Homogenizer Ultrasonik untuk Pengolahan di Laboratorium, Skala Percobaan, dan Industri
Homogenizer ultrasonik adalah alat yang ampuh untuk mencampur dan menghomogenkan suspensi padat-cair dan cair-cair. Homogenisasi ultrasonik adalah proses mekanis untuk mengurangi partikel dalam cairan sehingga menjadi kecil secara merata dan merata. Hielscher menawarkan homogenizer ultrasonik yang kuat untuk aplikasi di laboratorium dan skala produksi.
Homogenizer Ultrasonik untuk Pencampuran, Dispersi, Emulsifikasi, dan Pengurangan Ukuran Partikel yang Andal
Homogenizer ultrasonik Hielscher menghasilkan kavitasi yang kuat dan dapat dikendalikan untuk menghasilkan campuran yang seragam, dispersi halus, emulsi stabil, nanoemulsi, lisat sel, serta ukuran partikel yang lebih kecil. Mulai dari sampel laboratorium berskala kecil hingga produksi industri berkelanjutan, sonikator Hielscher memberikan hasil homogenisasi yang dapat diulang untuk keperluan penelitian, pengembangan produk, dan manufaktur.
Baik Anda perlu memproses beberapa mililiter di laboratorium, mengoptimalkan formulasi dalam skala uji coba, atau menjalankan produksi inline berkapasitas tinggi, Hielscher menyediakan homogenizer ultrasonik dengan pengaturan presisi terhadap amplitudo, waktu, suhu, tekanan, dan input energi. Hal ini menjadikan homogenisasi ultrasonik sebagai alternatif yang dapat diskalakan, dapat diulang, dan efisien dibandingkan dengan mixer rotor-stator, bead mill, dan homogenizer bertekanan tinggi.
Mengapa Anda sebaiknya memilih homogenizer ultrasonik:
- Proses homogenisasi yang efektif: Membuat dispersi halus, emulsi, nanoemulsi, dan suspensi yang seragam.
- Pengendalian proses yang presisi: Sesuaikan amplitudo, daya, waktu, suhu, dan tekanan untuk mendapatkan hasil yang konsisten.
- Dari skala laboratorium hingga skala industri: Mengolah sampel kecil, batch besar, atau aliran kontinu.
- Dapat digunakan untuk bahan-bahan yang sulit: Cocok untuk partikel abrasif, suspensi berkadar padatan tinggi, bahan berserat, cairan kental, dan formulasi kompleks.
- Operasi batch dan inline: Gunakan wadah terbuka, gelas kimia, reaktor, atau sel aliran.
- Desain yang mudah perawatannya: Desain sonotrode dan sel aliran yang sederhana dapat mengurangi upaya pembersihan dan keausan.
- Dirancang untuk beroperasi 24 jam sehari, 7 hari seminggu: Sistem ultrasonik industri dirancang untuk pemrosesan berkelanjutan dengan beban kerja berat.
Beritahukan kepada kami volume pengolahan, ukuran partikel atau tetesan yang diinginkan, viskositas, kandungan padatan, serta kapasitas produksi yang dibutuhkan. Kami akan merekomendasikan alat sonikasi laboratorium, skala percontohan, atau industri yang paling sesuai.
Homogenizer ultrasonik UIP1000hdT, sonicator kuat 1000 watt untuk dispersi dan emulsi nano
Aplikasi dan Dampak Homogenizer Ultrasonik
Homogenizer ultrasonik adalah mixer yang kuat dan andal, yang digunakan di laboratorium dan industri untuk berbagai aplikasi.
Homogenizer ultrasonik dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, termasuk:
- Homogenisasi: Homogenizer ultrasonik dapat menghomogenkan sampel untuk membuat campuran yang seragam dan konsisten.
- Dispersi: Homogenizer ultrasonik dapat digunakan untuk membubarkan partikel padat dalam cairan untuk membuat suspensi yang stabil. Ultrasonikasi sangat efisien dalam menciptakan dispersi nano.
- Emulsifikasi: Homogenizer ultrasonik dapat digunakan untuk membuat emulsi dan nanoemulsi yang stabil dengan memecah dan membubarkan cairan yang tidak dapat bercampur, seperti minyak dan air.
- Gangguan Sel: Homogenizer ultrasonik dapat memecahkan sel terbuka untuk mengekstrak komponen intraseluler seperti protein, asam nukleat, enzim, dan metabolit.
- Degassing: Homogenizer ultrasonik dapat digunakan untuk menghilangkan gas terlarut dari cairan, seperti degassing pelarut HPLC atau cairan pendingin.
- Reaksi Kimia Berbantuan Ultrasonik: Homogenizer ultrasonik juga dapat digunakan untuk reaksi kimia berbantuan sonikasi, seperti sintesis sonokimia, katalisis atau degradasi.
Secara keseluruhan, homogenizer ultrasonik adalah alat serbaguna yang dapat digunakan untuk berbagai aplikasi dalam penelitian, pengembangan, dan proses industri.
Sonicator industri UIP4000hdT dengan sel aliran untuk produksi berkelanjutan secara inline
Power Ultrasound untuk Pengurangan Ukuran Partikel:
Ketika homogeizer ultrasonik digunakan untuk aplikasi seperti pencampuran, pendispersian dan pengemulsi, tujuannya adalah untuk mengurangi partikel kecil atau tetesan dalam cairan atau bubur untuk meningkatkan keseragaman dan stabilitas campuran. Partikel-partikel ini (fase dispersi) dapat berupa padatan atau cairan. Pengurangan diameter rata-rata partikel meningkatkan jumlah partikel individu. Hal ini mengarah pada pengurangan jarak partikel rata-rata dan meningkatkan luas permukaan partikel. Grafik menunjukkan korelasi antara diameter partikel individu dan luas permukaan total. Luas permukaan dan jarak partikel rata-rata dapat mempengaruhi reologi cairan.
Jika ada perbedaan dalam gravitasi spesifik antara partikel dan cairan, maka keseragaman campuran dapat mempengaruhi stabilitas dispersi. Jika ukuran partikel serupa untuk mayoritas partikel, kecenderungan menggumpal selama menetap atau naik mengurangi, karena partikel yang mirip memiliki kecepatan yang sama meningkat atau menetap.
Dispersi ultrasonik menunjukkan distribusi ukuran partikel yang seragam dengan partikel yang dikurangi secara homogen. Kurva menunjukkan distribusi partikel silika sebelum ultrasound (kurva hijau) dan setelah dispersi ultrasonik (kurva merah).
Homogenizer Ultrasonik vs Tekanan Tinggi
Homogenizer bertekanan tinggi memaksa cairan melewati katup homogenisasi dengan tekanan yang sangat tinggi. Hal ini dapat bekerja dengan baik untuk partikel atau tetesan yang lunak, seperti butiran lemak dalam susu. Namun, halaman ini mencatat bahwa homogenizer bertekanan tinggi dapat memiliki keterbatasan saat memproses bahan yang keras, abrasif, berserat, atau bertekstur benang karena kecepatan cairan yang tinggi dan lubang katup yang kecil menyebabkan keausan serta mengurangi masa pakai pompa atau katup.
Homogenizer ultrasonik bekerja dengan cara yang berbeda. Alih-alih memaksa bahan melewati lubang katup yang kecil, alat ini menyalurkan energi mekanis ke dalam cairan melalui sonotrode yang bergetar. Hal ini menimbulkan kavitasi langsung di dalam medium proses.
Keuntungan dari Homogenizer Ultrasonik
- Tidak ada lubang katup yang kecil yang mudah tersumbat
- Cocok untuk bahan abrasif dan berserat
- Penyesuaian intensitas proses yang mudah
- Opsi pemrosesan batch dan berkelanjutan
- Jumlah komponen yang bersentuhan dengan cairan dan bergerak relatif sedikit
- Penguraian agregat partikel yang efisien dan pengurangan ukuran tetesan
- Skalabilitas yang tinggi, mulai dari uji laboratorium hingga tahap produksi
Homogenizer Ultrasonik untuk Skala Laboratorium, Percontohan, dan Industri
Hielscher menyediakan homogenizer ultrasonik untuk berbagai volume proses dan kapasitas produksi. Homogenizer ultrasonik laboratorium digunakan untuk persiapan sampel dalam skala kecil, pengujian formulasi, pengolahan sampel biologis, dan R&D. Alat ultrasonik tipe pilot dan industri digunakan untuk pengembangan proses, peningkatan skala, produksi, serta pemrosesan inline berkelanjutan.
Halaman ini menyajikan rentang kapasitas yang luas: homogenizer ultrasonik laboratorium dapat memproses volume mulai dari sekitar 1,5 mL hingga 5 L, sedangkan homogenizer ultrasonik industri dapat memproses batch mulai dari sekitar 0,5 hingga 2.000 L atau laju aliran mulai dari 0,1 L hingga 20 m³ per jam.
| Kelas Homogenizer | Paling cocok untuk | Aplikasi Khas |
|---|---|---|
| Homogenizer Laboratorium | Alat sonikasi probe kompak untuk sampel kecil, pekerjaan laboratorium, R&D, serta pengembangan formulasi. | Persiapan sampel, penghancuran sel, ekstraksi DNA, RNA, dan protein, emulsi dalam skala kecil, dispersi nanopartikel, penyaringan formulasi, dan uji kelayakan. |
| Homogenizer Skala Percobaan | Sistem uji coba untuk pengembangan proses, studi peningkatan skala, optimalisasi parameter, dan produksi uji coba. | Optimasi amplitudo, masukan energi, waktu, dan suhu; pengembangan parameter penskalaan; pengujian aliran kontinu; produksi percobaan skala kecil; serta validasi aspek ekonomi proses. |
| homogenizer industri | Sistem ultrasonik industri untuk pemrosesan skala besar, produksi berkelanjutan, dan manufaktur berkapasitas tinggi. | Produksi berkelanjutan, homogenisasi dalam skala besar, dispersi volume tinggi, emulsifikasi inline, penggilingan basah, intensifikasi proses, dan produksi 24 jam sehari, 7 hari seminggu. |
Memilih Homogenizer Ultrasonik yang Tepat
Pemilihan homogenizer ultrasonik terbaik bergantung pada tujuan proses dan sifat bahan. Untuk mendapatkan rekomendasi peralatan yang tepat, pertimbangkan parameter-parameter berikut:
- Volume sampel atau batch
- Laju aliran kontinu
- Viskositas cairan
- Konten yang substansial
- Kekerasan partikel
- Ukuran partikel atau tetesan awal
- Ukuran partikel atau tetesan yang ditargetkan
- Sensitivitas terhadap suhu
- Waktu pemrosesan yang diperlukan
- Kebutuhan akan pendinginan atau pengendalian tekanan
- Operasi batch, sirkulasi ulang, atau satu kali lewat secara inline
- Persyaratan pembersihan dan kesesuaian bahan
Kami dapat merekomendasikan homogenizer ultrasonik, sonotrode, booster, sel aliran, dan sistem pendingin yang sesuai berdasarkan parameter proses tersebut.
Mengapa Memilih Homogenizer Ultrasonik Hielscher?
Homogenizer ultrasonik Hielscher dirancang untuk menghasilkan kavitasi yang andal, pengendalian proses yang konsisten, dan masa pakai yang panjang. Sistem ini dirancang untuk digunakan di laboratorium, pabrik percobaan, dan lingkungan industri.
Halaman yang ada menyebutkan bahwa ultrasonikator Hielscher dikendalikan berdasarkan amplitudo, yang berarti amplitudo yang dipilih tetap terjaga selama proses pengoperasian. Halaman tersebut juga menekankan bahwa parameter sonikasi yang konsisten memastikan hasil yang seragam dan dapat diulang, yang sangat penting bagi kualitas produk dan perluasan skala produksi.
Keunggulan Sonicator Hielscher:
- Prosesor ultrasonik berkinerja tinggi, mulai dari skala laboratorium hingga skala industri
- Kontrol Amplitudo yang Tepat
- Daya, waktu, suhu, dan tekanan yang dapat disesuaikan
- Batch dan pengolahan inline
- Sonotrode dan sel aliran yang kokoh
- Jumlah bagian yang bersentuhan dengan cairan sedikit dan mudah dibersihkan
- Cocok untuk bahan abrasif, berserat, dan berkadar padatan tinggi
- Sistem industri untuk operasi 24 jam sehari, 7 hari seminggu
- Konsultasi proses dan dukungan aplikasi
- Kualitas desain dan produksi Jerman
Tabel di bawah ini menunjukkan rekomendasi umum mengenai perangkat berdasarkan volume batch atau laju aliran yang akan diproses. Klik pada model sonicator untuk mendapatkan informasi lebih lanjut mengenai masing-masing homogenizer ultrasonik.
| Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
|---|---|---|
| 0.5 untuk 1.5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 hingga 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
| 15 hingga 150L | 3 hingga 15L / mnt | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
| n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Ultrasonik Homogenizers untuk Jaringan
Selain persiapan dispersi dan emulsi, homogenizer ultrasonik mapan dalam bioteknologi, biologi seluler dan molekuler, dan ilmu kehidupan untuk lisis dan fraksinasi sel, gangguan jaringan, ekstraksi senyawa intraseluler serta pemotongan DNA, RNA, dan kromatin. Homogenizer ultrasonik tersedia untuk persiapan sampel volume kecil (0,1mL) hingga volume yang sangat besar untuk proses industri (misalnya ekstraksi senyawa bioaktif untuk pembuatan suplemen).
Untuk mengganggu jaringan dengan homogenizer ultrasonik, larutan penyangga isotonik digunakan untuk menghentikan kerusakan osmotik. Homogenizer ultrasonik Hielscher dilengkapi dengan sensor suhu dan pengaturan kontrol suhu, yang memungkinkan untuk menjaga sampel dalam kisaran suhu yang terkontrol dengan baik.
Untuk detail lebih lanjut tentang homogenizer jaringan ultrasonik, klik di sini!
Pertanyaan yang Sering Diajukan: Homogeniser Ultrasonik
Apa itu homogenizer ultrasonik?
Homogenizer ultrasonik adalah perangkat ultrasonik berdaya tinggi yang digunakan untuk mencampur, mendispersikan, mengemulsikan, memecah agregat, menghancurkan, atau menghaluskan partikel dan tetesan dalam cairan. Perangkat ini menggunakan probe getar untuk menghasilkan kavitasi akustik dalam cairan.
Bagaimana cara kerja homogenisasi ultrasonik?
Homogenisasi ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip kavitasi akustik. Gelombang ultrasonik berintensitas tinggi menghasilkan gelembung-gelembung mikroskopis yang meledak dengan dahsyat. Hal ini menghasilkan gaya geser, turbulensi, dan tabrakan partikel yang memperkecil ukuran partikel atau tetesan serta meningkatkan keseragaman campuran.
Untuk apa homogenizer ultrasonik digunakan?
Homogenizer ultrasonik digunakan untuk dispersi, emulsifikasi, nanoemulsifikasi, penggilingan basah, pengurangan ukuran partikel, lisis sel, penghancuran jaringan, penghilangan gas, ekstraksi, dan reaksi sonokimia.
Apa perbedaan antara homogenizer ultrasonik dan sonikator probe?
Istilah-istilah tersebut sering digunakan untuk jenis peralatan yang sama. Sonicator probe adalah homogenizer ultrasonik yang mentransfer gelombang ultrasonik secara langsung ke dalam cairan melalui probe atau sonotrode.
Apakah homogenizer ultrasonik dapat menghasilkan nanoemulsi?
Ya. Homogenizer ultrasonik banyak digunakan untuk membuat emulsi halus dan nanoemulsi dengan cara mengurangi ukuran tetesan serta meningkatkan distribusi tetesan dalam sistem minyak-air atau air-minyak.
Apakah homogenizer ultrasonik dapat mendispersikan nanopartikel?
Ya. Homogenizer ultrasonik sangat efektif untuk mendispersikan nanopartikel dan memecah gumpalan partikel dalam cairan. Alat ini digunakan untuk bahan-bahan seperti silika, pigmen, grafit, grafen, CNT, oksida logam, keramik, dan katalis.
Apakah homogenizer ultrasonik cocok untuk bahan abrasif?
Ya. Homogenizer ultrasonik cocok untuk banyak partikel abrasif atau keras karena tidak bergantung pada lubang katup kecil seperti halnya homogenizer bertekanan tinggi. Halaman Hielscher saat ini secara khusus menyebutkan bahwa bahan-bahan abrasif seperti pigmen, media pemoles, dan oksida logam merupakan tantangan bagi homogenizer bertekanan tinggi.
Apakah homogenizer ultrasonik dapat memproses cairan kental?
Ya. Homogenizer ultrasonik dapat memproses berbagai cairan kental dan bubur. Konfigurasi yang optimal bergantung pada viskositas, bentuk wadah, laju aliran, ukuran sonotrode, dan kebutuhan pendinginan.
Apakah homogenisasi ultrasonik dapat ditingkatkan skalanya?
Ya. Homogenisasi ultrasonik dapat diterapkan mulai dari uji laboratorium hingga produksi skala percobaan dan industri. Hielscher menyediakan homogenizer ultrasonik untuk volume sampel kecil, produksi dalam jumlah besar, serta pemrosesan inline berkelanjutan.
Parameter apa saja yang memengaruhi proses homogenisasi ultrasonik?
Parameter-parameter penting meliputi amplitudo, waktu sonikasi, input energi, suhu, tekanan, volume cairan, laju aliran, viskositas, konsentrasi partikel, dan geometri sonotrode.
Apakah homogenisasi ultrasonik dapat diulang?
Ya, ketika parameter proses dikendalikan. Homogenizer ultrasonik Hielscher dilengkapi dengan pengaturan amplitudo, yang memastikan kondisi sonikasi yang dapat diulang dan hasil yang konsisten.
Homogenizer ultrasonik Hielscher mana yang sebaiknya saya pilih?
Model yang tepat bergantung pada volume sampel, laju aliran, viskositas, konsentrasi padatan, ukuran partikel atau tetesan yang diinginkan, serta apakah prosesnya bersifat batch atau inline. Pengguna di laboratorium umumnya memilih ultrasonikator berukuran ringkas, sedangkan pengguna industri memilih sistem berdaya tinggi yang dilengkapi sel aliran atau reaktor.
Literatur / Referensi
-
1000hd
- Badgujar, N.P.; Bhoge, Y.E.; Deshpande, T.D.; Bhanvase, B.A.; Gogate, P.R.; Sonawane, S.H.; Kulkarni, R.D. (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment ; Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- 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.
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
7 homogenizer ultrasonik UIP1000hdT (7 unit daya ultrasonik 1 kW) yang dipasang dalam konfigurasi cluster untuk pemrosesan industri berkapasitas tinggi
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.