Sonicatore – Hielscher Ultrasonics | Dal laboratorio alla scala industriale
I nostri sonicatori digitali a sonda coprono le esigenze del laboratorio da banco, degli impianti pilota e della produzione su scala industriale, consentendo di trasferire con sicurezza ampiezza, energia per unità di volume e tempo di processo. Il monitoraggio in tempo reale e la registrazione automatica dei dati documentano ogni ciclo per GLP, GMP e verifiche di due diligence degli investitori. Gli accessori modulari consentono di passare da becher aperti a celle di flusso chiuse, reattori a temperatura controllata e impianti di produzione in linea montati su skid man mano che aumenta la capacità di trattamento. Grazie a ingegneri applicativi pronti a rispondere e a un’assistenza globale, Hielscher rende semplice validare, ottimizzare e portare su scala maggiore il trattamento a ultrasuoni. Siete pronti a scegliere il sonicatore adatto al vostro processo? Siamo qui per aiutarvi.
Sonicatori Hielscher: potenza per tutti i volumi e i processi
I nostri sonicatori a sonda coprono l’intera gamma di esigenze, dal lavoro pratico in laboratorio al trattamento industriale di grandi volumi. Le classi di potenza spaziano dagli strumenti compatti da banco ai reattori in linea da più kilowatt, consentendo di iniziare con piccoli lotti di sviluppo e passare alla produzione continua sulla base di parametri validati.
Sonicatore UP400St (400 watt)
Sonicatore Hielscher UP400St
Sonicazione in laboratorio e sviluppo dei processi
Il sonicatore UP400St, compatto e robusto, offre le prestazioni necessarie quando serve una potenza ultrasonica affidabile in becher, piccoli lotti e prove in flusso su scala pilota. I volumi dei lotti arrivano fino a circa 8 litri (2 galloni) e, con le celle di flusso, è possibile trattare volumi maggiori all’ora, rendendolo un pratico collegamento tra lo sviluppo dei processi e le piccole serie produttive. Le applicazioni tipiche includono: estrazione botanica, formulazione di prodotti e riduzione delle dimensioni delle particelle. Il controllo digitale tramite touchscreen, la registrazione integrata dei dati su scheda SD, il controllo remoto tramite browser, il monitoraggio della temperatura e i sonotrodi intercambiabili supportano lo sviluppo dei metodi, la documentazione e il passaggio agevole dalla ricerca e sviluppo alle piccole serie produttive.
Sonicatore UIP1000hdT (1000 watt)
Sonicatore Hielscher UIP1000hdT
Ottimizzazione dei processi e produzione
UIP1000hdT è il sonicatore ideale per lo sviluppo e l’ottimizzazione dei processi e per il trattamento di lotti di medie dimensioni o in flusso continuo. Trasferisce un’elevata potenza ultrasonica a celle di flusso pressurizzabili o recipienti aperti per emulsificazione, dispersione, estrazione e reazioni sonochimiche, colmando il divario tra i piccoli sistemi di laboratorio e le linee di produzione da più kilowatt. Il raggruppamento di più unità in parallelo aumenta la capacità di trattamento quando necessario. Il sistema completamente digitale, con controllo tramite touchscreen, registrazione dei dati su scheda SD, controllo remoto tramite Ethernet, monitoraggio della temperatura e della pressione e un’ampia gamma di sonotrodi, consente studi sistematici dei parametri e un passaggio agevole dai primi cicli di sonicazione alla produzione validata.
Sonicatore UIP16000hdT (16.000 watt)
Sonicatore Hielscher UIP16000hdT
Sonicazione ad alte prestazioni
UIP16000hdT, ad alta potenza, è il sonicatore industriale per l’omogeneizzazione, la deagglomerazione, l’estrazione e la miscelazione ad alto taglio in linea su larga scala in ambienti produttivi impegnativi. Accoppia un’enorme potenza ultrasonica a celle di flusso pressurizzabili e a linee di processo montate su skid, rendendolo il sonicatore ideale per la capacità di trattamento richiesta dalla produzione su scala industriale. I 16 kilowatt di potenza ultrasonica continua supportano portate elevate. Più unità UIP16000hdT possono essere raggruppate in parallelo o in serie per raggiungere obiettivi di capacità molto elevati. La costruzione robusta per impieghi gravosi è adatta al funzionamento 24/7 con sospensioni abrasive, materiali di alimentazione viscosi o sistemi chimici reattivi. La facilità di controllo, la registrazione avanzata dei dati, le varie interfacce di controllo remoto e il monitoraggio in tempo reale della temperatura e della pressione forniscono ai team operativi la tracciabilità e il controllo necessari per la produzione soggetta a requisiti normativi.
