Pencampuran Geser Tinggi dengan Ultrasonik
Mixer geser tinggi menerapkan gaya geser tinggi pada cairan dan slurry untuk menghasilkan pendispersian, pencampuran, dan emulsifikasi yang seragam dari dua atau lebih fase cair-padat atau cair-cair. Ultrasonikasi menghasilkan gaya geser tinggi melalui kavitasi akustik, yang terjadi ketika ultrasonik berdaya tinggi dikopel ke dalam cairan. Mixer ultrasonik geser tinggi merupakan teknologi pencampuran unggul yang dengan mudah melampaui mixer berbilah geser tinggi, mixer multiporos, homogenizer bertekanan tinggi, penggiling koloid, dan pengaduk berbilah yang umum digunakan.
Manfaat Mixer Ultrasonik Geser Tinggi
Mixer ultrasonik geser tinggi tersedia mulai dari homogenizer laboratorium 50W hingga sistem pencampuran industri 16.000W. Portofolio luas mixer ultrasonik geser tinggi untuk laboratorium, meja kerja, dan industri memungkinkan pemilihan mixer ultrasonik geser tinggi yang ideal untuk aplikasi dan volume produksi Anda.
Amplitudo tinggi pada probe ultrasonik menghasilkan kavitasi intens dengan aliran cairan berkecepatan tinggi dan turbulensi kompleks. Gaya geser hidraulis dan mekanis intens yang dihasilkan secara ultrasonik memperkecil partikel dan tetesan hingga berukuran mikron dan nano. Karena parameter proses sonikasi dapat dikendalikan dan disesuaikan secara presisi, dampak pencampuran, penggilingan, atau pendispersian dapat disesuaikan secara tepat dengan bahan dan tujuan proses. Mixer ultrasonik geser tinggi mengurangi waktu pencampuran / penggilingan dan secara andal menghasilkan dispersi halus dan ultrahalus.
Mixer ultrasonik dapat digunakan untuk proses batch dan aliran inline. Beragam sel alir dan reaktor ultrasonik memungkinkan pencampuran aliran dengan laju alir dan viskositas yang sangat berbeda. Mixer ultrasonik geser tinggi dapat menangani konsentrasi padatan yang sangat tinggi, bahkan partikel yang sangat abrasif pun tidak menjadi masalah.
Bagaimana Cara Kerja Pencampuran Geser Tinggi melalui Sonikasi?
Mixer ultrasonik geser tinggi menggunakan prinsip mekanis yang sama dengan sistem pencampuran industri seperti mixer berbilah geser tinggi, mixer multiporos, penggiling koloid, homogenizer bertekanan tinggi, dan sistem pengaduk berbilah. Sistem pencampuran ultrasonik digunakan untuk mendispersikan dan menggiling partikel, mengemulsikan fase minyak dan air, melarutkan bahan padat, serta menghasilkan campuran homogen dari segala jenis bahan dalam cairan dan slurry. Mixer geser ultrasonik mengintegrasikan probe ultrasonik ke dalam bejana pencampuran, seperti tangki batch atau sel alir. Probe disintegrator ultrasonik bergetar dalam cairan pada frekuensi sangat tinggi dan menghasilkan kavitasi ultrasonik intens di dalam cairan. Runtuhnya gelembung kavitasi menghasilkan gaya geser kuat yang merusak dan memecah tetesan, aglomerat, agregat, bahkan partikel primer. Karena kavitasi ultrasonik menghasilkan aliran kavitasi berkecepatan tinggi hingga 1000km/h, semburan cairan akibat kavitasi mempercepat partikel. Ketika partikel yang dipercepat saling bertumbukan, partikel tersebut bertindak sebagai media penggilingan. Selanjutnya, partikel yang bertumbukan pecah dan mengecil hingga berukuran mikron atau nano. Di dalam medan kavitasi ultrasonik, tekanan berganti secara cepat dan berulang antara vakum dan tekanan hingga 1000bar. Mixer putar dengan 4 bilah pencampur harus beroperasi pada kecepatan luar biasa sebesar 300.000 RPM untuk mencapai frekuensi siklus tekanan bergantian yang sama. Mixer putar konvensional dan mixer rotor-stator tidak menghasilkan kavitasi dalam jumlah signifikan karena keterbatasan kecepatannya.
Mixer ultrasonik geser tinggi UIP2000hdT, unit pencampuran bertenaga 2kW
Kiat Pemrosesan: Pencampuran Ultrasonik di Bawah Tekanan
Pemberian tekanan pada reaktor ultrasonik atau sel alir meningkatkan intensitas kavitasi akustik. Hielscher Ultrasonics memasok berbagai jenis sel alir dan reaktor yang dapat dengan mudah diberi tekanan hingga 5 barg. Reaktor ultrasonik yang dibuat khusus dapat menangani tekanan lebih tinggi hingga 300barg.
Mixer Ultrasonik Geser Tinggi dan Aplikasinya
Mixer ultrasonik geser tinggi menghasilkan gaya geser intens yang memberikan dampak yang diperlukan pada partikel seperti padatan, tetesan, kristal, dan serat untuk merusak dan memecahnya hingga ukuran yang ditargetkan, yang dapat berada dalam rentang mikron atau nano. Bergantung pada kekerasan dan kerapuhan bahan, parameter proses ultrasonik dapat disesuaikan secara tepat untuk mencapai hasil pencampuran yang diinginkan. Dibandingkan dengan metode pencampuran alternatif seperti pengaduk berbilah geser tinggi, homogenizer bertekanan tinggi, penggiling koloid / penggiling manik, mixer poros, dan sebagainya, disintegrator ultrasonik menawarkan sejumlah keunggulan utama.
Keunggulan Mixer Ultrasonik Geser Tinggi
- Kavitasi dan geser berintensitas tinggi
- Pemrosesan partikel yang seragam
- Konsentrasi padatan tinggi
- Tanpa nosel / tanpa penyumbatan
- Tidak memerlukan media penggilingan (yaitu manik)
- Skalabilitas linear
- Pengoperasian mudah & aman
- Mudah dibersihkan
- Hemat waktu & energi
Mixer Ultrasonik Geser Tinggi untuk Pengecilan Ukuran Partikel
Disintegrator ultrasonik digunakan untuk pengecilan ukuran partikel dan distribusi partikel, baik berupa penghancuran partikel primer yang sesungguhnya (disebut penggilingan) maupun pemecahan aglomerat (disebut deaglomerasi / dispersi).
Baca lebih lanjut tentang penggilingan dan pendispersian partikel secara ultrasonik!
Mixer Ultrasonik Geser Tinggi untuk Emulsifikasi
Ketika dua cairan yang tidak saling bercampur (misalnya air dan minyak) disonikasi menggunakan mixer ultrasonik tipe probe, kavitasi ultrasonik memecah tetesan – menghasilkan tetesan sangat kecil dari kedua fase yang tidak saling bercampur tersebut, yang kemudian dicampurkan. Karena mixer ultrasonik geser tinggi dengan mudah menghasilkan tetesan berukuran nano, emulsi ultrasonik yang distabilkan menunjukkan kestabilan jangka panjang dan tampilan jernih transparan.
Karena setiap jenis emulsi memiliki ambang emulsifikasi / geser spesifik untuk memperoleh ukuran dan karakteristik tetesan yang optimal, penyesuaian parameter pencampuran secara presisi sangat penting. Geser yang terlalu rendah menghasilkan tetesan terlalu besar yang cepat bergabung dan menyebabkan pemisahan fase, sedangkan geser yang terlalu tinggi dapat merusak produk. Mixer ultrasonik geser tinggi dapat dikendalikan secara presisi dan disesuaikan dengan kebutuhan proses.
Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang nanoemulsifikasi ultrasonik!
Mixer Ultrasonik Geser Tinggi UP200Ht untuk Emulsifikasi
Mixer Ultrasonik Geser Tinggi untuk Pencampuran dan Pelarutan
Mixer ultrasonik geser tinggi digunakan untuk mencampur, menggiling, mendispersikan, dan melarutkan partikel seperti bubuk, pigmen, dan serat melalui proses yang cepat, andal, dan mudah. Kavitasi yang dihasilkan secara ultrasonik meningkatkan perpindahan massa antara padatan dan cairan. Kavitasi ultrasonik memberikan dampak kuat pada partikel padat: aliran cairan akibat kavitasi mengikis permukaan padatan dan mengangkut fragmen yang terkikis ke dalam cairan sehingga menghasilkan suspensi homogen.
Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang pelarutan ultrasonik!
Aplikasi Mixer Ultrasonik Geser Tinggi
- Penggilingan & Penggerusan
- Deaglomerasi & Dispersi
- Emulsifikasi
- Pelarutan bubuk
- Peningkatan perpindahan massa
- Reaksi sonokimia
Sistem SonoStation – sistem ultrasonik dengan sonikator 2x 2kW, tangki berpengaduk, dan pompa – merupakan sistem yang mudah digunakan untuk aplikasi pencampuran, penggilingan, dan pendispersian.
Mixer Geser Tinggi dalam Berbagai Ukuran
Hielscher Ultrasonics merancang, memproduksi, dan mendistribusikan mixer geser tinggi berkinerja tinggi, mulai dari perangkat laboratorium yang ringkas namun bertenaga hingga mixer geser tinggi skala pilot dan industri untuk memproses aliran bervolume besar pada tingkat produksi komersial.
Mixer Geser Tinggi untuk Laboratorium
Mixer ultrasonik tipe probe merupakan alat yang telah mapan di setiap laboratorium. Karena proses ultrasonik dapat ditingkatkan skalanya secara linear hingga volume besar, mixer ultrasonik geser tinggi Hielscher ideal untuk mengembangkan dan mengoptimalkan proses Anda pada skala kecil. Kemudian, setelah parameter proses optimal ditetapkan, aplikasi pencampuran Anda dapat ditingkatkan skalanya secara linear ke produksi pilot dan produksi massal.
Hielscher menawarkan mixer ultrasonik geser tinggi untuk pekerjaan skala laboratorium dengan rentang daya pencampuran ultrasonik dari 50 hingga 400 watt.
Mixer Geser Tinggi untuk Industri
Mixer geser tinggi industri Hielscher merupakan prosesor ultrasonik berdaya tinggi yang dirancang untuk menggiling, mendispersikan, mengemulsikan, dan mencampur aliran slurry besar dalam kondisi kerja berat. Mixer industri ini dengan mudah menangani konsentrasi padatan tinggi dan partikel abrasif. Probe (sonotrode) mixer ultrasonik geser tinggi industri dilengkapi flensa sehingga mixer dapat diintegrasikan ke dalam tangki baja, bejana kaca, atau wadah plastik dalam orientasi apa pun. Hal ini memungkinkan bejana sonikasi diberi tekanan. Pemberian tekanan pada bejana ultrasonik atau sel alir meningkatkan intensitas kavitasi akustik dan dengan demikian meningkatkan intensitas proses pencampuran ultrasonik. Hielscher Ultrasonics menawarkan mixer geser tinggi industri dari 500 hingga 16.000 watt. Dengan UIP16000, Hielscher menawarkan mixer ultrasonik geser tinggi paling bertenaga di dunia.
Bahan dengan viskositas tinggi? – Tidak masalah! Semua prosesor ultrasonik Hielscher dalam kategori meja kerja dan industri dapat dengan mudah memproses slurry kental hingga 250.000 centipoise. Untuk viskositas lebih tinggi dari 2.000 cPs, kami merekomendasikan penggunaan sel alir yang dipadukan dengan pompa rongga progresif untuk meningkatkan kopling gelombang ultrasonik ke dalam fluida.
Bagaimana Menemukan Mixer Ultrasonik Geser Tinggi yang Tepat?
Hielscher Ultrasonics merupakan produsen dengan pengalaman panjang dalam sistem pencampuran ultrasonik geser tinggi yang bertenaga dan andal, yang digunakan untuk mendispersikan dan memecah partikel, menyiapkan nanoemulsi, atau melarutkan bubuk dalam cairan. Sebagai pemimpin pasar mixer ultrasonik, Hielscher merancang, memproduksi, dan mendistribusikan mixer ultrasonik geser tinggi serta homogenizer dari skala laboratorium dan meja kerja hingga skala pilot dan industri penuh.
