Բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային ներհոսքային խառնիչներ
Ներհոսքային խառնման գործընթացների համար նախատեսված՝ բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային սարքերը մի շարք առավելություններ ունեն սովորական կոլոիդային հոմոգենիզատորների համեմատ։ Խառնման համար բարձր հզորության ուլտրաձայնի կիրառումը հնարավորություն է տալիս Hielscher ընկերության՝ բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային խառնիչներին ստանալ նանոմետրային տիրույթի հավասարաչափ դիսպերսված կոլոիդային կախույթներ և էմուլսիաներ։ Ուլտրաձայնային ներհոսքային հոմոգենիզատորները կարող են մշակել ցանկացած ծավալով և մածուցիկությամբ նյութեր և նույնիսկ աշխատել խիստ հղկող մասնիկների հետ։
Բարձր սահքային ազդեցությամբ ներհոսքային խառնում՝ հզոր ուլտրաձայնով
Պինդ–հեղուկ կամ հեղուկ–հեղուկ կախույթների ներհոսքային հոմոգենացումը անհրաժեշտ կիրառություն է բազմատեսակ նյութերի և ապրանքների արտադրության մեջ։ Բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային ներհոսքային խառնիչներն օգտագործվում են բազմաթիվ ոլորտներում, այդ թվում՝ ներկերի, գունանյութերի և թանաքների, պոլիմերների և կոմպոզիտների, վառելիքների, սննդամթերքի և ըմպելիքների, սննդային հավելումների, դեղագործական արտադրանքի, կոսմետիկայի և անձնական խնամքի միջոցների արտադրության մեջ։ Բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային ներհոսքային հոմոգենիզատորներն օգտագործվում են մասնիկների խառնման, դիսպերսման, ապագլոմերացման, էմուլսացման, թրջման, լուծման և միկրոաղացման համար։ Բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային ներհոսքային խառնիչների առանձնահատուկ առավելությունը նանոնյութերի (օրինակ՝ նանոդիսպերսիաների, նանոէմուլսիաների) հուսալի մշակման հնարավորությունն է։
Բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային ներհոսքային խառնիչներն աշխատում են մեծ ծավալների, պինդ նյութերի բարձր կոնցենտրացիաների և հղկող մասնիկների հետ։
Ինչպե՞ս է գործում բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային խառնումը։
Բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային խառնումը և հոմոգենացումը հիմնված են ակուստիկ կավիտացիայի գործողության սկզբունքի վրա։ Երբ հեղուկները ենթարկվում են բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային մշակման, ուլտրաձայնային ալիքները տարածվում են հեղուկ միջավայրում և առաջացնում բարձր ճնշման (սեղմման) ու ցածր ճնշման (նոսրացման) հերթագայվող ցիկլեր։ Բարձր հզորության ուլտրաձայնային սարքերն աշխատում են մոտ 20kHz հաճախականությամբ։ Սա նշանակում է վայրկյանում 20 000 տատանում։ Ցածր ճնշման ցիկլի ընթացքում բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ալիքները հեղուկում ստեղծում են փոքր վակուումային պղպջակներ։ Երբ կավիտացիոն պղպջակը հասնում է այնպիսի չափի, որ այլևս չի կարող լրացուցիչ էներգիա կլանել, այն բարձր ճնշման ցիկլի ընթացքում կտրուկ փլուզվում է։ Պղպջակի՝ դեպի ներս փլուզման այս երևույթը հայտնի է «կավիտացիա» տեխնիկական եզրույթով։ Փլուզման ընթացքում տեղային կերպով առաջանում են շատ բարձր ջերմաստիճաններ (մոտ 5 000K) և ճնշումներ (մոտ 2 000atm)։ Կավիտացիոն պղպջակի փլուզումը նաև առաջացնում է մինչև 280m/s արագությամբ հեղուկի շիթեր։ (հմմտ. Suslick 1998)
Այս խիստ ինտենսիվ և քայքայիչ ուժերը բավարար էներգիա են ապահովում հեղուկներում մասնիկներն աղալու, ապագլոմերացնելու և դիսպերսելու համար՝ բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային խառնիչները դարձնելով մշակման գերազանց տեխնոլոգիա։ Հետևաբար, դրանք օգտագործվում են որպես արտադրության և մշակման տեխնոլոգիա, հատկապես այն ոլորտներում, որտեղ նանոտեխնոլոգիան և նանոնյութերը վճռորոշ դեր ունեն արդյունավետության և արտադրանքի որակի համար։
Գործընթացի գերազանց արդյունավետություն և էներգաարդյունավետություն՝ ուլտրաձայնային խառնիչներով
Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային մշակման սարքերն ունեն >85% բացառիկ էներգաարդյունավետություն։ Սա նվազեցնում է շահագործման ընթացքում էլեկտրաէներգիայի ծախսերը և ապահովում մշակման ավելի բարձր արտադրողականություն։ Kusters և համահեղինակները (1994) իրենց հետազոտության մեջ եզրակացնում են, որ ուլտրաձայնային մասնատումը նույնքան արդյունավետ է, որքան սովորական աղացումը։
Ճնշում կիրառելով և ուլտրաձայնային գործընթացն օպտիմալացնելով՝ ուլտրաձայնային խառնման տեխնոլոգիան հաճախ զգալիորեն գերազանցում է խառնման սովորական մեթոդները, օրինակ՝ պտտվող թիակներով խառնիչները, բարձր ճնշման հոմոգենիզատորները կամ գնդաղացները։
