Mixer Batch Ultrasonik High-Shear untuk Laboratorium & Skala Produksi

Pembasahan, hidrasi, homogenisasi, penggilingan, dispersi, emulsifikasi, dan pelarutan merupakan aplikasi umum untuk mixer batch ultrasonik high-shear dari Hielscher. Pencampuran batch ultrasonik dilakukan pada kecepatan tinggi dengan hasil yang andal dan dapat diulang, sehingga menghasilkan hasil proses yang luar biasa pada skala laboratorium, meja kerja, maupun produksi komersial penuh. Homogenizer batch serbaguna dari Hielscher menawarkan pencampuran berkecepatan tinggi untuk campuran padat/cair dan cair/cair yang seragam, sehingga memenuhi standar kualitas produk tertinggi.

Pencampuran Batch Berkecepatan Tinggi dengan Ultrasonik: Intensifikasi Proses dengan Gaya Geser Tinggi

• Penyebaran cepat: Penguraian agregat partikel sub-mikron secara instan & bahan nano.
• Pemrosesan Serbaguna: Sangat cocok untuk cairan berviskositas tinggi, pasta, dan bahan abrasif.
• Peningkatan skala linier: Hasil yang sepenuhnya dapat direproduksi, mulai dari tahap laboratorium hingga produksi massal.
• Hemat Energi: Konsumsi energi yang lebih rendah dibandingkan dengan teknologi pesaing.

High Speed Batch Mixing dengan Ultrasound High Shear Forces

Pencampuran batch dengan gaya geser tinggi menggunakan ultrasonik merupakan kemajuan signifikan dibandingkan teknologi konvensional seperti pencampur rotor-stator, pencampur jet, dan sistem UltraTurrax, yang menawarkan efisiensi proses dan kualitas produk yang lebih unggul. Sementara metode tradisional mengandalkan geser mekanis, pencampur ultrasonik memanfaatkan gelombang suara berenergi tinggi untuk memicu kavitasi akustik, sehingga menciptakan lingkungan pencampuran mikro yang unik yang ditandai oleh kondisi lokal yang ekstrem. Fenomena ini menghasilkan gelombang kejut dan semburan cairan berkecepatan tinggi yang mencapai hingga 280 m/s, yang memberikan pengadukan mikro intens yang diperlukan untuk pembasahan bubuk secara cepat, deaglomerasi instan partikel sub-mikron dan nano, serta pembentukan emulsi yang sangat homogen.
Selain keunggulan dalam proses pencampuran skala mikro ini, sistem ultrasonik juga jauh lebih hemat energi, mampu menangani bahan-bahan abrasif dengan mudah, serta memungkinkan proses pembersihan yang cepat dan tanpa merusak (CIP/SIP), sehingga menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi industri yang menuntut.

Siapa yang Sebaiknya Menggunakan Pencampuran Batch Ultrasonik High-Shear?

Proses pencampuran batch ultrasonik dengan gaya geser tinggi sangat ideal bagi produsen, perumus formula, dan R&D&Tim D di berbagai sektor industri di mana presisi, konsistensi, dan dispersi cepat merupakan hal yang mutlak. Hal ini sangat bermanfaat bagi perusahaan yang memproses bahan nano dan sub-mikron, pasta berviskositas tinggi, bubur abrasif, atau formulasi padat-cair dan cair-cair yang kompleks. Industri seperti kosmetik, farmasi, bahan canggih, dan makanan & minuman, cat & Lapisan pelapis, bahan kimia khusus, dan nanoteknologi mengandalkan teknologi ini untuk mencapai pencelupan bubuk secara instan, emulsi yang seragam, serta pengurangan ukuran partikel yang konsisten tanpa degradasi termal. Jika proses Anda menuntut hasil yang dapat direproduksi, penskalaan yang sepenuhnya linier dari laboratorium ke produksi, serta konsumsi energi yang lebih rendah dibandingkan dengan sistem rotor-stator tradisional, pencampuran batch ultrasonik dengan geser tinggi dirancang untuk memenuhi spesifikasi Anda secara tepat.

