Miscelatori in linea a ultrasuoni ad alto taglio

Gli ultrasuoni ad alto taglio per i processi di miscelazione in linea offrono diversi vantaggi rispetto agli omogeneizzatori colloidali convenzionali. L'utilizzo di ultrasuoni ad alta potenza per la miscelazione consente ai miscelatori ad ultrasuoni Hielscher di produrre sospensioni colloidali ed emulsioni uniformemente disperse nella gamma dei nano. Gli omogeneizzatori in linea a ultrasuoni sono in grado di lavorare qualsiasi volume e viscosità e possono gestire anche particelle molto abrasive.

Miscelazione in linea ad alto taglio con ultrasuoni di potenza

L'omogeneizzazione in linea di sospensioni solido-liquido o liquido-liquido è un'applicazione necessaria nella produzione di numerosi materiali e prodotti. I miscelatori in linea a ultrasuoni ad alto taglio sono utilizzati in molti settori industriali, tra cui la produzione di vernici, pigmenti e prodotti chimici. & inchiostri, polimeri & compositi, carburanti, alimenti & bevande, integratori nutrizionali, prodotti farmaceutici, cosmetici, ecc. & cura della persona, tra gli altri. Gli omogeneizzatori in linea ad ultrasuoni ad alto taglio sono utilizzati per miscelare, disperdere, deagglomerare, emulsionare, bagnare, sciogliere e microgranulare le particelle. Un punto di forza particolare dei miscelatori in linea ad ultrasuoni ad alto potere di taglio è la capacità di trattare in modo affidabile i nano-materiali (ad esempio, nano-dispersioni, nano-emulsioni).

Come funziona la miscelazione a ultrasuoni ad alto taglio?

Ultrasonic high-shear mixing and homogenization is based on the working principle of acoustic cavitation. When liquids are sonicated at high intensities, the ultrasound waves propagate through the liquid medium and result in alternating high-pressure (compression) and low-pressure (rarefaction) cycles. High power ultrasonicators operate at a frequency of around. 20kHz. This means 20,000 vibrations per second. During the low-pressure cycle, high-intensity ultrasound waves create small vacuum bubbles in the liquid. When the cavitation bubble attains a size at which its cannot absorb any further energy, it collapses violently during a high-pressure cycle. This phenomenon of bubble implosion is known under the technical term “cavitazione”. During the implosion very high temperatures (approx. 5,000K) and pressures (approx. 2,000atm) are reached locally. The implosion of the cavitation bubble also generates liquid jets of up to 280m/s velocity. (cf. Suslick 1998)
Queste forze altamente intense e dirompenti forniscono l'energia sufficiente per macinare, deagglomerare e disperdere le particelle nei fluidi e trasformano i miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio nella tecnologia di lavorazione per eccellenza. Pertanto, sono utilizzati come tecnica di fabbricazione e lavorazione, soprattutto nei settori in cui le nanotecnologie e i nanomateriali svolgono un ruolo cruciale per le prestazioni e la qualità dei prodotti.

Processo superiore ed efficienza energetica con i miscelatori a ultrasuoni

I processori a ultrasuoni Hielscher hanno un'eccezionale efficienza energetica, pari a >85%. Ciò riduce i costi operativi dell'elettricità e si traduce in prestazioni di lavorazione più elevate. Kusters et al. (1994) hanno dimostrato nel loro studio che la frammentazione a ultrasuoni è altrettanto efficiente della macinazione convenzionale.
Grazie all'applicazione della pressione e all'ottimizzazione del processo a ultrasuoni, la tecnologia di miscelazione a ultrasuoni spesso supera di gran lunga i metodi di miscelazione convenzionali, come i miscelatori a lame rotanti, gli omogeneizzatori ad alta pressione o i mulini a sfere.
In another study, Pohl et al. (2004) compared the processing efficiency of ultrasonic dispersion of silica with other high-shear mixing methods, such as with an IKA Ultra-Turrax (rotor-stator-system). Pohl et al. compared the particle size reduction of Aerosil 90 (2%wt) in water using an Ultra-Turrax (rotor-stator-system) at various settings with that of a Hielscher ultrasonic high-shear mixer UIP1000hd with flow cell in continuous mode. The study of Pohl et al. concludes, that “at constant specific energy EV ultrasound is more effective than the rotor-stator-system” and that “the applied ultrasound frequency in the range from 20 kHz up to 30 kHz has no major effect on the dispersion process.”

Riduzione granulometrica a ultrasuoni dell'idrossiapatite di calcio (concentrazione solida del 30%, 150Ws/g US)

Dove acquistare il vostro miscelatore in linea a ultrasuoni ad alto taglio?

Hielscher Ultrasonics è il vostro partner di fiducia quando si tratta di processi di sonicazione ad alte prestazioni, come la macinazione, la dispersione, l'emulsione e la dissoluzione a ultrasuoni. I miscelatori in linea a ultrasuoni ad alto taglio di Hielscher sono in grado di fornire ampiezze molto elevate. Ampiezze fino a 200 µm possono essere facilmente gestite in modo continuo, in un funzionamento 24/7/365. Per ampiezze ancora maggiori, sono disponibili sonotrodi a ultrasuoni personalizzati. Un'ampia gamma di reattori in linea a ultrasuoni e di altri accessori consente di ottenere la configurazione ideale per la vostra applicazione a ultrasuoni (ad esempio, emulsionatura in linea, riduzione delle dimensioni delle particelle e omogeneizzazione).
Il software intelligente, il menu digitale tramite display touch, la registrazione automatica dei dati e il controllo remoto via browser sono caratteristiche degli omogeneizzatori a ultrasuoni ad alto taglio Hielscher che rendono il funzionamento più semplice e intuitivo. La tecnologia clean-in-place (CIP) rende conveniente l'uso del miscelatore a ultrasuoni ad alto taglio. La robustezza, l'affidabilità, la semplicità di installazione e di funzionamento e la bassa manutenzione sono ulteriori caratteristiche che facilitano la routine di lavoro quotidiana con gli ultrasuoni Hielscher.

Contattateci subito per saperne di più su come il miscelatore in linea ad ultrasuoni ad alto taglio può migliorare la vostra lavorazione di sistemi solido-liquido e liquido-liquido! Il nostro team, ben addestrato e con una lunga esperienza, sarà lieto di assistervi con ulteriori informazioni su applicazioni e prezzi.

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