Menjawab pertanyaan berikut akan membantu menemukan mixer geser tinggi yang paling sesuai untuk proses Anda:
- Apa aplikasi yang Anda tuju?
- Berapa volume yang biasanya harus diproses?
- Apa faktor-faktor kritis dalam proses tersebut?
- Apa standar mutu yang harus dicapai?
Staf kami yang terlatih dan berpengalaman akan membantu Anda menjawab pertanyaan apa pun dan menyusun konsep proses pencampuran Anda. Hielscher Ultrasonics menawarkan konsultasi mendalam tentang pemrosesan ultrasonik untuk membantu pelanggan menemukan mixer ultrasonik geser tinggi yang paling ideal. Namun, layanan Hielscher tidak berhenti di sini; kami melatih pelanggan baik di fasilitas mereka maupun di laboratorium proses ultrasonik dan pusat teknis kami untuk mendampingi mereka selama pengembangan, optimalisasi, dan peningkatan skala proses.
Prosesor ultrasonik industri Hielscher Ultrasonics dengan mudah menghasilkan amplitudo sangat tinggi yang diperlukan untuk memecah partikel keras dan aglomerat atau memproses slurry dengan konsentrasi padatan tinggi. Mixer industri Hielscher dengan mudah beroperasi pada amplitudo hingga 200µm secara terus-menerus dalam pengoperasian 24/7. Jika proses tertentu memerlukan amplitudo yang lebih tinggi lagi, tersedia probe ultrasonik yang dibuat khusus. Aksesori seperti horn penguat amplitudo, sel alir, reaktor sonikasi, dan perangkat resirkulasi lengkap tersedia dengan mudah dan memungkinkan konfigurasi sistem pencampuran ultrasonik Anda agar sesuai secara optimal dengan kebutuhan proses. Semua sonotrode dan reaktor, yang merupakan satu-satunya bagian yang bersentuhan dengan medium, dapat menjalani CIP/SIP (pembersihan dan sterilisasi di tempat).
Mixer Ultrasonik Geser Tinggi yang Canggih
Hielscher Ultrasonics berfokus pada disintegrator sel berkinerja tinggi dengan kemudahan penggunaan tertinggi dan kemajuan teknis mutakhir. Ini berarti bahwa standar disintegrator laboratorium Hielscher semakin menyesuaikan diri dengan kecerdasan mesin industri. Pengguna dapat mengendalikan sonikator digital Hielscher melalui kendali jarak jauh berbasis peramban. Perangkat lunak perekaman data otomatis mencatat semua parameter ultrasonik penting seperti daya bersih, daya total, amplitudo, suhu, tekanan, waktu, dan tanggal sebagai berkas CSV pada kartu SD bawaan. Selain itu, disintegrator ultrasonik dapat diprogram untuk mati secara otomatis setelah waktu tertentu atau masukan energi tertentu, atau untuk menjalankan mode sonikasi berdenyut. Sensor suhu dan tekanan yang dapat dipasang memungkinkan pemantauan kondisi sampel secara saksama. Karena pengendalian suhu bahan yang sensitif terhadap panas merupakan faktor penting bagi mutu hasil proses, Hielscher menawarkan berbagai solusi untuk menjaga suhu proses dalam rentang suhu yang ditargetkan.
Fungsi canggih sonikator Hielscher menjamin kendali proses tertinggi, hasil sonikasi yang andal dan dapat direproduksi, kemudahan penggunaan, serta kenyamanan kerja.
Kualitas – Buatan Jerman
Sebagai perusahaan yang dimiliki dan dikelola keluarga, Hielscher mengutamakan standar mutu tertinggi untuk prosesor ultrasoniknya. Semua sonikator dirancang, diproduksi, dan diuji secara menyeluruh di kantor pusat kami di Teltow dekat Berlin, Jerman. Ketangguhan dan keandalan peralatan ultrasonik Hielscher menjadikannya andalan dalam produksi Anda. Pengoperasian 24/7 pada beban penuh dan di lingkungan yang menuntut merupakan karakteristik alami mixer berkinerja tinggi Hielscher.
