Hielscher Cascatrode – Sonda di sonicazione ad ampia superficie

Le Hielscher Cascatrodes™ sono sonotrodi (sonde a ultrasuoni) appositamente progettati per una sonicazione efficace a livelli elevati di potenza ultrasonica con intensità di sonicazione basse o medie – tipicamente inferiori a 60W/cm² e con un’ampiezza inferiore a 60 micron.

Hielscher ha sviluppato la Cascatrode™ per applicazioni di trattamento industriale. Le Cascatrodes™ sono disponibili per tutti i processori a ultrasuoni industriali – da UIP500hdT (0,5kW), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5kW) e UIP2000hdT (2kW) fino al dispositivo a ultrasuoni più potente al mondo, UIP16000 (16kW).

Durante lo sviluppo o la sperimentazione di nuovi processi di sonicazione, quali: emulsificazione, dispersione, omogeneizzazione, disgregazione cellulare ed estrazione, deagglomerazione, o degasaggio constaterete che determinati parametri di sonicazione sono più adatti al processo rispetto ad altri.

Senza modificare la potenza erogata, potete variare l’intensità di sonicazione: potete concentrare la potenza erogata su una superficie ridotta ad alta intensità (W/cm² elevati) oppure accoppiare l’energia al mezzo utilizzando un’ampia superficie a intensità inferiori (W/cm² bassi). L’intensità aumenta all’aumentare dell’ ampiezza di sonicazione, della pressione del liquido o della viscosità e diminuisce all’aumentare della temperatura. Una volta individuata una configurazione ottimale dei parametri per il vostro processo, dovrete mantenere questa configurazione costante durante il passaggio a una scala maggiore. Durante il passaggio a una scala maggiore, non dovreste modificare l’ampiezza e la pressione di sonicazione. In questo modo, mantenete l’intensità di sonicazione – ossia la potenza ultrasonica erogata per unità di superficie (Watts/cm²) – costante. Di conseguenza, è necessaria una maggiore superficie del sonotrodo per accoppiare più potenza a una data intensità superficiale – si tratta di una correlazione lineare.

Hielscher offre un’ampia gamma di sonotrodi (=sonde di sonicazione) per i propri dispositivi a ultrasuoni. Generalmente, i sonotrodi variano per diametro della punta per offrire superfici della punta di diversa estensione. Le superfici verticali di un sonotrodo sono generalmente trascurabili ai fini della trasmissione della potenza, poiché la loro ampiezza di oscillazione diretta verso il mezzo liquido è molto bassa. Il design della Cascatrode™ è diverso, poiché aggiunge superfici orizzontali a forma di anello alla superficie della punta. Ogni anello è posizionato in corrispondenza di uno dei massimi di oscillazione del sonotrodo. Questi anelli consentono di aumentare significativamente la superficie vibrante che accoppia gli ultrasuoni al mezzo da sottoporre a sonicazione – permettendo di accoppiare al liquido una maggiore potenza ultrasonica a una data intensità superficiale. La Cascatrode™ consente di trasmettere un’elevata potenza ultrasonica ad ampiezze elevate nel mezzo trattato.

Le Hielscher Cascatrodes™ sono disponibili in diverse lunghezze e diametri e con un numero variabile di anelli – progettate per adattarsi all’intensità del processo e alla specifica applicazione a ultrasuoni. Poiché vengono utilizzate per processi ad alta potenza e con grandi volumi, le Cascatrodes™ sono installate prevalentemente in sistemi a flusso continuo. Possono essere abbinate a reattori con cella di flusso che consentono un trattamento in linea efficiente su scala industriale.