Alta cesoia Miscelazione con ultrasuoni
I miscelatori ad alta cesoia applicano forze di taglio elevate in liquidi e liquami al fine di fornire la dispersione uniforme, la miscelazione e l'emulsione di due o più fasi liquide o liquide o liquide. L'ultrasuoni genera elevate forze di taglio tramite cavitazione acustica, che si verifica quando gli ultrasuoni ad alta potenza sono accoppiati in liquidi. I miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni sono una tecnologia di miscelazione superiore, che eccelle facilmente mixer a lama ad alta taglio comunemente usati, mixer multi-albero, omogeneizzatori ad alta pressione, mulini colloidi e agitatori a lama.
I vantaggi dei mixer ad alta frequenza ad ultrasuoni
I miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni sono disponibili presso gli omogenizer da laboratorio 50W fino a 16.000W. L'ampio portafoglio di miscelatori ad alta cesota ad alta gamma di laboratori, bench-top e industriali consente di scegliere il mixer ad alta cesoia ultrasonica ideale per l'applicazione e il volume di produzione.
Elevate ampiezze alla sonda ad ultrasuoni creano una cavitazione intensa con flussi liquidi ad alta velocità e turbolenze complesse. L'intensa cesoia idraulica e meccanica, generata in modo ultrasononosco, riduce le particelle e le goccioline alle dimensioni micron e nano. Poiché i parametri di processo di sonicazione sono regolabili e regolabili con precisione, l'impatto della miscelazione, della fresatura o della dispersione può essere adattato in modo preciso all'obiettivo del materiale e del processo. I miscelatori ad alta altezza ad ultrasuoni riducono il tempo di miscelazione / fresatura e producono dispersioni ultra fini e ultra fini in modo affidabile.
Mixer ad ultrasuoni può essere utilizzato per processi batch e inline-flow. La varietà di celle a flusso ultrasonico e reattori permette di miscelare flussi a velocità di flusso e viscosità molto diverse. Il miscelatore ad alta cesoia ad ultrasuoni può gestire concentrazioni solide molto elevate e anche particelle molto abrasive non sono un problema.
Come funziona High-Shear Mixing di Sonication?
I miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni utilizzano lo stesso principio meccanico dei sistemi di miscelazione industriale, come i miscelatori a lama ad alta cesoia, i miscelatori multialbero, i mulini colloidi, gli omogeneizzatori ad alta pressione e i sistemi di agitatori a lama. I sistemi di miscelazione ad ultrasuoni vengono utilizzati per disperdere e fresare particelle, per emulsionare le fasi dell'olio e dell'acqua, per solubilizzare la materia solida e per produrre miscele omogenee di qualsiasi tipo di materiale in liquidi e fanghi. I miscelatori di taglio ad ultrasuoni integrano una sonda ad ultrasuoni in un recipiente di miscelazione, ad esempio in un serbatoio batch o in una cella di flusso. La sonda del disintegratore ad ultrasuoni vibra nel liquido ad una frequenza molto alta e crea un'intensa cavitazione ultrasonica nel liquido. Il collasso delle bolle di cavitazione si traduce in potenti forze di taglio, che interrompono e rompono goccioline, agglomerati, aggregati e persino particelle primarie. Poiché la cavitazione ultrasonica genera uno streaming cavitazionale ad alta velocità fino a 1000 km/h, i getti liquidi cavitazionali accelerano le particelle. Quando le particelle accelerate si scontrano tra loro, l'agire come supporto di fresatura. Successivamente, le particelle in collisione si frantumano e sono ridotte a micron- o nano-dimensioni. Nel campo della cavitazione ad ultrasuoni, le pressioni si alternano rapidamente e ripetutamente tra il vuoto e fino a 1000bar. Un miscelatore rotante con 4 pale miscelatori dovrebbe funzionare a 300.000 giri/min per ottenere la stessa frequenza di cicli di pressione alternati. I miscelatori rotanti convenzionali e i miscelatori rotore-statori non creano una quantità significativa di cavitazione a causa della loro limitazione di velocità.
Mixer ad alta cesoia ad ultrasuoni UIP2000hdT, un'unità di miscelazione potente da 2 kW
Suggerimento per l'elaborazione: Miscelazione ad ultrasuoni sotto pressione
L'applicazione di pressione al reattore ad ultrasuoni o alla cella di flusso intensifica la cavitazione acustica. Hielscher Ultrasonics fornisce vari tipi di celle di flusso e reattori, che possono essere facilmente pressurizzati fino a 5 barg. I reattori ad ultrasuoni personalizzati possono gestire pressioni più elevate fino a 300 barg.
Mixer ad alta frequenza ad ultrasuoni e loro applicazioni
I miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni creano intense forze di taglio, che hanno l'impatto richiesto su particelle come solidi, goccioline, cristalli e fibre, al fine di interromperle e scomporle a una dimensione mirata, che può essere nella gamma di micron o nano. A seconda della durezza e della fragilità dei materiali, i parametri di processo ad ultrasuoni possono essere regolati esattamente per ottenere l'aspirante risultato di miscelazione. Rispetto ai metodi di miscelazione alternativi come agitatori a lama ad alta cesoia, omogeneizzatori ad alta pressione, mulini colloidi / perline, miscelatori di alberi ecc. disintegratori ad ultrasuoni offrono alcuni importanti vantaggi.
Vantaggi dei mixer ad alta cesoia ad ultrasuoni
- Cavitazione e taglio ad alta intensità
- Trattamento uniforme delle particelle
- elevate concentrazioni di solidi
- Nessun ugello / nessun intasamento
- Non è necessario alcun mezzo di macinazione (ad es. perline)
- Scalabilità lineare
- Facile & funzionamento sicuro
- Facile da pulire
- Tempo- & Efficienza energetica
Mixer ad alta inclinata ad ultrasuoni per la riduzione delle dimensioni delle particelle
I disintegratori ad ultrasuoni sono utilizzati per la riduzione delle dimensioni delle particelle e la distribuzione delle particelle, sia che ciò significhi una vera e propria sminuzzatura delle particelle primarie (chiamata fresatura) o la rottura di agglomerati (chiamata deagglomerazione / dispersione).
Per saperne di più sulla fresatura ad ultrasuoni e la dispersione delle particelle!
Miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni per l'emulsione
Quando due liquidi immiscibili (ad esempio, acqua e olio) vengono sonificati utilizzando un mixer ad ultrasuoni di tipo sonda, la cavitazione ad ultrasuoni interrompe le goccioline – producendo goccioline molto piccole delle due fasi immiscibili, che vengono poi mescolate insieme. Poiché i miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni producono facilmente goccioline di dimensioni nanometriche, le emulsioni ultrasoniche stabilizzate presentano una stabilità a lungo termine e un chiaro aspetto trasparente.
Poiché ogni tipo di emulsione ha la sua specifica soglia di emulsione / taglio, dove si ottengono dimensioni e caratteristiche ottimali delle goccioline, la regolazione precisa dei parametri di miscelazione è fondamentale. Mentre la cesoia troppo bassa si traduce in goccioline troppo grandi, che si fondono rapidamente e portano alla separazione di fase, la cesoia troppo alta può distruggere il prodotto. I miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni possono essere controllati e regolati con precisione in base alle esigenze di elaborazione.
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Mixer ad alta cesoia ad ultrasuoni UP200Ht per l'emulsione
Mixer ad alta cesoia ad ultrasuoni per la fusione e la dissoluzione
I miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni vengono utilizzati per miscelare, freno, disperdere e dissolvere particelle come polveri, pigmenti e fibre in un processo rapido, affidabile e facile. La cavitazione generata ad ultrasonically aumenta il trasferimento di massa tra solidi e liquidi. La cavitazione ad ultrasuoni ha un forte impatto sulle particelle solide: i flussi di liquido cavitazionale erodono la superficie dei solidi e trasportano i frammenti erosi nel liquido producendo così una sospensione omogenea.
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Applicazioni di miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni
- Fresatura & smerigliatura
- Deagglomerato & dispersione
- emulsificazione
- Scioglimento delle polveri
- Migliorare il trasferimento di massa
- Reazioni geochimiche
Gli SonoStation – un sistema ad ultrasuoni con 2 ultrasuoni 2x 2kW, serbatoio e pompa mescolati – è un sistema user-friendly per la miscelazione, la fresatura e la dispersione delle applicazioni.
Mixer ad alta taglia a qualsiasi dimensione
Hielscher Ultrasonics progetta, produce e distribuisce miscelatori ad alte prestazioni ad alte prestazioni dal dispositivo compatto, ma potente da laboratorio ai miscelatori pilota e industriali ad alta cesoia per la lavorazione di flussi di grandi volumi a livello di produzione commerciale.
Miscelatori di taglio alto per il laboratorio
I miscelatori ad ultrasuoni di tipo sonda sono strumenti consolidati in ogni laboratorio. Poiché i processi ad ultrasuoni possono essere scalati in modo lineare fino a grande volume, i mixer ad ultrasuoni Hielscher ad alte shear sono ideali per sviluppare e ottimizzare il processo su piccola scala. Quindi, dopo aver stabilito i parametri di processo ottimali, l'applicazione di miscelazione può essere adattata linearmente alla produzione pilota e di massa.
Hielscher offre miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni per lavori in scala di laboratorio con una gamma di potenza da 50 a 400 watt di potenza di miscelazione ad ultrasuoni.
Miscelatori di taglio alta per l'industria
I miscelatori industriali ad alta velocità Hielscher sono processori ad ultrasuoni ad alta potenza progettati per la fresatura, la dispersione, l'emulsione e la miscelazione di grandi flussi di fango sotto carichi pesanti. Questi miscelatori industriali gestiscono facilmente alte concentrazioni di solidi e particelle abrasive. Le sonde (sonotrodi) dei miscelatori industriali ad ultrasuoni ad alta velocità sono dotate di una flangia in modo che il miscelatore possa essere integrato in serbatoi di acciaio, recipienti di vetro o contenitori di plastica in qualsiasi orientamento. Questo permette di pressurizzare il recipiente di sonicazione. L'applicazione di pressione al recipiente ad ultrasuoni o alla cella di flusso intensifica la cavitazione acustica e quindi il processo di miscelazione ad ultrasuoni. Hielscher Ultrasonics offre miscelatori industriali ad alto rendimento da 500 a 16.000 watt. Con l'UIP16000, Hielscher offre il più potente miscelatore ad ultrasuoni ad alto taglio al mondo.
Materiali viscosi? – Non c'è problema! Tutti i processori ad ultrasuoni Hielscher nelle categorie bench-top e industriali possono facilmente elaborare liquami viscosi fino a 250.000 centipoise. Per viscosità superiori a 2.000 CP si consiglia l'uso di cellule flow-through in combinazione con pompe a cavità progressiva per un migliore accoppiamento delle onde ultrasoniche nel fluido.
Come trovare il giusto mixer ad alta cesoia ultrasonica?
Hielscher Ultrasonics è un produttore esperto di lunga data di potenti e affidabili sistemi di miscelazione ad alto taglio ad ultracano, che vengono utilizzati per disperdere e rompere le particelle, per preparare nanoemulsioni o per dissolvere le polveri nei liquidi. Leader di mercato per mixer ad ultrasuoni, Hielscher progetta, produce e distribuisce miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni e omogeneizzatori da laboratorio e panca fino a scala pilota e su scala industriale.
Rispondere alle seguenti domande aiuterà a trovare il mixer ad alta cesoia più adatto per il processo:
- Qual è la vostra applicazione di destinazione?
- Qual è il volume tipico che deve essere elaborato?
- Quali sono i fattori critici del processo?
- Quali sono gli standard di qualità che devono essere raggiunti?
Il nostro personale ben addestrato ed esperto vi aiuterà con tutte le domande e la concezione del vostro processo di miscelazione. Hielscher Ultrasonics offre una consulenza approfondita sull'elaborazione ad ultrasuoni per aiutare i nostri clienti a trovare il mixer ad alta cesoia ultrasonica più ideale. Ma il servizio di Hielscher non finisce qui, formiamo i clienti nelle loro strutture o nel nostro laboratorio di processo ad ultrasuoni e centro tecnico per assisterli durante lo sviluppo del processo, l'ottimizzazione e la scalabilità verticale.
Ultrasuoni Hielscher’ I processori ad ultrasuoni industriali offrono facilmente ampiezze molto elevate, che sono necessarie per rompere particelle dure e agglomerati o per elaborare i liquami con un'alta concentrazione solida. I miscelatori industriali Hielscher funzionano facilmente con ampiezze fino a 200 m in modo continuo in funzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Se processi specifici richiedono ampiezze ancora più elevate, sono disponibili sonde ad ultrasuoni personalizzate. Accessori come corni booster, celle di flusso, reattori di sonicazione e configurazioni di ricircolo complete sono prontamente disponibili e consentono di configurare il sistema di miscelazione ad ultrasuoni adattato in modo ottimale alle vostre esigenze di processo. Tutte le sonorodi e i reattori, che sono le uniche parti che entrano in contatto con il mezzo, sono CIP/SIP (pulizia e sterilizzazione in atto).
Miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni sofisticati
Hielscher Ultrasonics si concentra su disintegratori cellulari ad alte prestazioni con la massima facilità d'uso e progressi tecnici all'avanguardia. Ciò significa che gli standard dei disintegratori da laboratorio Hielscher si adattano sempre più all'intelligenza dei macchinari industriali. L'utente può controllare i disintegratori digitali a ultrasuoni Hielscher tramite il telecomando del browser. Il software di registrazione automatica dei dati scrive tutti i parametri ultrasonici più importanti, come potenza netta, potenza totale, ampiezza, temperatura, pressione, ora e data, come file CSV su una scheda SD integrata. Inoltre, il disintegratore a ultrasuoni può essere programmato per lo spegnimento automatico dopo un determinato periodo di tempo o un determinato apporto di energia o per programmare modalità di sonicazione pulsante. I sensori di temperatura e pressione collegabili consentono di monitorare attentamente le condizioni del campione. Poiché il controllo della temperatura dei materiali sensibili al calore è un fattore cruciale per la qualità dei risultati del processo, Hielscher offre diverse soluzioni per mantenere la temperatura del processo nell'intervallo di temperatura desiderato.
Le sofisticate funzioni degli ultrasuoni Hielscher assicurano il massimo controllo del processo, risultati di sonicazione affidabili e riproducibili, facilità d'uso e comfort di lavoro.
qualità – Prodotto in Germania
Come azienda a conduzione familiare e a conduzione familiare, Hielscher dà priorità ai più alti standard di qualità per i suoi processori ad ultrasuoni. Tutti gli ultrasonicatori sono progettati, fabbricati e accuratamente testati nella nostra sede centrale a Teltow vicino a Berlino, in Germania. Robustezza e affidabilità delle attrezzature ad ultrasuoni di Hielscher lo rendono un cavallo di battaglia nella vostra produzione. Funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e in ambienti esigenti è una caratteristica naturale dei miscelatori ad alte prestazioni di Hielscher.
È possibile acquistare hielscher ultrasonicmixer ad alta altezza in qualsiasi dimensione e configurato per il vostro processo. Dal trattamento dei fluidi in un piccolo bicchiere da laboratorio alla miscelazione a flusso continuo di liquami a livello industriale, Hielscher Ultrasonics offre un mixer ad alta taglio adatto per te! Vi preghiamo di contattarci – siamo lieti di consigliarvi la configurazione mixer ultrasonico ideale!
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:
| Volume di batch | Portata | Dispositivi raccomandati |
|---|---|---|
| 1 - 500mL | 10 - 200mL/min | UP100H |
| 10 - 2000mL | 20 - 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 - 20L | 0,2 - 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 - 100L | 2 - 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 - 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | più grande | cluster di UIP16000 |
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Omogeneizzatori ad ultrasuoni ad alta potenza di laboratorio a pilota e Industriale scala.
Particolarità / Cose da sapere
Gli ultrasuoni e il loro uso come mixer ad alta cesoia
Gli ultrasuoni sono dispositivi a ultrasuoni di tipo sonda, che sono definiti trasmettendo le vibrazioni ultrasoniche tramite una sonda ad ultrasuoni nel mezzo di elaborazione. La sonda, nota anche come sonotrode, è un'asta di titanio che vibra in frequenza a ultrasuoni, ad esempio 20 kHz. Vibrare a 20 kHz significa che la superficie orizzontale della sonda si sta espandendo e contraendo 20.000 volte al secondo. Questi movimenti rapidi nella gamma di frequenza ultrasonica sulla punta della sonda sono accoppiati nel fluido. Nel fluido, le onde a ultrasuoni viaggiano attraverso il mezzo e generano cicli alternati ad alta pressione / bassa pressione. Durante il ciclo di bassa pressione, minuscole bolle di vuoto sorgono e crescono su diversi cicli di pressione fino a raggiungere un punto, dove non possono assorbire ulteriore energia. Nel punto di massima crescita, la bolla di cavitazione scoppia violentemente. L'implosione si traduce in un campo ad alta densità energetica con temperature e pressioni molto elevate, rispettivi differenziali di temperatura e pressione, flussi liquidi con velocità fino a 180 m/sec e turbolenze. Questa energia cavitazionale ha un forte impatto su liquidi e liquami con conseguente straordinaria miscelazione, miscelazione, fresatura, dispersione ed emulsione dei risultati. I miscelatori ad alta cesoia ad ultrasuoni producono facilmente particelle e goccioline di dimensioni nanometriche con una distribuzione molto stretta delle particelle / goccioline.
Leggete qui quali sono le differenze tra la cavitazione ultrasonica/acustica e la cavitazione idrodinamica!
Industrie comuni per mixer ad alto taglio ad ultrasuoni
- Disperdere, sciogliere, miscelare formulazioni solido/liquido
- emulsificazione
- Scienza dei materiali
- Preparazione del campione prima dell'analisi
- Applicazioni di nano-particelle
- Funzionalizzazione delle particelle
- Reazioni di trasferimento di fase
Letteratura / Referenze
- Pohl M.; Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. International Congress for Particle Technology PARTEC 2004; Nuremberg, Germany.
- Thomas Leong, Muthupandian Ashokkumar, Sandra Kentish(2011): The Fundamentals of Power Ultrasound. – A Review. Acoustics Australia, 54 – Vol. 39 August 2011.
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, September 1994. 253-263.
- Pekarovicova, A.; Pekarovic, J. (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Pira International (2009).
- S.E. Karekar; B.A. Bhanvase; S.H. Sonawane; M.P. Deosarkar; D.V. Pinjari; A.B. Pandit(2014): Synthesis of zinc molybdate and zinc phosphomolybdate nanopigments by an ultrasound assisted route: Advantage over conventional method. Chemical Engineering and Processing 87; Nov. 2014.