kavitasi akustik – Prinsip Kerja Gaya Geser Ultrasonik dan Pencampuran

Ketika gelombang ultrasonik berenergi tinggi disalurkan ke dalam cairan dan suspensi, siklus tekanan tinggi/rendah yang bergantian (misalnya 20.000 siklus per detik pada frekuensi 20 kHz) menghasilkan gelembung vakum atau rongga di dalam cairan. Gelembung-gelembung ini membesar selama beberapa siklus hingga akhirnya runtuh secara dahsyat karena tidak mampu menyerap energi lebih lanjut. Selama ledakan gelembung tersebut, kondisi ekstrem secara lokal tercipta: suhu hingga 5.000 K, tekanan hingga 2.000 atm, dan semburan cairan dengan kecepatan hingga 280 m/s. Fenomena ini disebut kavitasi. Kavitasi ultrasonik telah berhasil diterapkan untuk memenuhi berbagai aplikasi pencampuran, penggilingan, dan penghancuran, misalnya untuk memproses koloid, bubuk, cairan, minyak, gemuk, resin, epoksi, pasta pigmen, tinta, cat, silikon, krim, gel, polimer, uretan, dan banyak lagi.
 

Pencampuran ultrasonik didasarkan pada kavitasi akustik dan gaya geser hidrodinamik yang dihasilkannya.

Mengapa Ultrasonics? – Pengendalian Proses secara Keseluruhan

Ultrasonik pencampuran memungkinkan Anda untuk mengontrol semua parameter proses yang penting dengan tepat. Hal ini sangat penting untuk mencapai hasil yang optimal proses sementara operasi paling efisien.

• Amplitudo Ultrasonik:

Perpindahan area horizontal pada sonotrode (ultrasonik horn / probe) dapat disesuaikan dengan persyaratan proses dengan pengaturan daya perangkat ultrasonik, pemilihan sonotrode dan penggunaan booster horn.

• Tekanan:

Penerapan tekanan pada proses sonikasi berfungsi untuk mengintensifkan proses tersebut, dan dikenal sebagai manosonikasi (MS). Kavitasi ultrasonik di bawah tekanan tinggi menjadi semakin intens dan dahsyat. Oleh karena itu, Hielscher menawarkan reaktor batch tertutup yang dapat diberi tekanan.

• Durasi Sonikasi:

Secara umum, semakin lama durasi sonikasi, semakin terlihat kemajuan dalam proses tersebut, misalnya dalam hal pengurangan ukuran, dispersi, dan sebagainya. – asalkan intensitas yang cukup diterapkan untuk mempengaruhi proses dari media.

• Suhu:

Ultrasonik adalah teknik pemrosesan mekanis non-termal. Namun, berdasarkan hukum termodinamika, energi yang disalurkan ke dalam materi pada akhirnya akan berubah menjadi panas. Namun, efisiensi energi yang luar biasa dari sonikator Hielscher memastikan bahwa hingga 90% energi dari sumber daya akan diubah menjadi gelombang ultrasonik dan disalurkan ke dalam medium proses.

• Viskositas:

Viskositas media proses merupakan faktor penting dalam pemrosesan ultrasonik. Untuk aplikasi seperti pengurangan ukuran partikel, penggilingan, dan dispersi, tabrakan antarpartikel yang disebabkan oleh gelombang kejut kavitasi merupakan salah satu efek proses utama yang menyebabkan pecahnya partikel; oleh karena itu, beban partikel yang tinggi sangat menguntungkan.

Mari Kita Rancang Solusi Pencampuran yang Ideal untuk Anda!

Untuk mengetahui kondisi proses yang optimal (= hasil terbaik dengan input energi minimal yang dibutuhkan), parameter yang disebutkan di atas harus ditetapkan sesuai dengan tujuan proses yang ditargetkan.
Pengujian kelayakan dan optimalisasi proses dapat dilakukan dengan mudah dalam skala laboratorium dan skala meja. Semua hasil yang diperoleh dapat direproduksi secara tepat dan ditingkatkan secara linier hingga skala produksi. Hielscher Ultrasonics menawarkan layanan konsultasi profesional serta laboratorium proses yang dilengkapi secara lengkap, di mana kami dapat mengoptimalkan proses bersama Anda atau atas nama Anda!
Hielscher adalah ahli Anda untuk solusi proses ultrasonik. Hubungi kami hari ini, kami senang untuk merekomendasikan unit yang sesuai untuk Anda serta memberi soulusi aplikasi yang Anda butuhkan!

Literatur / Referensi