超音波崩壊:濡れ、溶解、分散

超音波崩壊器とその用途

超音波崩壊器は、粒子、結晶、繊維などの固体に必要な影響を生み出す強烈な剪断力を提供し、それらを破壊し、例えばミクロンまたはナノサイズに分解します。このような高剪断ブレードミキサー、高圧ホモジナイザー、ビーズミル、マイクロ流体装置などの代替崩壊方法と比較すると、超音波崩壊剤は、いくつかの主要な利点を提供します。

超音波崩壊器の利点

• 高強度キャビテーションおよびせん断
• 均一な粒子処理
• 高固形分濃度
• ノズルなし/詰まりなし
• 製粉媒体(ビーズ)不要
• リニアなスケーラビリティ
• イージー & 安全な操作
• 清掃が容易
• 時間- & エネルギー効率

超音波プローブ型崩壊器の動作原理は、音響キャビテーションの生成に基づいています。超音波プローブを介して、高強度の超音波は、プロセス媒体(すなわち液体またはスラリー)に伝達される。超音波波は液体を通過し、そこで高圧、低圧サイクルを交互に生成します。低圧サイクルの間に微小な真空気泡、いわゆるキャビテーション気泡が発生します。これらのキャビテーション気泡は、彼らがこれ以上のエネルギーを吸収することができないサイズに達するまで、いくつかの圧力サイクルにわたって成長します。この時点で、キャビテーション気泡は激しく爆発し、非常に高温、圧力、極端な温度と圧力差(高い加熱/冷却速度と圧力変動による)、マイクロ乱流および最大180m /sの速度の液体流れなどの局所的に極端な条件を作成します。これらの条件は、高速液体の流れが粒子が衝突するように媒体内の粒子を加速するので、媒体内の粒子に大きな機械的影響を示す。粒子間衝突によって、固体物質(例えば、粒子、繊維、細胞)が侵食され、粉砕され、ミクロンおよびナノサイズのビットに断片化される。
超音波によって作成された高い乱流は、相間の物質移動を増加させ、それによって粉末または不均一な化学反応の溶解を促進する。これにより、超音波崩壊器は、粉砕、分散、乳化、溶解などのプロセスを強化するための好ましいツールになります。

超音波崩壊器の応用

• 製粉 & 研削
• 解凝集 & 分散
• 乳化
• 粉末の溶解
• 大量移送の改善
• ソノケミカル反応

粒子サイズの減少のための超音波崩壊器

超音波崩壊器は、粒子サイズの減少および粒子分布のために使用され、ウェザーは、これは一次粒子の実際のコミュニケーション(粉砕と呼ばれる)または凝集物の破壊(脱凝集/分散と呼ばれる)を意味する。

超音波粉砕前後のMg2Siの粒径分布およびSEM画像(UM)。(a) 粒子サイズ分布(b) 超音波粉砕前のSEM画像;(c) 超音波粉砕後のSEM画像を50%PVP–50%EtOHで2時間処理する。
出典:マルケス・ガルシアら 2015.

ミリング用超音波崩壊器 & 研削

超音波生成キャビテーションは、強烈なせん断力を作成し、それによって関連する相互特定の衝突。スラリー中の固体は、ミリング媒体(ビーズ/パールミル内のビーズまたはパールに匹敵する):キャビテーション液体の流れによって加速され、最大180m/sの速度を容易に達成します。粒子がこのような巨大な速度でお互いに衝突すると、粒子が壊れてミクロンとナノサイズの断片に粉砕されます。超音波崩壊器は一次粒子を破壊することさえできる。超音波フローセル反応器は、超音波粉砕が狭い粒度分布をもたらすように、すべての粒子の均一な処理を保証します。
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脱凝集のための超音波崩壊器 & 分散

超音波プロセスパラメータは非常に正確に制御することができるので、超音波崩壊器は、高振幅と高い圧力が適用されたときに一次粒子を粉砕することができます。一方、超音波崩壊システムは、粒子構造と表面がそのまま残るように、より低い振幅と穏やかな条件で操作することもできるが、凝集体が分解され、個々の粒子がスラリー中に均一に分布している。
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乳化のための超音波崩壊器

2つの非混和性液体(例えば、水と油)が超音波処理されると、超音波キャビテーションは液滴を破壊する – 2つの不混和相の非常に小さな液滴を生成し、その後一緒に混合される。超音波崩壊器はナノサイズの液滴を容易に生成するので、安定した超音波エマルションは、長期的な安定性と透明な外観を示す。
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溶解のための超音波崩壊器

超音波崩壊器は、迅速な、簡単で安全な手順で粉末および錠剤を溶解するために使用されます。超音波生成キャビテーションは、固体の表面を侵食し、それによって均一溶液を生成する液体に浸食断片を輸送します。
製薬業界では、錠剤の溶解は、分析目的などの日常的な作業です。錠剤が水性環境にさらされると、錠剤は非常に時間のかかるプロセスでゆっくりと溶解します。一般的な攪拌機またはブレード攪拌機の使用をしても、錠剤の完全な溶解は時間のかかるままです。超音波キャビテーションとその非常に強烈なせん断力は、錠剤から粒子を取り外し、希釈剤に輸送し、それによって錠剤表面と新鮮な、不飽和希釈液間の物質移動を継続的に継続して維持する。これは、超音波溶解は、薬物溶解を加速するのに役立つ非常に迅速かつ効率的なプロセスを溶解します。
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機械的崩壊器の仕組み

