研究室用超音波装置向けフローセルおよびインラインリアクター

研究室用超音波ホモジナイザーは、液体やスラリーのバッチ処理およびインライン処理に使用できます。代表的な用途には、均質化、分散、乳化、溶解、さらにソノケミカル反応があります。連続インライン超音波処理向けに、さまざまなサイズや形状のフローセルおよびインラインリアクターをご用意しています。

研究室規模での超音波インライン処理

超音波ホモジナイザー用フローセルリアクターは広く知られており、工業生産における大容量の処理に広く使用されています。一方、研究室規模や卓上規模での少量処理にも、超音波フローセルの使用はさまざまな利点をもたらします。超音波フローセルでは、材料がフローセルチャンバー内の限られた空間を所定の条件で通過するため、均一な処理結果を得ることができます。滞留時間、処理温度、通過回数などの超音波処理要因を精密に制御できるため、目標を確実に達成できます。
Hielscherのフローセルおよびインラインリアクターには、最適な処理温度を維持するための冷却ジャケットが付いています。特定の処理要件を満たすために、さまざまなサイズや形状のフローセルリアクターをご用意しています。
研究室用超音波装置とフローセルリアクターを組み合わせることで、多くの人的作業を要することなく、より大容量のサンプルを処理できます。超音波フローセルを用いる構成では、液体をポンプでステンレス鋼製またはガラス製の超音波リアクターに送ります。フローセル内では、液体やスラリーに精密に調整可能な超音波処理が施されます。すべての材料がソノトロード直下のキャビテーションのホットスポット領域を通過し、均一な超音波処理を受けます。キャビテーション領域を通過した後、液体はフローセルの出口に到達します。プロセスに応じて、超音波フロースルー処理はシングルパス処理またはマルチパス処理として実施できます。例えば超音波処理中に熱に敏感な材料の劣化を防ぐなど、処理に適した一定の温度を維持するため、フローセルリアクターには放熱を改善するジャケットが設けられています。
少量から大容量まで： 研究室規模や卓上規模で処理する少量の材料から、工業生産規模での非常に大きな処理量まで、処理結果を線形にスケールアップできます。Hielscherの超音波装置は、マイクロリットルからガロンまで、あらゆる容量に対応しています。
Hielscherのフローセルは全体をオートクレーブ滅菌でき、ほとんどの化学薬品との使用に適しています。

当社の 研究室用 および 産業用超音波ホモジナイザーについて詳しくご覧ください!

研究室用超音波装置とフローセル

以下に、当社の研究室用超音波装置と、それぞれに適合するフローセルおよびソノトロードをご紹介します。
UP400St (24kHz, 400W):
ソノトロードS24d14D、S24d22D、S24d22L2DにはOリングシールが付いています。ソノトロードの型式S24d14DおよびS24d22Dは、フローセルFC22K（ステンレス鋼製、冷却ジャケット付き）に対応しています。

UP200St (26kHz, 200W) / UP200Ht (26kHz, 200W):
ソノトロードS24d2DおよびS24d7DにはOリングシールが装備されており、フローセルFC7K（ステンレス鋼製、冷却ジャケット付き）およびFC7GK（ガラス製フローセル、冷却ジャケット付き）に対応しています。

UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
UP50HとUP100Hには、同じ型式のソノトロードとフローセルを使用できます。ソノトロードMS7およびMS7L2にはシールが設けられており、フローセルD7K（ステンレス鋼製）およびGD7K（ガラス製フローセル、冷却ジャケット付き）との使用に適しています。

超音波フローセルの運転条件を最適化する方法

Hielscher Ultrasonicsは、多様な超音波フローセルおよびソノケミカルリアクターをご提供しています。フローセルの設計（すなわち、フローセルの形状とサイズ）およびソノトロードは、液体やスラリーと、目標とする処理結果に応じて選択する必要があります。
下表に、フローセル内の超音波条件に影響する最も重要なパラメーターを示します。

• 温度： 冷却ジャケット付きフローセルは、所望の処理温度の維持に役立ちます。流体固有の沸点に近い高温では、液体の密度が低下するため、キャビテーション強度が低下します。
• 圧力： 圧力は、キャビテーションを強めるパラメーターです。超音波フローセルを加圧すると流体の密度が増加し、それによって音響キャビテーションが増強されます。Hielscherの研究室用フローセルは最大1 bargまで加圧でき、Hielscherの産業用フローセルおよびリアクターには最大300atm（約300 barg）を加えることができます。
• 液体の粘度： 液体の粘度は、超音波インライン装置構成における重要な要因です。小型の研究室用フローセルは低粘度の媒体に使用することが望ましい一方、Hielscherの産業用フローセルは、ペーストを含む低粘度から高粘度までの材料に適しています。
• 液体の組成： 液体の粘度の影響については、上記で説明しました。処理する液体に固体が含まれていなければ、ポンプによる移送や供給は容易で、流動特性も予測できます。粒子や繊維などの固体を含むスラリーの場合は、粒径や繊維長を考慮してフローセルの形状を選択する必要があります。適切なフローセル形状は、固体を含む流体の流れを促進し、均一な超音波処理を確保します。
• 溶存ガス： 気泡は音響キャビテーションと、それに特有の真空気泡の発生を妨げるため、超音波フローセルに供給する液体には多量の溶存ガスが含まれていないことが望まれます。

小規模および大規模の超音波フローリアクターは、高出力超音波処理のメカニズムと効果を研究し、制御できるため、研究、研究開発、産業分野で非常に広く利用されています。そのため、超音波フローセルおよびインラインリアクターは、生物学的、製薬、化学プロセスのさまざまな用途に導入されています – 研究室規模、パイロット規模、産業規模にわたって使用されています。
Hielscher Ultrasonicsのホモジナイザー、ソノトロード、フローセルは、理想的な超音波処理装置構成を組み立てられるよう、さまざまな設計で提供されています。経験豊富なスタッフが、お客様のプロセス目標に最適な装置構成についてご相談に応じます！

下表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力の目安を示しています：