Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Dispersione e deagglomerazione ad ultrasuoni

La dispersione e la deagglomerazione di solidi in liquidi è un'importante applicazione dei dispositivi ad ultrasuoni. La cavitazione ad ultrasuoni genera un alto taglio che rompe gli agglomerati di particelle in singole particelle disperse.

La miscelazione di polveri nei liquidi è un passo comune nella formulazione di vari prodotti, come le vernici, Inchiostroshampoo, shampoo, bevande o mezzi di lucidatura. Le singole particelle sono tenute insieme da forze di attrazione di varia natura fisica e chimica, comprese le forze di van der Waals e la tensione superficiale del liquido. Questo effetto è più forte per liquidi ad alta viscosità, come polimeri o resine. Le forze di attrazione devono essere superate per deagglomerare e disperdere le particelle in mezzi liquidi.

L'applicazione di sollecitazioni meccaniche rompe gli agglomerati di particelle a parte. Inoltre, il liquido viene premuto tra le particelle. Diverse tecnologie sono comunemente utilizzate per la dispersione delle polveri nei liquidi. Ciò include omogeneizzatori ad alta pressione, agitatori a sfere, mulini a getto d'urto e miscelatori-statore-rotore.

L'ecografia ad alta intensità è un'interessante alternativa a queste tecnologie. Nel caso di liquidi sonori, le onde sonore che si propagano nel fluido liquido provocano l'alternanza di cicli ad alta (compressione) e bassa pressione (rarefazione). Ciò comporta una sollecitazione meccanica sulle forze elettrostatiche di attrazione (ad es. forze di van der Waals). Cavitazione ad ultrasuoni nei liquidi provoca getti di liquidi ad alta velocità fino a 1000km/h (circa 600 mph). Tali getti pressano il liquido ad alta pressione tra le particelle e li separano l'uno dall'altro. Le particelle più piccole vengono accelerate con i getti di liquido e si scontrano ad alta velocità. Questo rende l'ultrasuono un mezzi efficaci per la dispersione e deagglomerazione, ma anche per la fresatura e macinazione fine di micron-size e dimensione inferiore al micron particelle.

La dispersione ultrasonica e la deagglomerazione di particelle di polvere genera particelle singole disperse.

Disperdente e Deagglomeration in Qualsiasi Scala

Hielscher è in grado di offrire dispositivi ad ultrasuoni per il trattamento di inchiostri di qualsiasi volume per batch o inline elaborazione. I dispositivi ad ultrasuoni più piccoli quindi da laboratorio vengono utilizzati per i volumi compresi tra i 1,5 mL e i 2 litri circa. I dispositivi ad ultrasuoni più grandi, idonei dunque a una produzione di tipo industriale vengono utilizzati nel processo di sviluppo e di produzione per lotti compresi tra i 0,5 e i 2000 L o portate da 0,1 L a 20m³ all'ora. Grazie a prove di laboratorio sarà possibile selezionare con precisione le dimensioni dell'attrezzatura necessaria.

Nella tabella seguente sono riportate le raccomandazioni generali dei dispositivi a seconda del volume del batch o della portata da elaborare. Fare clic sul tipo di dispositivo per ottenere maggiori informazioni su ogni dispositivo.

Volume di batch Portata Dispositivi raccomandati
0,5-1,5 mL n.a. VialTweeter
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400S
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP1000hd, UIP2000hd
10 - 100L 2 - 10L/min UIP4000
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. più grande cluster di UIP16000

Facile da scalare

A differenza di altre tecnologie di dispersione, l'ultrasuoni può essere produzione su scala industriale dal laboratorio alle dimensioni della produzione. Le prove di laboratorio permetteranno di selezionare con precisione le dimensioni dell'apparecchiatura richiesta. Quando viene utilizzato nella scala finale, il parametro i risultati del processo sono identici ai risultati di laboratorio.

Robusto e Facile da Pulire

Reattore a celle a flusso ultrasonico in acciaio inossidabile per la sonicazione di liquidi.Un reattore ad ultrasuoni è composto da una cella di flusso e dal sonotrodo. Questa è l'unica parte soggetta a usura ma può essere facilmente sostituita in pochi minuti. Grazie alle flange oscillanti è possibile montare il sonotrodo in contenitori pressurizzabili aperti o chiusi, o in celle di flusso in qualsiasi orientamento. I cuscinetti non sono necessari. Le celle di flusso sono generalmente realizzate in acciaio inox e hanno geometrie semplici in modo tale da essere facilmente smontati e pulite. Non esistono piccoli orifizi o angoli nascosti.

Pulitore ad Ultrasuoni in Loco

L'intensità degli ultrasuoni utilizzata per le applicazioni di dispersione è molto superiore rispetto all’intensità impiegata per le tipiche applicazioni di pulizia. Dunque la potenza degli ultrasuoni può essere implementata nel processo di pulizia durante il momento del lavaggio e del risciacquo, poiché la cavitazione ad ultrasuoni è in grado di rimuovere particelle e residui liquidi dal sonotrodo e dalle pareti della cellula di flusso.


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