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

Elaborazione in linea a ultrasuoni su scala di laboratorio

I reattori a cella di flusso per omogeneizzatori a ultrasuoni sono ben noti e ampiamente utilizzati per l'elaborazione di grandi volumi nella produzione industriale. Tuttavia, per l'elaborazione di volumi più piccoli su scala di laboratorio e da banco, l'uso di celle a flusso ultrasonico offre anche diversi vantaggi. Le celle di flusso a ultrasuoni permettono di ottenere risultati di lavorazione uniformi poiché il materiale passa nello spazio ristretto della camera della cella di 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 che gli obiettivi siano raggiunti in modo affidabile.
Le celle a flusso e i reattori in linea della Hielscher sono dotati di camicie di raffreddamento per mantenere la temperatura ottimale del processo. I reattori a cella di flusso sono disponibili in varie dimensioni e geometrie per soddisfare requisiti di processo specifici.
Utilizzando un ultrasuonatore da laboratorio in combinazione con un reattore a cella di flusso, è possibile elaborare volumi di campione più grandi senza molto lavoro personale. Utilizzando una configurazione a cella 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 è esposto a una sonicazione regolabile con precisione. Tutto il materiale passa nella 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 a flusso. A seconda del processo, il trattamento ultrasonico flow-through può essere eseguito come trattamento a passaggio singolo o multiplo. Al fine di mantenere una certa temperatura di processo vantaggiosa, ad esempio per prevenire la degradazione del materiale sensibile al calore durante la sonicazione, i reattori della cella a flusso sono rivestiti per migliorare la dissipazione del calore.
Dai piccoli ai grandi volumi: I risultati del processo possono essere scalati linearmente da volumi più piccoli processati a livello di laboratorio e di banco fino a volumi molto grandi su scala di produzione industriale. Gli ultrasuoni 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 dei prodotti chimici.

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

Dispositivi di laboratorio a ultrasuoni e celle di flusso

Di seguito, puoi trovare i nostri dispositivi di laboratorio a ultrasuoni 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 e sono compatibili con la cella a flusso FC22K (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 la cella 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 UP50H che per UP100H si possono utilizzare gli stessi modelli di sonotrodi e celle a flusso. I sonotrodi MS7 e MS7L2 hanno una guarnizione che li rende adatti all'uso con le celle a flusso D7K (acciaio inossidabile) e GD7K (cella a flusso di vetro, con camicia di raffreddamento).

Come ottimizzare le condizioni operative nelle celle di flusso a ultrasuoni

Hielscher Ultrasonics offre una varietà di celle a flusso ultrasonico e reattori sonochimici. 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 allo slurry e ai risultati di processo desiderati.
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 alte temperature vicine al punto di ebollizione specifico del fluido comportano una diminuzione dell'intensità della cavitazione poiché la densità del liquido si abbassa.
• Pressione: La pressione è un parametro che intensifica la cavitazione. Pressurizzando la cella a flusso ultrasonico si ottiene un aumento della densità del fluido e quindi una maggiore 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 fino a 300atm (circa 300 barg).
• Viscosità del liquido: La viscosità di un liquido è un fattore importante quando si tratta di un setup ad ultrasuoni in linea. Le piccole celle di flusso da laboratorio sono preferibilmente da usare con mezzi a bassa viscosità, mentre le celle di flusso industriali Hielscher sono adatte a materiali da bassa ad alta viscosità, 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. Quando si tratta di fanghi contenenti solidi come particelle e fibre, la forma della cella di flusso deve essere scelta considerando la dimensione delle particelle o la lunghezza delle fibre. La giusta geometria della cella di flusso facilita il flusso di fluidi carichi di solidi e assicura una sonicazione omogenea.
• Gas disciolti: I liquidi alimentati in una cella a flusso ultrasonico non dovrebbero contenere quantità elevate di gas dissolti, poiché le bolle di gas interferiscono con la generazione della cavitazione acustica e le sue caratteristiche bolle a vuoto.

I reattori a flusso ultrasonico su piccola e grande scala sono molto popolari nella ricerca, R&D e l'industria in quanto permettono di studiare e controllare i meccanismi e gli effetti dell'elaborazione ultrasonica ad alta potenza. Pertanto, le celle a flusso ultrasonico e i reattori in linea 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 di flusso di Hielscher Ultrasonics sono disponibili in vari design per assemblare la configurazione di processo a ultrasuoni ideale. Il nostro personale esperto vi consulterà per quanto riguarda la configurazione ottimale dell'attrezzatura per i vostri obiettivi di processo!

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