| Caratteristica | Sonicatori a sonda | Sonicatori a bagno | Tecniche di omogeneizzazione convenzionali |
|---|---|---|---|
| Trasferimento di energia | Diretto e altamente efficiente, poiché la sonda è a contatto diretto con il campione. | Indiretto e meno efficiente, poiché l’energia si disperde in modo non uniforme in tutto il bagno. | Ad azionamento meccanico, spesso con una minore efficienza di trasferimento dell’energia. |
| Precisione | Altamente preciso e controllabile individualmente, consente un’applicazione mirata dell’energia. | Meno preciso, con l’energia distribuita in tutto il bagno. | Precisione moderata, a seconda della configurazione meccanica. |
| Flessibilità delle dimensioni del campione | Efficace per volumi piccoli e medi; può essere regolato per campioni di varie dimensioni. | Più adatto a volumi maggiori o a più piccoli campioni trattati contemporaneamente. | Variabile; spesso limitata dalle dimensioni e dal tipo di omogeneizzatore. |
| Tempo di trattamento | Tempi di trattamento più brevi grazie all’efficiente trasferimento di energia. | Tempi di trattamento più lunghi a causa dell’applicazione dispersa dell’energia. | Variabile; può essere più lungo a causa di un’applicazione meno efficiente dell’energia. |
| Controllo della temperatura | Può verificarsi un riscaldamento localizzato; spesso richiede un raffreddamento esterno. | Più adatto alle applicazioni sensibili alla temperatura, poiché il bagno può assorbire calore. | Controllo moderato, spesso richiede una gestione esterna della temperatura. |
| Scalabilità | Completamente scalabile in modo lineare, facilita enormemente il passaggio dalla verifica di fattibilità alla produzione industriale. | Difficile da portare su scala maggiore a causa della sonicazione non uniforme e dei limiti delle dimensioni del bagno. | Non facilmente scalabile a causa delle difficoltà nel mantenere gli stessi parametri di processo (ad esempio pressione e forza di taglio) su scale diverse, con conseguente variabilità del prodotto finale. |
| Costo | Costo iniziale più elevato, ma maggiore efficienza per attività specializzate. | Costo iniziale generalmente inferiore, ma minore efficienza. | Varia a seconda dell’apparecchiatura e dell’applicazione. |
Reattori a cella di flusso per sonicatori
Per le industrie e i laboratori che richiedono un trattamento a ultrasuoni continuo, Hielscher Ultrasonics offre reattori avanzati a cella di flusso compatibili con i suoi potenti sonicatori a sonda, tra cui UP400St (400 watt), UIP1000hdT (1000 watt) e UIP16000hdT (16kW).
Progettati per la sonicazione in linea
I reattori a cella di flusso sono progettati per consentire una sonicazione in linea efficiente, in cui i liquidi vengono trattati mentre attraversano la camera del reattore. Questa configurazione è ideale per i processi che beneficiano di risultati costanti e riproducibili per periodi prolungati, come l’emulsificazione, la riduzione delle dimensioni delle particelle o la disgregazione cellulare. Le celle di flusso offrono un’ottima soluzione per gli utenti che devono passare dal trattamento in lotti a una produzione continua con un’elevata capacità di trattamento.
Vantaggi principali
Uno dei principali vantaggi dei reattori a cella di flusso Hielscher è la possibilità di pressurizzarli, che intensifica significativamente gli effetti della cavitazione generati durante la sonicazione. Quando un liquido è sottoposto a onde ultrasoniche, si verifica la cavitazione – un fenomeno che comporta la formazione, la crescita e il collasso di bolle, con il rilascio di un’intensa energia che disgrega le particelle o le cellule. La pressurizzazione della cella di flusso amplifica queste forze di cavitazione, rendendo la sonicazione ancora più efficace. Per UP400St, UIP1000hdT e UIP16000hdT, questa capacità di pressurizzazione è fondamentale per massimizzare il trasferimento di energia e ottenere un’efficienza di processo superiore, soprattutto in applicazioni impegnative come la produzione di nanoemulsioni e dispersioni e l’estrazione di composti di valore.
Ottimizzazione dei processi
La sonicazione in linea mediante reattori a cella di flusso è una tecnica di ottimizzazione dei processi che offre molteplici vantaggi per le applicazioni ad alte prestazioni e la produzione industriale. Rispetto al trattamento tradizionale in lotti, la sonicazione in linea garantisce un flusso continuo di materiale, consentendo un controllo preciso dei parametri di sonicazione e una migliore scalabilità. Evitando la variabilità tra i lotti, la sonicazione in linea migliora l’uniformità del prodotto, rendendola la soluzione ideale per le industrie che danno priorità a risultati di alta qualità e riproducibili. Inoltre, i sonicatori Hielscher, utilizzati con reattori a cella di flusso, consentono notevoli risparmi di tempo, lavoro ed energia, migliorando l’efficienza complessiva del processo e riducendo i costi operativi. Per le aziende impegnate nella produzione su larga scala o nella ricerca, la sonicazione in linea offre un percorso verso una maggiore produttività, tempi di fermo ridotti e prodotti con caratteristiche superiori.