Anda dapat membeli mixer ultrasonik geser tinggi Hielscher dalam berbagai ukuran dan dengan konfigurasi yang disesuaikan dengan proses Anda. Mulai dari pengolahan fluida dalam gelas beker laboratorium kecil hingga pencampuran slurry dengan aliran kontinu pada tingkat industri, Hielscher Ultrasonics menawarkan mixer geser tinggi yang sesuai untuk Anda! Silakan hubungi kami – kami dengan senang hati merekomendasikan konfigurasi mixer ultrasonik yang ideal untuk Anda!
Tabel di bawah ini memberikan gambaran tentang perkiraan kapasitas pemrosesan sonikator kami:
| Volume Batch | Laju Alir | Perangkat yang Direkomendasikan |
|---|---|---|
| 1 hingga 500mL | 10 hingga 200mL/min | UP100H |
| 10 hingga 2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 hingga 20L | 0,2 hingga 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 hingga 100L | 2 hingga 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 hingga 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lebih besar | kelompok unit UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanyakan kepada Kami!
Homogenizer ultrasonik berdaya tinggi dari skala laboratorium hingga pilot dan industri .
Fakta yang Perlu Diketahui
Sonikator dan Penggunaannya sebagai Mixer Geser Tinggi
Sonikator merupakan perangkat ultrasonik tipe probe yang dicirikan oleh transmisi getaran ultrasonik melalui probe ultrasonik ke dalam medium pemrosesan. Probe, yang juga dikenal sebagai sonotrode, merupakan batang titanium yang bergetar pada frekuensi ultrasonik, misalnya 20kHz. Bergetar pada 20 kHz berarti permukaan horizontal probe mengembang dan menyusut 20.000 kali per detik. Gerakan cepat dalam rentang frekuensi ultrasonik pada ujung probe ini dikopel ke dalam fluida. Di dalam fluida, gelombang ultrasonik merambat melalui medium dan menghasilkan siklus tekanan tinggi / tekanan rendah secara bergantian. Selama siklus tekanan rendah, gelembung vakum sangat kecil muncul dan tumbuh selama beberapa siklus tekanan hingga mencapai titik ketika gelembung tersebut tidak dapat menyerap energi lebih lanjut. Pada titik pertumbuhan maksimum, gelembung kavitasi pecah dengan kuat. Implosi ini menghasilkan medan padat energi dengan suhu dan tekanan sangat tinggi, perbedaan suhu dan tekanan terkait, aliran cairan dengan kecepatan hingga 180m/sec, serta turbulensi. Energi kavitasi ini memberikan dampak kuat pada cairan dan slurry sehingga menghasilkan hasil pencampuran, pembauran, penggilingan, pendispersian, dan emulsifikasi yang luar biasa. Mixer ultrasonik geser tinggi dengan mudah menghasilkan partikel dan tetesan berukuran nano dengan distribusi ukuran partikel / tetesan yang sangat sempit.
Baca di sini tentang perbedaan antara pemrosesan dengan kavitasi ultrasonik / akustik dan kavitasi hidrodinamik!
Industri yang Umum Menggunakan Mixer Ultrasonik Geser Tinggi
- Pendispersian, pelarutan, pencampuran formulasi padat/cair
- Emulsifikasi
- Ilmu material
- Preparasi sampel sebelum analisis
- Aplikasi nanopartikel
- Fungsionalisasi partikel
- Reaksi transfer fase
Literatur / Referensi
- Pohl M.; Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. International Congress for Particle Technology PARTEC 2004; Nuremberg, Germany.
- Thomas Leong, Muthupandian Ashokkumar, Sandra Kentish(2011): The Fundamentals of Power Ultrasound. – A Review. Acoustics Australia, 54 – Vol. 39 August 2011.
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, September 1994. 253-263.
- Pekarovicova, A.; Pekarovic, J. (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Pira International (2009).
- S.E. Karekar; B.A. Bhanvase; S.H. Sonawane; M.P. Deosarkar; D.V. Pinjari; A.B. Pandit(2014): Synthesis of zinc molybdate and zinc phosphomolybdate nanopigments by an ultrasound assisted route: Advantage over conventional method. Chemical Engineering and Processing 87; Nov. 2014.