超音波ラボ崩壊器は、産業崩壊器と同じ機械的原理を使用します。崩壊体混合系は、凝集体および凝集体を崩壊させ、固体を可溶化するか、液体混合で固体粒子を分散させる。超音波崩壊はバッチタンクまたはインラインフローセル反応器に高強度の超音波プローブを組み込みます。超音波崩壊器のプローブ(ソトロード)は、非常に高い周波数で液体内で振動し、液体中に強烈な超音波キャビテーションを作成します。各キャビテーションバブル崩壊は、凝集体、凝集物、さらには一次粒子を破壊する強力なせん断力をもたらします。また、超音波キャビテーションは、最大1000km/hで高速キャビテーションストリーミングを生成します。キャビテーション液体ジェットは、粒子凝集体を妨げ、細胞壁を破裂させ、スラリー内の物質移動を改善し、液体体積全体に固体を分散させる。超音波キャビテーション分野では、圧力は真空と1000barまでの間で迅速かつ繰り返し交互に。4ミキサーブレードを備えたロータリーミキサーは、同じ周波数の圧力サイクルを実現するために、驚異的な300,000 RPMで動作する必要があります。従来の回転式ミキサーおよび回転子固定子のミキサーは速度の限界のためにキャビテーションのかなりの量を作成しない。

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ラボ超音波崩壊器

プローブ型超音波装置は、あらゆる研究室で非常に便利なツールです。超音波プローブ(ソトロードとも呼ばれる)は、液体に超音波振動を組み合わす単純な幾何学と簡単にきれいなチタン棒です。ヒールシャーは、幅広いサイズの超音波プローブとヒントを作ります。実験室で固体の最も一般的な崩壊のために、3、7、14、または22mmの先端の直径の超音波の調査は非常に有用である。他のプローブサイズとカスタムサイズの超音波プローブが利用可能です。実験室崩壊のための典型的な超音波装置は100から400ワットの超音波電力の範囲。

産業用超音波崩壊器

ヒールシャー産業崩壊器は大きいスラリーの流れの頑丈な連続的な崩壊のために設計されている高出力の超音波プロセッサである。これらの産業システムは高い固体の集中を容易に扱うことができる。産業用超音波プローブは、任意の方向にスチールタンク、ガラス反応器またはプラスチック容器に取り付けることができるフランジが装備されています。超音波処理容器またはフローセルを加圧すると、音響キャビテーションを強化し、それによって超音波処理プロセスを強化します。典型的な超音波産業崩壊装置は、ソトロードあたり超音波電力の1000〜16,000ワットの範囲です。

超音波崩壊が広く見られる産業:

• 固形/液体製剤の分散、溶解、混合
• 材料科学
• 分析前のサンプル準備
• ナノ粒子アプリケーション
• 粒子の官能基化
• 相転移反応
• 結晶化/沈殿
• 食品加工
• 製紙業
• バイオマス消化

右の超音波崩壊器を購入する方法?

ヒールシャー超音波は、粒子を分散し、破壊したり、液体に粉末を溶解するために使用される高性能超音波崩壊器の長年の経験豊富なメーカーです。市場のリーダーとして、ヒールシャーは、完全工業規模まで、ラボとベンチトップから超音波崩壊器とホモジナイザーを設計、製造、販売しています。

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ヒールシャー超音波’ 産業用超音波プロセッサは、硬い粒子や凝集体を破壊したり、高固体濃度でスラリーを処理するために必要とされる非常に高い振幅を簡単に提供します。ヒールシャー工業用崩壊器は24/7操作で連続的に200μmまでの振幅と作動させることができる。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソトロードが利用可能です。ブースターホーン、フローセル、超音波処理反応器、完全な再循環設定などのさらなるアクセサリーが容易に利用可能であり、あなたのプロセス要件に指定された超音波システムを構成することができます。

洗練された超音波崩壊器

ヒールシャー超音波は、最高のユーザーの親しみやすさと最先端の技術的進歩と高性能崩壊機に焦点を当てています。これは、ヒールシャーラボ崩壊器の基準が産業機械の知性にますます適応することを意味します。ユーザーは、ブラウザのリモコンを介してヒールシャーのデジタル超音波処理器を制御することができます。自動データ記録ソフトウェアは、内蔵のSDカード上のCSVファイルとしてネットパワー、総電力、振幅、温度、圧力、時刻と日付などのすべての重要な超音波パラメータを書き込みます。さらに、超音波崩壊器は、決定された時間または特定のエネルギー入力またはプログラムの脈動超音波処理モードの後に自動遮断するようにプログラムすることができる。プラグ可能な温度および圧力センサーはサンプルの状態を注意深く追跡することを可能にする。熱に敏感な材料の温度制御はプロセス結果の質の重要な要因であるので、Hielscherは目標温度範囲でプロセス温度を保つためにさまざまな解決を提供する。
ヒールシャー超音波処理器の洗練された機能は、最高のプロセス制御、信頼性が高く、再現性の超音波処理結果、ユーザーフレンドリさと作業快適さを保証します。
ヒールシャー超音波’ 産業用超音波プロセッサは非常に高い振幅を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソトロードが利用可能です。このような高振幅を実行する能力は、お客様が効果的に一次粒子をナノサイズに加工することを可能にします。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。

品質 – ドイツ製

家族経営の家族経営のビジネスとして、ヒールシャーは、その超音波処理装置の高品質に誇りを持っています。すべての超音波処理器は、ベルリン、ドイツの近くのテルトウの本社で設計、製造、テストされています。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。

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下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：