Reattori a flusso ultrasonico – Design, applicazioni e vantaggi
I reattori a ultrasuoni consentono un trattamento continuo in linea di liquidi e fanghi applicando potenti onde ultrasoniche. I reattori a ultrasuoni sono utilizzati per l'omogeneizzazione, la miscelazione, l'emulsificazione, la dispersione, l'estrazione, la disintegrazione cellulare, la pastorizzazione, la degassificazione, la dissoluzione e l'intensificazione di reazioni chimiche come la sintesi o la catalisi. Per saperne di più sulla tecnologia dei reattori a ultrasuoni e su come il vostro processo può trarre vantaggio dalla sonicazione!
A cosa servono le celle a flusso nei processi di sonicazione?
Una cella a flusso, nota anche come cella a flusso passante o reattore a flusso, è un dispositivo utilizzato in varie applicazioni scientifiche e ingegneristiche per consentire processi a flusso continuo. Le celle di flusso sono comunemente utilizzate nei processi di sonicazione, soprattutto quando vengono trattati volumi elevati con ultrasuoni di potenza. Una cella a flusso ultrasonico o un reattore sionochimico è una camera o una cella specializzata progettata per consentire il passaggio di un liquido o di un fango durante la sonicazione.
Le celle a flusso sono comunemente utilizzate in campi quali la miscelazione e l'omogeneizzazione, la chimica, la biologia, l'elettrochimica e la biotecnologia. Offrono diversi vantaggi rispetto ai processi batch, tra cui una sonicazione più uniforme, un maggiore controllo, una migliore cinetica di reazione, un trasferimento di massa efficiente e la possibilità di integrare il processo di sonicazione in modo efficiente in un processo di produzione in linea.
Applicazioni per le celle a flusso ultrasonico e i reattori sonotecnici
I reattori a ultrasuoni Hielscher possono essere utili per un'ampia gamma di reazioni chimiche che coinvolgono interfacce liquido-solido, liquido-liquido o liquido-gas. Alcuni esempi di reazioni che possono essere migliorate utilizzando reattori a ultrasuoni includono:
- Omogeneizzazione delle emulsioni: I reattori a ultrasuoni possono aiutare a rompere e disperdere le particelle nelle emulsioni, ottenendo prodotti più stabili e uniformi.
- Cristallizzazione: L'irradiazione a ultrasuoni può indurre la cristallizzazione nelle soluzioni, portando alla formazione di cristalli piccoli e uniformi con elevata purezza.
- Degassamento: L'irradiazione a ultrasuoni può essere utilizzata per rimuovere i gas disciolti dai liquidi, migliorando la qualità e la stabilità dei prodotti.
- Estrazione: I reattori a ultrasuoni possono aumentare l'efficienza dei processi di estrazione promuovendo la diffusione dei soluti attraverso le membrane o le interfacce.
- Polimerizzazione: L'irradiazione a ultrasuoni può favorire l'avvio e la propagazione delle reazioni di polimerizzazione, portando a tassi di reazione più rapidi e a pesi molecolari più elevati.
- Sintesi di nanoparticelle: I reattori a ultrasuoni possono essere utilizzati per sintetizzare nanoparticelle con dimensioni, forma e proprietà superficiali controllate.
- Sonocatalisi: L'irradiazione a ultrasuoni può potenziare l'attività catalitica di alcuni materiali, portando a velocità di reazione più elevate e a una migliore selettività.

Il sonicatore industriale UIP6000hdT con reattore a celle di flusso a ultrasuoni e armadio di protezione acustica.
Design sofisticato del reattore a ultrasuoni per risultati di processo superiori
Quando si parla di reattori in linea per il trattamento dei liquidi, occorre considerare diversi fattori importanti. I reattori a ultrasuoni Hielscher sono progettati e costruiti in base a questi fattori, che possono variare a seconda dell'applicazione specifica e dei requisiti, ma ecco alcune considerazioni rilevanti:

Omogeneizzatore ad ultrasuoni industriale 4kW UIP4000hdT con reattore a flusso continuo per la miscelazione e l'omogeneizzazione in linea
Sonicatori e reattori sonici per processi a flusso in linea
Hielscher Ultrasonics offre sonicatori e reattori a ultrasuoni ad alte prestazioni per il trattamento di liquidi di qualsiasi dimensione.
Progettazione, produzione e consulenza – Qualità Made in Germany
I sonicatori e i reattori sicochimici Hielscher sono noti per i loro elevati standard di qualità e progettazione. La robustezza e la facilità di funzionamento consentono di integrare senza problemi i nostri sonicatori e le nostre celle di flusso a ultrasuoni negli impianti industriali. I sonicatori Hielscher sono in grado di gestire facilmente condizioni difficili e ambienti impegnativi.
Hielscher Ultrasonics è un'azienda certificata ISO e pone particolare enfasi sugli ultrasuonatori ad alte prestazioni, caratterizzati da tecnologia all'avanguardia e facilità d'uso. Naturalmente, gli ultrasuoni Hielscher sono conformi alla normativa CE e soddisfano i requisiti UL, CSA e RoH.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:
Volume di batch | Portata | Dispositivi raccomandati |
---|---|---|
0,5-1,5 mL | n.a. | VialTweeter | 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 |
Da 15 a 150L | Da 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
n.a. | 10 - 100L/min | UIP16000 |
n.a. | più grande | cluster di UIP16000 |
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Letteratura / Referenze
- Barrera-Salgado, Karen; Ramírez-Robledo, Gabriela; Alvarez-Gallegos, Alberto; Arellano, Carlos; Sierra, Fernando; Perez, J. A.; Silva Martínez, Susana (2016): Fenton Process Coupled to Ultrasound and UV Light Irradiation for the Oxidation of a Model Pollutant. Journal of Chemistry, 2016. 1-7.
- 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.
- Antonia Tamborrino, Agnese Taticchi, Roberto Romaniello, Claudio Perone, Sonia Esposto, Alessandro Leone, Maurizio Servili (2021): Assessment of the olive oil extraction plant layout implementing a high-power ultrasound machine. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 73, 2021.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni da laboratorio a dimensione industriale.