Մեկ այլ հետազոտության մեջ Pohl և համահեղինակները (2004) սիլիցիումի երկօքսիդի ուլտրաձայնային դիսպերսման մշակման արդյունավետությունը համեմատել են բարձր սահքային ազդեցությամբ խառնման այլ մեթոդների հետ, օրինակ՝ IKA Ultra-Turrax սարքով (ռոտոր–ստատոր համակարգ) խառնման հետ։ Pohl և համահեղինակները համեմատել են ջրում Aerosil 90 (2%wt) նյութի մասնիկների չափերի նվազեցումը տարբեր կարգավորումներով աշխատող Ultra-Turrax սարքի (ռոտոր–ստատոր համակարգ) և Hielscher ընկերության՝ բարձր սահքային ազդեցությամբ UIP1000hd ուլտրաձայնային խառնիչի միջոցով, որը հագեցած է հոսքային բջջով և աշխատում է անընդհատ ռեժիմով։ Pohl և համահեղինակների հետազոտությունը եզրակացնում է, որ «հաստատուն տեսակարար էներգիայի՝ EV պայմաններում ուլտրաձայնն ավելի արդյունավետ է, քան ռոտոր–ստատոր համակարգը», և որ «կիրառվող ուլտրաձայնի հաճախականությունը՝ 20 kHz-ից մինչև 30 kHz տիրույթում, էական ազդեցություն չունի դիսպերսման գործընթացի վրա»։
- բարձր արդյունավետություն
- միկրոմասնիկների և նանոմասնիկների համար
- անընդհատ ներհոսքային աշխատանք
- ցանկացած ծավալի համար
- կարող են մշակել շատ բարձր մածուցիկությամբ նյութեր
- կարող են աշխատել հղկող մասնիկների հետ
- առանց շարժվող մասերի (առանց ռոտորների, թիակների)
- առանց աղացող մարմինների (առանց գնդիկների)
- CIP (մաքրում տեղում՝ առանց ապամոնտաժման)
Կալցիումի հիդրօքսիապատիտի մասնիկների չափերի ուլտրաձայնային նվազեցում (պինդ նյութի 30% կոնցենտրացիա, 150Ws/g US)
UIP4000hdT՝ 4000 վատտ հզորությամբ, բարձր սահքային ազդեցությամբ արդյունաբերական խառնիչ՝ ներհոսքային մշակման, օրինակ՝ կոլոիդային կախույթների թաց աղացման, դիսպերսման, էմուլսացման և լուծման համար։
Որտե՞ղ գնել բարձր սահքային ազդեցությամբ ձեր ուլտրաձայնային ներհոսքային խառնիչը։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունը ձեր վստահելի գործընկերն է բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային մշակման գործընթացներում, ինչպիսիք են ուլտրաձայնային աղացումը, դիսպերսումը, էմուլսացումը և լուծումը։ Hielscher ընկերության՝ բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային ներհոսքային խառնիչները կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ։ Մինչև 200µm ամպլիտուդները կարելի է հեշտությամբ անընդհատ պահպանել 24/7/365 աշխատանքային ռեժիմում։ Էլ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար հասանելի են անհատական պատվերով պատրաստվող ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ։ Ուլտրաձայնային ներհոսքային ռեակտորների և լրացուցիչ պարագաների լայն տեսականին թույլ է տալիս իդեալական կազմաձևում ընտրել ձեր ուլտրաձայնային կիրառության համար (օրինակ՝ ներհոսքային էմուլսացում, մասնիկների չափերի նվազեցում և հոմոգենացում)։
Խելացի ծրագրային ապահովումը, սենսորային էկրանով թվային ընտրացանկը, տվյալների ավտոմատ գրանցումը և դիտարկիչով հեռակառավարումը Hielscher ընկերության՝ բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորների առանձնահատկություններից են, որոնք աշխատանքը դարձնում են առավելագույնս հարմար և պարզ։ Տեղում՝ առանց ապամոնտաժման մաքրման (CIP) տեխնոլոգիան հարմարավետ է դարձնում բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային խառնիչի օգտագործումը։ Ամրությունը, հուսալիությունը, պարզ տեղադրումն ու շահագործումը, ինչպես նաև տեխնիկական սպասարկման փոքր պահանջները լրացուցիչ առանձնահատկություններ են, որոնք հեշտացնում են առօրյա աշխատանքը Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային սարքերով։
Կապվե՛ք մեզ հետ հիմա՝ ավելին իմանալու համար, թե ինչպես կարող է բարձր սահքային ազդեցությամբ ուլտրաձայնային ներհոսքային խառնիչը բարելավել պինդ–հեղուկ և հեղուկ–հեղուկ համակարգերի ձեր մշակումը։ Մեր լավ պատրաստված և երկարամյա փորձ ունեցող թիմը սիրով կտրամադրի լրացուցիչ տեղեկություններ կիրառությունների և գների մասին։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորության մասին․
| Խմբաքանակի ծավալ | Ծավալային հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 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 |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | ավելի մեծ | սարքերի խումբ՝ UIP16000 |
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբներով խառնման, դիսպերսման, էմուլսացման և արդյունահանման կիրառությունների համար։
Գրականություն / Հղումներ
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Suslick, K. S. (1998): Sonochemistry. in: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed. J. Wiley & Sons, New York, vol. 26, 1998. 517-541.
- Kusters, K. A.; Pratsinis, S. E.; Thomas, S. G. and Smith, D. M. (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology 80, 1994. 253-263.
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Pohl, M. and Schubert, H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. PARTEC 2004.
Բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային տեխնիկա։ Hielscher ընկերության արտադրատեսականին ընդգրկում է ամբողջ շրջանակը՝ կոմպակտ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքից և սեղանի վրա տեղադրվող սարքերից մինչև ամբողջությամբ արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգեր։