Ultrahangos tartálykeverők
Az ultrahangos tartálykeverők mechanikus keverők. Az ultrahangos keverés folyadékokat kever össze más folyadékokkal vagy szilárd anyagokkal a folyamatkinetika javítása érdekében a vegyipari, élelmiszeripari, gyógyszeripari és kozmetikai gyártásban. A Hielscher Ultrasonics keverőinek méretválasztéka a laboratóriumi keverőktől a szakaszos vagy átfolyó üzemű ipari tartálykeverőkig terjed.
Ultrahangos tartálykeverők
A tartályban végzett keverés célja a folyamatkinetika javítása. Az ultrahangos tartálykeverők a következő folyamatokat segítik:
- Nedvesítés és szilárd anyagok feloldása folyadékokban
- Diszpergálás és anyagok összekeverése folyékony készítményekben, pl. ipari, kereskedelmi vagy háztartási mosószerekben vagy más folyékony tisztítószerekben
- Emulgeálás, pl. két egymással nem vagy szinte nem elegyedő folyadék összekeverése
- Növényi extrakció, pl. olajok kinyerése gyógynövényekből, levelekből vagy fűszerekből
- Sejtlízis (pl. sejtek feltárása és extrakciója)
- Részecskefelületek tisztítása, pl. üveggyöngyöké vagy őrlőtesteké
- Részecskeszintézis, pl. alulról építkező szintézis vagy kicsapatás
- Kémiai reakciók és katalízis, pl. CSTR-ekben (folyamatosan kevert tartályreaktorokban)
Számos folyamat esetében az ultrahangos tartálykeverők jelentősen csökkenthetik a folyamat időtartamát. Például a hideg vizes extrakció során a növényi anyagok többórás áztatása helyett az ultrahangos keverés percekre vagy akár másodpercekre csökkentheti a feldolgozási időt. Az ultrahangos szondák beépítése a meglévő szakaszos üzemű reaktorokba egyszerű módszer a folyamat időtartamának csökkentésére és a termelési kapacitás hatékony növelésére. Ezáltal az ultrahangos tartálykeverés segít javítani a teljesítményt és csökkenteni a termelési költségeket.
Ultrahangos laboratóriumi keverők
Az ultrahangos keverők nélkülözhetetlen eszközök a folyamatok kutatásában és fejlesztésében. Míg a hagyományos keverők gyakran jelentős minimális térfogatot igényelnek, az ultrahangos keverés már akár 150µL térfogattól is alkalmazható. A Hielscher Ultrasonics kompakt, kézben tartható ultrahangos keverőket és állványra szerelt ultrahangos homogenizátorokat gyárt a különféle folyamatokban végzett keveréshez. Minden Hielscher ultrahangos készülékhez rendelkezésre állnak átfolyó cellás reaktorok.
Ipari ultrahangos keverők
A Hielscher ultrahangos keverői az anyagok széles körét keverik össze folyékony termékek, például festékek, tinták, színes bevonatok, ragasztók vagy kenőzsírok gyártása során. A Hielscher ipari keverőinek ultrahangos teljesítménye egyetlen ultrahangos szondára vetítve 500 watttól 16 kilowattig terjed. Több ultrahangos szonda együttes alkalmazásával nagyobb összesített ultrahangos kimenő teljesítmény érhető el.
A keverőkapacitás lineáris léptéknövelése
A Hielscher ultrahangos keverőinek egyik fő előnye a hagyományos mechanikus tartálykeverőkkel szemben a tökéletesen lineáris léptéknövelés. A laboratóriumi vagy kísérleti üzemi keverőrendszerekkel elért bármely eredmény lineárisan átvihető bármely nagyobb méretre.
Az ultrahangos keverő telepítése
Az ipari ultrahangos keverők utólag is beépíthetők a meglévő kevert tartályreaktorokba, és más típusú, tartályon belüli keverőkkel kombinálhatók. Alternatív megoldásként az ultrahangos keverőszondák egy szivattyúval együtt az áramlási vezetékbe telepíthetők, hogy a terméket az ultrahangos reaktoron keresztül visszakeringessék. Az ultrahangos kezelés nem juttat hőt a termékbe. Az ultrahangos szonda kizárólag mechanikai energiát ad át, mechanikai rezgések formájában. A folyadékkeverék a mozgás közben a folyadékban fellépő súrlódás következtében felmelegedhet.
Egyszerűen használható tartálykeverés
Az ultrahangos szondás keverőkben nincsenek forgó tömítések. A szonda karimája bármilyen irányban, szögben vagy helyzetben felszerelhető egy reaktortartályra vagy bármely más edényre. Ezért ugyanaz az ultrahangos szonda felső, oldalsó vagy alsó bevezetésű keverőként is használható. A keveréshez használt ultrahangos szondák üvegreaktorokra, acéltartályokra, rozsdamentes acéltartályokra vagy műanyag tárolóedényekre, például IBC-kre is felszerelhetők.
A keverés intenzitása és a folyadékba becsatolt teljes ultrahangos teljesítmény az ultrahangos szondák számával és méretével, valamint az ultrahangos rezgés amplitúdójával változtatható. Ha egy tartályban több ultrahangos szondát használnak, minden szonda egymástól függetlenül állítható.
Ha az ultrahangos tartálykeverést nagy viszkozitású termékek, például kenőzsírok, ragasztók, polimerek, gyanták vagy festékek keverésére alkalmazzák, az ultrahang és egy propellerkeverő kombinációja segít egyenletesebb folyamateredményeket elérni.
A folyadékkal érintkező keverőalkatrészek egyszerű helyben tisztítása
Az ultrahangos keverőszondák Grade 5 minőségű titánból készülnek. Ez a titán nagyon erős, könnyű és korrózióálló ötvözet. A szondák szokásos átmérője laboratóriumi használat esetén 1mm és 40mm, ipari tartálykeverők esetén pedig 40mm és 90mm között változik. Ezért az ultrahangos keverőkhöz csak kis tartálynyílások szükségesek.
Az ultrahangos tartálykeverők könnyen tisztíthatók, mivel az ultrahangos keverők geometriája nagyon egyszerű és forgásszimmetrikus, és nincsenek bennük olyan forgó tömítések, amelyek szivároghatnak vagy elkophatnak.
A helyben tisztítási eljárások (CIP) során az ultrahangos szondák intenzív ultrahangos tisztítással segíthetik a folyamatot.
Tudnivalók a tartálykeverőkről
Különféle keverési mechanizmusok és többféle keverőgép létezik. Ide tartoznak:
- Keverők (horgony- és keretkeverők, radiális propellerkeverők)
- Turbinakeverők, ferde lapátos turbinák
- Lapátos keverők
- Rázógépek
- Mágneses keverőrudak
Sok mechanikus tartálykeverő nagyon alacsony keverési intenzitást hoz létre a korlátozott mozgási sebesség és a kavitáció hiánya miatt. Az ultrahangos keverés a folyamatok során alkalmazott mechanikus keverés nagyon intenzív módja. Az ultrahangos kezelés másodpercenként több mint 20 000 mechanikai rezgést hoz létre a folyadékban. Ez intenzív keverést és erős nyíróerőket eredményez, amelyek számos termékösszetétel kialakításában hasznosak. Egy kétlapátos propellernek 600 000 RPM fordulatszámmal kellene működnie ahhoz, hogy elérje ezt a frekvenciát.
Az ultrahangos tartálykeverő alkalmazásai
Az ultrahangos tartálykeverőket világszerte számos folyamatban alkalmazzák, például:
- Ásványok kioldása
- Környezetvédelmi technológia
- Bioetanol előállítása
- Biodízel előállítása
- Anaerob fermentáció
- Folyékony élelmiszerek és szószok
- Festékek, Bevonatok, lakkok, Tinták és színezékek
- Finomítói technológia és petrolkémia (pl. kéntelenítés)
- Papíripar
- Kozmetikai ipar (krémek és testápolók készítése)
- Mezőgazdaság (pl. vetőmagok előkezelése)
- Gyógyszeripar (pl. vakcinák, lotionok és kenőcsök)
- Növényi extrakció (pl. ultrahangos sejtlízissel)