Che operiate in un laboratorio di ricerca o in un impianto industriale su larga scala, i sonicatori a sonda offrono una soluzione versatile ed efficace per un’ampia gamma di applicazioni.
- elevata efficienza
- tecnologia all’avanguardia
- affidabilità e robustezza
- controllo del processo regolabile e preciso
- in lotti e in linea
- per qualsiasi volume
- software intelligente
- funzioni intelligenti (ad esempio programmabilità, registrazione dei dati, controllo remoto)
- facilità e sicurezza d’uso
- manutenzione ridotta
- CIP (pulizia in loco)
Progettazione, produzione e consulenza – Qualità Made in Germany
I dispositivi a ultrasuoni Hielscher sono noti per i loro elevatissimi standard di qualità e progettazione. La robustezza e la facilità d’uso consentono un’integrazione agevole dei nostri dispositivi a ultrasuoni negli impianti industriali. I dispositivi a ultrasuoni Hielscher affrontano con facilità condizioni gravose e ambienti impegnativi.
Hielscher Ultrasonics è un’azienda certificata ISO e pone particolare attenzione ai dispositivi a ultrasuoni ad alte prestazioni dotati di tecnologia all’avanguardia e facili da usare. Naturalmente, i dispositivi a ultrasuoni Hielscher sono conformi CE e soddisfano i requisiti UL, CSA e RoHs.
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri dispositivi a ultrasuoni:
| Volume del lotto | Portata | Dispositivi consigliati |
|---|---|---|
| Da 0,5 a 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| Da 1 a 500mL | Da 10 a 200mL/min | UP100H |
| Da 10 a 2000mL | Da 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| Da 0,1 a 20L | Da 0,2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| Da 10 a 100L | Da 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| Da 15 a 150L | Da 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | Da 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | maggiore | gruppo di UIP16000 |
Domande frequenti
Che cos’è un sonicatore?
Un sonicatore è un dispositivo che utilizza ultrasuoni di potenza per agitare le particelle in un campione, generalmente in un liquido. Questa energia ultrasonica ad alta intensità crea rapide variazioni di pressione, che portano alla formazione e al collasso di piccole bolle, un processo chiamato cavitazione. Le forze meccaniche risultanti possono disgregare le cellule, disperdere materiali o omogeneizzare miscele, rendendo i sonicatori utili in campi come la biologia, la chimica e la scienza dei materiali per attività quali la disgregazione cellulare, la miscelazione, l’estrazione e l’emulsificazione. I sonicatori a sonda rappresentano quindi una tecnica consolidata per l’omogeneizzazione, l’estrazione e la macinazione a umido su scala di laboratorio e industriale.
Perché utilizzare un sonicatore?
Utilizzate un sonicatore quando serve un’erogazione rapida e uniforme di energia per la disgregazione cellulare, l’omogeneizzazione dei campioni e la miscelazione di liquidi e solidi. Le onde ultrasoniche controllate accelerano processi che spaziano dalla lisi cellulare alla dispersione di nanoparticelle e all’emulsificazione. Con un raffreddamento adeguato, la sonicazione rimane un metodo a basso apporto termico che contribuisce a preservare i materiali sensibili alla temperatura, rendendola preziosa nei laboratori e nella produzione.
Sonicatori Hielscher nella ricerca e nella scienza
Di seguito trovate una selezione di articoli scientifici che utilizzano sonicatori a sonda Hielscher nel funzionamento in lotti e in linea. Gli articoli spaziano dall’estrazione a ultrasuoni alla dispersione e all’elettrochimica. Se cercate un’applicazione specifica e i relativi riferimenti scientifici, contattateci.
- FactSheet UP400St – 400 Watts Powerful Probe-Type Sonicator
- FactSheet UIP1000hdT – 1000 Watts Powerful Sonicator for Bench-top and Industry
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthesis of NaP zeolite at room temperature and short crystallization time by sonochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 1, 2013. 314-321.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Manganiello R., Pagano M., Nucciarelli D., Ciccoritti R., Tomasone R., Di Serio M.G., Giansante L., Del Re P., Servili M., Veneziani G. (2021): Effects of Ultrasound Technology on the Qualitative Properties of Italian Extra Virgin Olive Oil. Foods. 2021 Nov 22;10(11):2884.