% -ot meghaladó biodízel-hozamot érhet el. Az ultrahang jelentősen csökkenti a feldolgozási időt és az elválasztási időt.
Kattintson ide, hogy többet megtudni a ultrahanggal segített átészterezés olaj biodízel!

Ultrahangos gáztalanítás és folyadékok levegőztetése

A folyadékok gáztalanítása a szonda típusú ultrahangos készülékek másik fontos alkalmazása. Az ultrahangos rezgések és a kavitáció az oldott gázok folyadékban való összeolvadását okozza. Ahogy a kis gázbuborékok összeolvadnak, ezáltal nagyobb buborékokat képeznek, amelyek onnan gyorsan lebegnek a folyadék felső felületére, és eltávolíthatók. Így az ultrahangos gáztalanítás és légtelenítés csökkentheti az oldott gáz szintjét a természetes egyensúlyi szint alatt.
Kattintson ide, hogy többet megtudni az ultrahangos gáztalanítás folyadékok!

Ez a videó a viszkózus olaj (40cP) hatékony gáztalanítását mutatja be. Ultrasonication eltávolítja a kis szuszpendált gázbuborékokat a folyadékból, és csökkenti az oldott gáz szintjét a természetes egyensúlyi szint alatt.

Ultrahangos inline gáztalanítás & Olaj habzásmentesítése (40cP)

Ultrahangos vezetékek, kábelek és szalagok tisztítása

tekercs kábelAz ultrahangos tisztítás környezetbarát alternatíva a folyamatos anyagok, például huzal és kábel, szalag vagy csövek tisztítására. Az erőteljes ultrahangos kavitáció hatása eltávolítja a kenési maradványokat, például olajat vagy zsírt, szappanokat, sztearátokat vagy port az anyag felületéről. A Hielscher Ultrasonics különféle ultrahangos rendszereket kínál a folyamatos profilok inline tisztításához.
Kattintson ide a folyamatos profilok ultrahangos tisztításával kapcsolatos további információkért!

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!

Kérjen bővebb információt

Kérjük, használja az alábbi űrlapot, hogy kérjen további információkat ultrahangos processzorok, alkalmazások és az ár. Örömmel megvitatjuk önnel a folyamatot, és olyan ultrahangos rendszert kínálunk Önnek, amely megfelel az Ön igényeinek!









Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.


Működési elv és az ultrahangos feldolgozás használata

Ultrasonication egy kereskedelmi feldolgozási technológia, amelyet számos iparág elfogadott a nagyüzemi termeléshez. A nagy megbízhatóság és a méretarányosság, valamint az alacsony karbantartási költségek és a magas energiahatékonyság miatt az ultrahangos processzorok jó alternatíva a hagyományos folyadékfeldolgozó berendezések számára. Az ultrahang további izgalmas lehetőségeket kínál: A kavitáció - az alapvető ultrahangos hatás - egyedülálló eredményeket hoz a biológiai, kémiai és fizikai folyamatokban. Például az ultrahangos diszperzió és emulgeálás könnyen stabil nano méretű készítményeket hoz létre. A botanikai extrakció területén az ultrahang nem termikus technika a bioaktív vegyületek izolálására.

Míg az alacsony intenzitású vagy nagyfrekvenciás ultrahangot elsősorban elemzésre, roncsolásmentes tesztelésre és képalkotásra használják, a nagy intenzitású ultrahangot folyadékok és paszták feldolgozására használják, ahol intenzív ultrahanghullámokat használnak keverésre, emulgeálásra, diszpergálásra és deagglomerációra, sejtbontásra vagy enzim deaktiválásra. Amikor a folyadékokat nagy intenzitással szonikálják, a hanghullámok a folyékony közegen keresztül terjednek. Ez váltakozó nagynyomású (kompressziós) és alacsony nyomású (ritkaság) ciklusokat eredményez, a sebesség a frekvenciától függ. Az alacsony nyomású ciklus alatt a nagy intenzitású ultrahangos hullámok kis vákuumbuborékokat vagy üregeket hoznak létre a folyadékban. Amikor a buborékok olyan térfogatot érnek el, amelyen már nem képesek elnyelni az energiát, hevesen összeomlanak egy nagynyomású ciklus során. Ezt a jelenséget kavitációnak nevezik. A berobbanás alatt a nagyon magas hőmérsékletet (kb. 5,000K) és a nyomást (kb. 2,000atm) helyileg érik el. A kavitációs buborék berobbanása akár 280 méter/másodperc sebességű folyadéksugarakat is eredményez.

A folyadékok ultrahangos kavitációja gyors és teljes gáztalanítást okozhat; különböző kémiai reakciókat indítson szabad kémiai ionok (gyökök) generálásával; felgyorsítja a kémiai reakciókat a reaktánsok keverésének megkönnyítésével; fokozza a polimerizációs és depolimerizációs reakciókat az aggregátumok diszpergálásával vagy a polimer láncokban lévő kémiai kötések végleges megszakításával; növelje az emulgeálási sebességet; javítja a diffúziós arányokat; erősen koncentrált emulziókat vagy mikron- vagy nanoméretű anyagok egyenletes diszperzióit állítják elő; segíti az olyan anyagok kivonását, mint az enzimek állati, növényi, élesztő- vagy baktériumsejtekből; távolítsa el a vírusokat a fertőzött szövetekből; és végül erodáljuk és lebontjuk a fogékony részecskéket, beleértve a mikroorganizmusokat is. (vö. Kuldiloke 2002)

A nagy intenzitású ultrahang erőszakos keverést eredményez alacsony viszkozitású folyadékokban, amelyek felhasználhatók az anyagok folyadékokban való diszpergálására. (vö. Ensminger, 1988) Folyadék/szilárd vagy gáz/szilárd kapcsolódási pontokon a kavitációs buborékok aszimmetrikus berobbanása szélsőséges turbulenciákat okozhat, amelyek csökkentik a diffúziós határréteget, növelik a konvekciós tömegátadást, és jelentősen felgyorsítják a diffúziót azokban a rendszerekben, ahol a szokásos keverés nem lehetséges. (vö. Nyborg, 1965)

Ultrahangos reaktor kémiai szintézishez, pl. transzészterifikációs, észterezési vagy acetilezési folyamatokhoz.

Ultrahangos reaktor 4x 2000 wattos szondákkal (8kW) szonokémiai folyamatokhoz.



Irodalom


Nagy teljesítményű ultrahang! A Hielscher termékskálája lefedi a teljes spektrumot a kompakt laboratóriumi ultrasonicatortól a padtetős egységeken át a teljes ipari ultrahangos rendszerekig.

Hielscher Ultrahang gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok Labor nak nek ipari méretben.