Celle di flusso e reattori in linea per gli ultrasuonatori da laboratorio

Gli omogeneizzatori a ultrasuoni da laboratorio possono essere utilizzati per il trattamento in batch e in linea di liquidi e fanghi. Le applicazioni tipiche comprendono l'omogeneizzazione, la dispersione, l'emulsificazione, la dissoluzione e le reazioni sionochimiche. Per la sonicazione continua in linea, sono disponibili celle di flusso e reattori in linea di varie dimensioni e geometrie.

Lavorazione in linea a ultrasuoni su scala di laboratorio

I reattori a celle di flusso per omogeneizzatori a ultrasuoni sono ben noti e ampiamente utilizzati per il trattamento di grandi volumi nella produzione industriale. Tuttavia, anche per il trattamento di volumi più piccoli su scala di laboratorio e da banco, l'uso di celle a flusso a ultrasuoni offre diversi vantaggi. Le celle a flusso ultrasonico consentono di ottenere risultati di lavorazione uniformi, poiché il materiale passa nello spazio ristretto della camera della cella a flusso in modo definito. I fattori di sonicazione come il tempo di ritenzione, la temperatura di processo e il numero di passaggi possono essere controllati con precisione, in modo da raggiungere gli obiettivi in modo affidabile.
Le celle a flusso e i reattori in linea Hielscher sono dotati di camicie di raffreddamento per mantenere una temperatura di processo ottimale. I reattori a celle di flusso sono disponibili in varie dimensioni e geometrie per soddisfare i requisiti specifici del processo.
Utilizzando un ultrasuonatore da laboratorio in combinazione con un reattore a cella a flusso, è possibile elaborare volumi di campione più grandi senza bisogno di molta manodopera. Utilizzando una configurazione a celle di flusso a ultrasuoni, il liquido viene pompato nel reattore a ultrasuoni in acciaio inossidabile o vetro. Nella cella a flusso, il liquido o lo slurry viene esposto a una sonicazione regolabile con precisione. Tutto il materiale passa attraverso la zona di cavitazione sotto il sonotrodo e subisce un trattamento ultrasonico uniforme. Dopo il passaggio attraverso la zona di cavitazione, il liquido raggiunge l'uscita della cella di flusso. A seconda del processo, il trattamento a ultrasuoni a flusso continuo può essere eseguito come trattamento a passaggio singolo o multiplo. Per mantenere una certa temperatura di processo vantaggiosa, ad esempio per evitare la degradazione di materiali sensibili al calore durante la sonicazione, i reattori delle celle a flusso sono rivestiti per migliorare la dissipazione del calore.
Da piccoli a grandi volumi: I risultati del processo possono essere scalati linearmente da piccoli volumi trattati in laboratorio e su banco fino a produzioni molto grandi su scala industriale. Gli ultrasuonatori Hielscher sono disponibili per qualsiasi volume, dai microlitri ai galloni.
Le celle a flusso Hielscher sono completamente autoclavabili e adatte all'uso con la maggior parte delle sostanze chimiche.

Per saperne di più sul nostro laboratorio e omogeneizzatori industriali a ultrasuoni!

Dispositivi di laboratorio a ultrasuoni e celle di flusso

Di seguito sono riportati i nostri dispositivi da laboratorio a ultrasuoni con le celle di flusso e i sonotrodi corrispondenti
UP400ST (24kHz, 400W):
I sonotrodi S24d14D, S24d22D e S24d22L2D sono dotati di un O-ring di tenuta. I sonotrodi S24d14D e S24d22D sono compatibili con la cella a flusso FC22K (acciaio inox, con camicia di raffreddamento).

UP200ST (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
I sonotrodi S24d2D e S24d7D sono dotati di un O-ring di tenuta e sono compatibili con le celle a flusso FC7K (acciaio inossidabile, con camicia di raffreddamento) e FC7GK (cella a flusso in vetro, con camicia di raffreddamento).

UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
Sia per l'UP50H che per l'UP100H è possibile utilizzare gli stessi modelli di sonotrodi e celle a flusso. I sonotrodi MS7 e MS7L2 sono dotati di una guarnizione che li rende adatti all'uso con le celle a flusso D7K (acciaio inossidabile) e GD7K (cella a flusso in vetro, con camicia di raffreddamento).

Come ottimizzare le condizioni operative nelle celle a flusso ultrasonico

Hielscher Ultrasonics offre un'ampia gamma di celle a flusso a ultrasuoni e di reattori sionochimici. Il design della cella a flusso (cioè la geometria e le dimensioni della cella a flusso) e il sonotrodo devono essere scelti in base al liquido o al fango e ai risultati del processo desiderato.
La tabella seguente mostra i parametri più importanti che influenzano le condizioni degli ultrasuoni nella cella a flusso.

• Temperatura: Le celle di flusso con camicie di raffreddamento aiutano a mantenere la temperatura di lavorazione desiderata. Le temperature elevate, vicine al punto di ebollizione specifico del fluido, riducono l'intensità della cavitazione, poiché la densità del liquido diminuisce.
• Pressione: La pressione è un parametro che intensifica la cavitazione. La pressurizzazione della cella a flusso ultrasonico determina un aumento della densità del fluido e quindi una maggiore cavitazione acustica. Le celle a flusso Hielscher da laboratorio possono essere pressurizzate fino a 1 barg, mentre per le celle a flusso e i reattori industriali Hielscher è possibile applicare fino a 300atm (circa 300 barg).
• Viscosità del liquido: La viscosità di un liquido è un fattore importante quando si tratta di un impianto a ultrasuoni in linea. Le celle a flusso da laboratorio di piccole dimensioni sono preferibilmente utilizzate con fluidi a bassa viscosità, mentre le celle a flusso industriali Hielscher sono adatte per materiali a bassa o alta viscosità, comprese le paste.
• Composizione del liquido: Gli effetti della viscosità del liquido sono stati descritti in precedenza. Se il liquido trattato non contiene solidi, il pompaggio e l'alimentazione sono semplici e le proprietà del flusso sono prevedibili. Quando si tratta di impasti contenenti solidi, come particelle e fibre, la forma della cella di flusso deve essere scelta tenendo conto delle dimensioni delle particelle o della lunghezza delle fibre. La giusta geometria della cella a flusso facilita il flusso di fluidi carichi di solidi e garantisce una sonicazione omogenea.
• Gas disciolti: I liquidi immessi in una cella a flusso ultrasonico non devono contenere elevate quantità di gas disciolti, poiché le bolle di gas interferiscono con la generazione della cavitazione acustica e delle sue caratteristiche bolle di vuoto.

I reattori a flusso ultrasonico su piccola e grande scala sono molto diffusi nella ricerca, nella R&D e dell'industria, in quanto consentono di studiare e controllare i meccanismi e gli effetti dei processi a ultrasuoni ad alta potenza. Pertanto, le celle a flusso e i reattori in linea a ultrasuoni sono stati implementati per varie applicazioni nei processi biologici, farmaceutici e chimici. – su scala di laboratorio, pilota e industriale.
Gli omogeneizzatori, i sonotrodi e le celle a flusso di Hielscher Ultrasonics sono disponibili in varie versioni per creare la configurazione ideale per il processo a ultrasuoni. Il nostro personale esperto vi consiglierà la configurazione ottimale dell'apparecchiatura per i vostri obiettivi di processo!

La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori: