Miscelazione ad alto taglio con ultrasuoni

I miscelatori ad alto taglio applicano forze di taglio elevate nei liquidi e negli impasti al fine di disperdere, miscelare ed emulsionare in modo uniforme due o più fasi liquido-solido o liquido-liquido. L'ultrasuonizzazione genera elevate forze di taglio attraverso la cavitazione acustica, che si verifica quando gli ultrasuoni ad alta potenza vengono accoppiati ai liquidi. I miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio sono una tecnologia di miscelazione superiore, che supera facilmente i miscelatori a lama ad alto taglio comunemente utilizzati, i miscelatori multialbero, gli omogeneizzatori ad alta pressione, i mulini a colloide e gli agitatori a lama.

I vantaggi dei miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio

I miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio sono disponibili dagli omogeneizzatori da laboratorio da 50W fino ai sistemi di miscelazione industriali da 16.000W. L'ampia gamma di miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio da laboratorio, da banco e industriali consente di scegliere il miscelatore a ultrasuoni ad alto taglio ideale per l'applicazione e il volume di produzione.
L'elevata ampiezza della sonda a ultrasuoni crea un'intensa cavitazione con flussi di liquidi ad alta velocità e turbolenze complesse. L'intenso taglio idraulico e meccanico generato dagli ultrasuoni riduce le particelle e le goccioline a dimensioni micron e nano. Poiché i parametri del processo di sonicazione sono controllabili e regolabili con precisione, l'impatto della miscelazione, della macinazione o della dispersione può essere adattato con precisione al materiale e all'obiettivo del processo. I miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio riducono i tempi di miscelazione/macinazione e producono dispersioni fini e ultrafini in modo affidabile.
I miscelatori a ultrasuoni possono essere utilizzati per processi batch e in linea. La varietà di celle di flusso e reattori a ultrasuoni consente di miscelare flussi con velocità di flusso e viscosità molto diverse. I miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio sono in grado di gestire concentrazioni di solidi molto elevate e anche le particelle molto abrasive non costituiscono un problema.

Come funziona la miscelazione ad alto taglio mediante sonicazione?

I miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio utilizzano lo stesso principio meccanico dei sistemi di miscelazione industriali come i miscelatori a lama ad alto taglio, i miscelatori multialbero, i mulini a colloide, gli omogeneizzatori ad alta pressione e gli agitatori a lama. I sistemi di miscelazione a ultrasuoni sono utilizzati per disperdere e macinare particelle, emulsionare fasi di olio e acqua, solubilizzare sostanze solide e produrre miscele omogenee di qualsiasi tipo di materiale in liquidi e fanghi. I miscelatori a taglio ultrasonico integrano una sonda a ultrasuoni in un recipiente di miscelazione, ad esempio in un serbatoio batch o in una cella di flusso. La sonda del disintegratore a ultrasuoni vibra nel liquido a una frequenza molto elevata e crea un'intensa cavitazione ultrasonica nel liquido. Il collasso delle bolle di cavitazione genera potenti forze di taglio che rompono e spezzano gocce, agglomerati, aggregati e persino particelle primarie. Poiché la cavitazione a ultrasuoni genera flussi cavitazionali ad alta velocità, fino a 1000 km/h, i getti di liquido cavitato accelerano le particelle. Quando le particelle accelerate si scontrano tra loro, agiscono come mezzi di macinazione. Successivamente, le particelle in collisione si frantumano e vengono ridotte a dimensioni micron o nano. Nel campo della cavitazione ultrasonica, le pressioni si alternano rapidamente e ripetutamente tra il vuoto e fino a 1000 bar. Un miscelatore rotante con 4 pale dovrebbe funzionare a ben 300.000 giri al minuto per ottenere la stessa frequenza di cicli di pressione alternati. I miscelatori rotanti convenzionali e i miscelatori rotore-statore non creano una quantità significativa di cavitazione a causa della loro limitazione di velocità.

Suggerimento per la lavorazione: Miscelazione a ultrasuoni sotto pressione

L'applicazione di pressione al reattore a ultrasuoni o alla cella a flusso intensifica la cavitazione acustica. Hielscher Ultrasonics fornisce vari tipi di celle e reattori a flusso, che possono essere facilmente pressurizzati fino a 5 barg. I reattori a ultrasuoni personalizzati possono gestire pressioni più elevate, fino a 300 barg.

Miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio e loro applicazioni

I miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio creano intense forze di taglio, che hanno l'impatto necessario su particelle come solidi, gocce, cristalli e fibre, al fine di disgregarle e ridurle a una dimensione mirata, che può essere nell'ordine dei micron o dei nano. A seconda della durezza e della fragilità dei materiali, i parametri del processo a ultrasuoni possono essere regolati esattamente per ottenere il risultato di miscelazione desiderato. Rispetto ai metodi di miscelazione alternativi, come gli agitatori a lama ad alto taglio, gli omogeneizzatori ad alta pressione, i mulini a colloide/perle, i miscelatori ad albero, ecc. i disintegratori a ultrasuoni offrono alcuni vantaggi importanti.

Vantaggi dei miscelatori ad alto taglio a 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

Miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio per la riduzione delle dimensioni delle particelle

I disintegratori a ultrasuoni sono utilizzati per la riduzione delle dimensioni delle particelle e la loro distribuzione, sia che si tratti di una vera e propria sminuzzatura delle particelle primarie (definita macinazione), sia che si tratti della rottura di agglomerati (definita deagglomerazione? dispersione).
Per saperne di più sulla fresatura e la dispersione di particelle a ultrasuoni!

Hielscher SonoStation per l'ultrasuonizzazione di lotti di medie dimensioni utilizzando uno o due reattori a celle di flusso. La SonoStation compatta combina un serbatoio agitato da 38 litri con una pompa monovite regolabile che può alimentare fino a 3 litri al minuto in uno o due reattori a celle di flusso a ultrasuoni.

Stazione di miscelazione a ultrasuoni - SonoStation con 2 omogeneizzatori da 2000 watt

Miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio per l'emulsionamento

Quando due liquidi immiscibili (ad esempio, acqua e olio) vengono sonificati con un miscelatore a ultrasuoni a sonda, la cavitazione ultrasonica distrugge le goccioline. – producendo goccioline molto piccole delle due fasi immiscibili, che vengono poi mescolate. Poiché i miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio producono facilmente goccioline di dimensioni nanometriche, le emulsioni stabilizzate a ultrasuoni presentano una stabilità a lungo termine e un aspetto chiaro e trasparente.Poiché ogni tipo di emulsione ha una soglia di emulsione/taglio specifica, in cui si ottengono le dimensioni e le caratteristiche ottimali delle gocce, la regolazione precisa dei parametri di miscelazione è fondamentale. Mentre un taglio troppo basso produce gocce troppo grandi, che si coalizzano rapidamente e provocano una separazione di fase, un taglio troppo alto può distruggere il prodotto. I miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio possono essere controllati e regolati con precisione in base alle esigenze del processo.Cliccate qui per saperne di più sulla nano-emulsificazione a ultrasuoni!

Nanoemulsioni a ultrasuoni: Questo video ha dimostrato la rapida produzione di una nano-emulsione di olio in acqua. L'UP200Ht omogeneizza l'olio e l'acqua in pochi secondi.

Emulsione a ultrasuoni con UP200Ht con sonda S26d14

Miscelatore a ultrasuoni ad alto taglio UP200Ht per l'emulsione

Miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio per miscelare e sciogliere

I miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio sono utilizzati per miscelare, macinare, disperdere e sciogliere particelle come polveri, pigmenti e fibre in un processo rapido, affidabile e semplice. La cavitazione generata dagli ultrasuoni aumenta il trasferimento di massa tra solidi e liquidi. La cavitazione a ultrasuoni ha un forte impatto sulle particelle solide: I flussi di liquido in cavitazione erodono la superficie dei solidi e trasportano i frammenti erosi nel liquido producendo così una sospensione omogenea.
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Applicazioni dei miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio

• fresatura & rettifica
• deagglomerazione & dispersione
• emulsificazione
• Scioglimento di polveri
• Migliorare il trasferimento di massa
• Reazioni stereo-chimiche

Miscelatori a elevato coefficiente di taglio di qualsiasi dimensione

Hielscher Ultrasonics progetta, produce e distribuisce miscelatori ad alte prestazioni, da quelli compatti ma potenti da laboratorio a quelli pilota e industriali per il trattamento di flussi di grandi volumi a livello di produzione commerciale.

Miscelatori ad alto taglio per il laboratorio

I miscelatori a ultrasuoni a sonda sono strumenti consolidati in ogni laboratorio. Poiché i processi a ultrasuoni possono essere scalati linearmente fino a grandi volumi, i miscelatori a ultrasuoni Hielscher 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 scalata linearmente fino alla produzione pilota e di massa.
Hielscher offre miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio per lavori su scala di laboratorio con una gamma di potenza da 50 a 400 watt di potenza di miscelazione a ultrasuoni.

Miscelatori ad alto taglio per l'industria

I miscelatori industriali ad alto taglio Hielscher sono processori a ultrasuoni ad alta potenza progettati per la macinazione, la dispersione, l'emulsione e la miscelazione di grandi flussi di liquami in condizioni di lavoro gravose. Questi miscelatori industriali gestiscono facilmente alte concentrazioni di solidi e particelle abrasive. Le sonde (sonotrodi) dei miscelatori industriali a ultrasuoni ad alto taglio sono dotate di una flangia che consente di integrare il miscelatore in serbatoi di acciaio, recipienti di vetro o contenitori di plastica con qualsiasi orientamento. Ciò consente di pressurizzare il recipiente di sonicazione. L'applicazione di pressione al recipiente a ultrasuoni o alla cella di flusso intensifica la cavitazione acustica e quindi il processo di miscelazione a ultrasuoni. Hielscher Ultrasonics offre miscelatori industriali ad alto taglio da 500 a 16.000 watt. Con il modello UIP16000, Hielscher offre il miscelatore a ultrasuoni ad alto taglio più potente al mondo.
Materiali ad alta viscosità? – Nessun problema! Tutti i processori a ultrasuoni Hielscher delle categorie da banco e industriali sono in grado di trattare facilmente impasti viscosi fino a 250.000 centipoise. Per viscosità superiori a 2.000 cPs, consigliamo l'uso di celle a flusso passante in combinazione con pompe a cavità progressiva per migliorare l'accoppiamento delle onde ultrasonore nel fluido.

Come trovare il giusto miscelatore a ultrasuoni ad alto taglio?

Hielscher Ultrasonics è un produttore di lunga esperienza di sistemi di miscelazione a ultrasuoni ad alto taglio potenti e affidabili, utilizzati per disperdere e rompere le particelle, per preparare nanoemulsioni o per sciogliere le polveri nei liquidi. Leader nel mercato dei miscelatori a ultrasuoni, Hielscher progetta, produce e distribuisce miscelatori a ultrasuoni ad alto taglio e omogeneizzatori da laboratorio e da banco fino alla scala pilota e industriale.

Rispondere alle seguenti domande aiuterà a trovare il miscelatore ad alto taglio più adatto al vostro processo:

• Qual è l'applicazione target?
• 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 assisterà per qualsiasi domanda e per la concezione del vostro processo di miscelazione. Hielscher Ultrasonics offre una consulenza approfondita sulla lavorazione ad ultrasuoni per aiutare i nostri clienti a trovare il miscelatore ad ultrasuoni ad alto taglio più ideale. Ma il servizio di Hielscher non finisce qui, formiamo i clienti presso le loro strutture o nel nostro laboratorio di processo a ultrasuoni e nel nostro centro tecnico per assisterli durante lo sviluppo, l'ottimizzazione e lo scale-up del processo.
Hielscher Ultrasonics’ I processori industriali a ultrasuoni forniscono facilmente ampiezze molto elevate, necessarie per rompere particelle dure e agglomerati o per lavorare impasti con un'elevata concentrazione di solidi. I miscelatori industriali Hielscher funzionano facilmente con ampiezze fino a 200 µm in modo continuo, 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Se processi specifici richiedono ampiezze ancora maggiori, sono disponibili sonde a ultrasuoni personalizzate. Accessori come trombe di rilancio, celle di flusso, reattori di sonicazione e configurazioni complete di ricircolo sono prontamente disponibili e consentono di configurare il sistema di miscelazione a ultrasuoni in modo ottimale per le esigenze del processo. Tutti i sonotrodi e i reattori, che sono le uniche parti a contatto con il fluido, sono CIP/SIP (pulizia e sterilizzazione in loco).

Sofisticati miscelatori a ultrasuoni ad alto coefficiente di taglio

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 di più all'intelligenza dei macchinari industriali. L'utente può controllare gli ultrasuoni digitali di Hielscher tramite il telecomando del browser. Il software di registrazione automatica dei dati scrive tutti i parametri ultrasonici importanti come la potenza netta, la potenza totale, l'ampiezza, la temperatura, la pressione, l'ora e la data come file CSV su una scheda SD integrata. Inoltre, il disintegratore a ultrasuoni può essere programmato per lo spegnimento automatico dopo un determinato tempo o un input di energia specifico o 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 di processo nell'intervallo di temperatura desiderato.
Le sofisticate funzioni degli ultrasuonatori Hielscher assicurano il massimo controllo del processo, risultati di sonicazione affidabili e riproducibili, facilità d'uso e comfort di lavoro.

qualità – Prodotto in Germania

In qualità di azienda a conduzione familiare, Hielscher dà priorità ai più elevati standard di qualità per i suoi processori a ultrasuoni. Tutti gli ultrasuoni sono progettati, prodotti e accuratamente testati nella nostra sede di Teltow, vicino a Berlino, in Germania. La robustezza e l'affidabilità delle apparecchiature a ultrasuoni di Hielscher ne fanno un cavallo di battaglia nella vostra produzione. Il funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, a pieno carico e in ambienti difficili è una caratteristica naturale dei miscelatori ad alte prestazioni di Hielscher.

È possibile acquistare miscelatori a ultrasuoni Hielscher ad alto potere di taglio in diverse dimensioni e configurati in base al proprio processo. Dal trattamento di fluidi in un piccolo becher da laboratorio alla miscelazione continua di impasti a livello industriale, Hielscher Ultrasonics offre il miscelatore ad alto taglio adatto a voi! Contattateci – siamo lieti di consigliarvi la configurazione ideale del miscelatore a ultrasuoni!

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