Celle di flusso e reattori in linea per sonicatori da laboratorio

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

Trattamento a ultrasuoni in linea su scala di laboratorio

I reattori a cella di flusso per omogeneizzatori a ultrasuoni sono ben noti e ampiamente utilizzati per il trattamento di grandi volumi nella produzione industriale. Tuttavia, l’impiego di celle di flusso a ultrasuoni offre diversi vantaggi anche per il trattamento di volumi più piccoli su scala di laboratorio e con apparecchiature da banco. Le celle di flusso a ultrasuoni consentono di ottenere risultati di trattamento uniformi, poiché il materiale attraversa lo spazio confinato della camera della cella di flusso in modo definito. I fattori della sonicazione, quali il tempo di permanenza, la temperatura di processo e il numero di passaggi, possono essere controllati con precisione, così da raggiungere gli obiettivi in modo affidabile.
Le celle di flusso e i reattori in linea Hielscher sono dotati di camicie di raffreddamento per mantenere la temperatura di processo ottimale. I reattori a cella di flusso sono disponibili in varie dimensioni e geometrie per soddisfare requisiti di processo specifici.
Utilizzando un sonicatore da laboratorio in combinazione con un reattore a cella di flusso, è possibile trattare volumi di campione maggiori con un impegno limitato del personale. In una configurazione con cella di flusso a ultrasuoni, il liquido viene pompato nel reattore a ultrasuoni in acciaio inossidabile o vetro. Nella cella di flusso, il liquido o la sospensione sono sottoposti a una sonicazione regolabile con precisione. Tutto il materiale attraversa la zona di massima attività cavitazionale sotto il sonotrodo e riceve un trattamento a ultrasuoni 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 in flusso può essere eseguito con uno o più passaggi. Per mantenere una determinata temperatura favorevole al processo, ad esempio per prevenire la degradazione di materiale termosensibile durante la sonicazione, i reattori a cella di flusso sono dotati di camicie per migliorare la dissipazione del calore.
Dai piccoli ai grandi volumi: I risultati del processo possono essere trasferiti linearmente su scala maggiore, passando dai piccoli volumi trattati in laboratorio e con apparecchiature da banco a capacità di trattamento molto elevate su scala di produzione industriale. I sonicatori Hielscher sono disponibili per qualsiasi volume, dai microlitri ai galloni.
Le celle di flusso Hielscher sono completamente sterilizzabili in autoclave e adatte all’impiego con la maggior parte delle sostanze chimiche.

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Dispositivi a ultrasuoni da laboratorio e celle di flusso

Di seguito trovate i nostri dispositivi a ultrasuoni da laboratorio con le celle di flusso e i sonotrodi corrispondenti
UP400ST (24kHz, 400W):
I sonotrodi S24d14D, S24d22D e S24d22L2D sono dotati di una guarnizione O-ring. I sonotrodi dei tipi S24d14D e S24d22D sono compatibili con la cella di flusso FC22K (in acciaio inossidabile, con camicia di raffreddamento).

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

UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
Per UP50H e UP100H si possono utilizzare gli stessi modelli di sonotrodi e celle di flusso. I sonotrodi MS7 e MS7L2 sono dotati di una guarnizione che li rende adatti all’impiego con le celle di flusso D7K (in acciaio inossidabile) e GD7K (cella di flusso in vetro, con camicia di raffreddamento).

Come ottimizzare le condizioni operative nelle celle di flusso a ultrasuoni

Hielscher Ultrasonics offre una varietà di celle di flusso a ultrasuoni e reattori sonochimici. La configurazione della cella di flusso (ossia la sua geometria e le sue dimensioni) e il sonotrodo devono essere scelti in funzione del liquido o della sospensione e dei risultati di processo desiderati.
La tabella seguente mostra i parametri più importanti che influenzano le condizioni degli ultrasuoni nella cella di flusso.

• Temperatura: Le celle di flusso con camicie di raffreddamento aiutano a mantenere la temperatura di trattamento desiderata. Temperature elevate, prossime al punto di ebollizione specifico del fluido, determinano una diminuzione dell’intensità della cavitazione, poiché la densità del liquido diminuisce.
• Pressione: La pressione è un parametro che intensifica la cavitazione. La pressurizzazione della cella di flusso a ultrasuoni determina un aumento della densità del fluido e, di conseguenza, della cavitazione acustica. Le celle di flusso da laboratorio Hielscher possono essere pressurizzate fino a 1 barg, mentre alle celle di flusso e ai reattori industriali Hielscher si possono applicare pressioni fino a 300atm (circa 300 barg).
• Viscosità del liquido: La viscosità di un liquido è un fattore importante in una configurazione a ultrasuoni in linea. Le piccole celle di flusso da laboratorio sono da utilizzare preferibilmente con mezzi a bassa viscosità, mentre le celle di flusso industriali Hielscher sono adatte a materiali con viscosità da bassa a elevata, comprese le paste.
• Composizione del liquido: Gli effetti della viscosità del liquido sono stati descritti sopra. Se il liquido trattato non contiene solidi, il pompaggio e l’alimentazione sono semplici e le proprietà di flusso sono prevedibili. Nel caso di sospensioni contenenti solidi, come particelle e fibre, la forma della cella di flusso deve essere scelta considerando le dimensioni delle particelle o la lunghezza delle fibre. La corretta geometria della cella di flusso facilita il flusso dei fluidi contenenti solidi e assicura una sonicazione omogenea.
• Gas disciolti: I liquidi alimentati in una cella di flusso a ultrasuoni non devono contenere quantità elevate 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 a ultrasuoni su piccola e grande scala sono molto diffusi nella ricerca, nella ricerca e sviluppo e nell’industria, poiché consentono di studiare e controllare i meccanismi e gli effetti del trattamento con ultrasuoni ad alta potenza. Per questo motivo, i reattori a cella di flusso e i reattori in linea a ultrasuoni sono stati adottati per varie applicazioni nei processi biologici, farmaceutici e chimici – su scala di laboratorio, pilota e industriale.
Gli omogeneizzatori, i sonotrodi e le celle di flusso Hielscher Ultrasonics sono disponibili in varie configurazioni per realizzare il sistema di trattamento a ultrasuoni ideale. Il nostro personale esperto vi consiglierà la configurazione ottimale delle apparecchiature per i vostri obiettivi di processo!

La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori: