超音波による高せん断混合
高剪断ミキサーは、2つ以上の液固相または液液相の均一な分散、ブレンド、および乳化を提供するために、液体およびスラリーに高剪断力を加えます。超音波処理は、高出力超音波が液体に結合するときに発生する音響キャビテーションを介して高いせん断力を生成します。超音波高剪断ミキサーは優れた混合技術であり、一般的に使用される高剪断ブレードミキサー、多軸ミキサー、高圧ホモジナイザー、コロイドミル、およびブレード攪拌機を容易に優れています。
超音波高せん断ミキサーの利点
超音波高せん断ミキサーは、50Wのラボ用ホモジナイザーから最大16,000Wの工業用混合システムまで利用できます。ラボ、ベンチトップ、工業用の超音波高剪断ミキサーの幅広いポートフォリオにより、お客様の用途や生産量に最適な超音波高剪断ミキサーを選択することができます。
超音波プローブでの高振幅は、高速および複雑な乱流の液体流で激しいキャビテーションを生じる。超音波で生成された激しい油圧および機械的せん断により、粒子と液滴がミクロンおよびナノサイズに減少します。超音波処理プロセスのパラメータは正確に制御可能で調整可能であるため、混合、粉砕、または分散の影響は、材料およびプロセス目標に正確に適合させることができます。超音波高剪断ミキサーは、混合/粉砕時間を短縮し、信頼性の高い微細および超微細分散液を生成します。
超音波ミキサーは、バッチおよびインラインフロープロセスに使用できます。超音波フローセルと反応器の多様性により、非常に異なる流量と粘度でストリームを混合することができます。超音波高せん断ミキサーは、非常に高い固体濃度を扱うことができ、非常に研磨性の粒子でも問題ありません。
超音波処理による高せん断混合はどのように機能しますか?
超音波高剪断ミキサーは、高剪断ブレードミキサー、マルチシャフトミキサー、コロイドミル、高圧ホモジナイザー、ブレード攪拌機システムなどの工業用混合システムと同じ機械的原理を使用します。超音波混合システムは、粒子を分散させ、粉砕し、油相と水相を乳化し、固体を可溶化し、液体やスラリー中のあらゆる種類の材料の均質な混合物を生成するために使用されます。超音波せん断ミキサーは、超音波プローブをバッチタンクやフローセルなどの混合容器に統合します。超音波崩壊プローブは、液体中で非常に高い周波数で振動し、液体中に激しい超音波キャビテーションを作り出します。キャビテーション気泡の崩壊は、強力なせん断力をもたらし、液滴、凝集体、凝集体、さらには一次粒子を混乱させ、破壊します。超音波キャビテーションが最大1000km / hの高速キャビテーションストリームを生成すると、キャビテーション液体ジェットは粒子を加速します。加速された粒子が互いに衝突すると、は粉砕媒体として機能します。その後、衝突した粒子は粉々になり、ミクロンまたはナノサイズに縮小されます。超音波キャビテーション分野では、圧力は真空と最大1000barの間で迅速かつ繰り返し交互に変化します。4つのミキサーブレードを備えたロータリーミキサーは、同じ周波数の交互圧力サイクルを達成するために、驚異的な300,000RPMで動作する必要があります。従来のロータリーミキサーやローターステーターミキサーは、速度に制限があるため、キャビテーションを大きく発生させません。

超音波高せん断ミキサー UIP2000hdT、2kWの強力なミキシングユニット
加工のヒント:圧力下での超音波混合
超音波反応器またはフローセルに圧力を加えると、音響キャビテーションが強まります。ヒールシャー超音波は、容易に5 bargまで加圧することができる様々なフローセルと反応器タイプを供給しています。カスタマイズされた超音波反応器は、最大300bargの高圧を処理できます。
超音波高せん断ミキサーとその応用
超音波高剪断ミキサーは、固体、液滴、結晶、繊維などの粒子に必要な影響を与える激しい剪断力を発生させ、それらをミクロンまたはナノの範囲の目標サイズに破壊し、分解します。材料の硬度と脆性に応じて、超音波プロセスパラメータを正確に調整して、吸引された混合結果を得ることができます。高せん断ブレード攪拌機、高圧ホモジナイザー、コロイド/ビーズミル、シャフトミキサーなどの代替混合方法と比較すると、超音波崩壊器はいくつかの大きな利点を提供します。
超音波高せん断ミキサーの利点
- 高強度キャビテーションとせん断
- 均一な粒子処理
- 高固形分濃度
- ノズルなし/目詰まりなし
- フライス加工媒体(ビーズなど)は必要ありません
- 線形スケーラビリティ
- 易しい & 安全な操作
- お手入れが簡単
- 時間- & エコ
粒子サイズを小さくするための超音波高せん断ミキサー
超音波崩壊剤は、これが一次粒子の実際の粉砕(粉砕と呼ばれる)または凝集体の破壊(解凝集/分散と呼ばれる)を意味するかどうか、粒子サイズの縮小および粒子分布に使用されます。
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乳化のための超音波高いせん断ミキサー
2つの非混和性液体(例えば、水と油)をプローブ型超音波ミキサーを使用して超音波処理すると、超音波キャビテーションが液滴を破壊します – 2つの非混和性相の非常に小さな液滴を生成し、それらを混合します。超音波高剪断ミキサーがナノサイズの液滴を容易に生成するので、安定化超音波エマルジョンは長期安定性および透明透明外観を示す。
どのような種類のエマルジョンにも特定の乳化/せん断閾値があり、最適な液滴サイズと特性が得られるため、混合パラメータの正確な調整が重要です。せん断が低すぎると液滴が大きすぎて、液滴がすぐに合体して相分離につながりますが、せん断が大きすぎると製品が破壊される可能性があります。超音波高剪断ミキサーは、プロセスのニーズに合わせて正確に制御および調整できます。
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超音波高せん断ミキサー UP200HTの 乳化用
ブレンドと溶解のための超音波高せん断ミキサー
超音波高剪断ミキサーは、粉末、顔料、繊維などの粒子を迅速で信頼性が高く、容易に溶解、混合、粉砕、分散させるために使用されます。超音波で生成されたキャビテーションは、固体と液体の間の物質移動を増加させます。超音波キャビテーションは固体粒子に強い影響を与えます:キャビテーション液体の流れは固体の表面を侵食し、侵食された破片を液体に輸送して均質な懸濁液を生成します。
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超音波高せん断ミキサーの用途
- 製粉 & 研削
- 解凝集 & 分散
- 乳化
- 粉末の溶解
- 物質移動の改善
- 音響化学反応

ザ ソノステーション – 2x 2kWの超音波装置、攪拌タンク、ポンプを備えた超音波システム – は、ブレンド、ミリング、分散アプリケーション向けのユーザーフレンドリーなシステムです。
あらゆるサイズの高せん断ミキサー
ヒールシャー超音波は、コンパクトでありながら強力な実験装置から、商業生産レベルでの大量のストリームの処理のためのパイロットおよび工業用高せん断ミキサーまで、高性能高せん断ミキサーを設計、製造、配布しています。
ラボ用高剪断ミキサー
プローブタイプの超音波ミキサーは、すべての研究室で確立されたツールです。超音波プロセスは大規模に直線的にスケールアップすることができるため、ヒールシャー超音波高せん断ミキサーは、小規模でプロセスを開発し最適化するのに理想的です。次に、最適なプロセスパラメータを確立した後、ミキシングアプリケーションをパイロット生産と大量生産に直線的に拡大できます。
ヒールシャーは、50〜400ワットの超音波混合電力の電力範囲でラボスケールの作業用の超音波高せん断ミキサーを提供しています。
産業用高せん断ミキサー
ヒールシャー工業用高剪断ミキサーは、ヘビーデューティーの下で大きなスラリーストリームをフライス加工、分散、乳化、およびブレンドするために設計された高出力超音波プロセッサです。これらの工業用ミキサーは、高濃度の固体や研磨粒子を簡単に処理できます。工業用超音波高せん断ミキサーのプローブ(ソノトロード)にはフランジが装備されているため、ミキサーを任意の方向のスチールタンク、ガラス容器、またはプラスチック容器に組み込むことができます。これにより、超音波処理容器を加圧することができます。超音波容器またはフローセルに圧力を加えると、音響キャビテーションが激しくなり、それによって超音波混合プロセスが促進されます。ヒールシャー超音波は、500から16,000ワットまでの工業用高せん断ミキサーを提供しています。UIP16000により、ヒールシャーは世界で最も強力な超音波高剪断ミキサーを提供しています。
高粘度材料? – 大丈夫! ベンチトップおよび工業用カテゴリのすべてのヒールシャー超音波プロセッサは、最大250,000センチポアズの粘性スラリーを簡単に処理できます。粘度が2,000 cPを超える場合は、超音波の流体への結合を改善するために、フロースルーセルとプログレッシブキャビティポンプを組み合わせて使用することをお勧めします。
適切な超音波高せん断ミキサーを見つける方法は?
ヒールシャー超音波は、ナノエマルジョンを調製するために、または液体に粉末を溶解するために、粒子を分散させ、破壊するために使用される強力で信頼性の高い超音波高剪断混合システムの長年の経験豊富な製造業者です。超音波ミキサーのマーケットリーダーであること、ヒールシャーは、実験室やベンチトップからパイロットおよび全工業規模まで超音波高剪断ミキサーおよびホモジナイザーを設計、製造および配布しています。
次の質問に答えることで、プロセスに最適な高せん断ミキサーを見つけることができます。
- ターゲットアプリケーションは何ですか?
- 処理する必要がある一般的な量はどれくらいですか?
- プロセスの重要な要素は何ですか?
- 達成しなければならない品質基準は何ですか?
私たちのよく訓練された経験豊富なスタッフは、あなたの混合プロセスの質問や概念についてあなたを支援します。ヒールシャー超音波は、お客様が最も理想的な超音波高剪断ミキサーを見つけるのを助けるために、超音波処理に関する詳細なコンサルティングを提供しています。しかし、ヒールシャーのサービスはここで終わるのではなく、私たちはプロセス開発、最適化、スケールアップ中に彼らを支援するために、彼らの施設または私たちの超音波プロセスラボとテクニカルセンターのいずれかで顧客を訓練します。
Hielscher Ultrasonics’ 工業用超音波プロセッサは、硬い粒子や凝集体を破砕したり、高固形濃度のスラリーを処理したりするために必要な非常に高い振幅を容易に提供します。ヒールシャー工業用ミキサーは、24 / 7操作で最大200μmの振幅で連続して簡単に動作します。特定のプロセスでさらに高い振幅が必要な場合は、カスタマイズされた超音波プローブを利用できます。ブースターホーン、フローセル、超音波処理リアクター、完全な再循環セットアップなどのアクセサリは、すぐに利用でき、プロセス要件に最適に適合した超音波混合システムを構成できます。媒体と接触する唯一の部品であるすべてのソノトロードとリアクターは、CIP/SIP(洗浄および滅菌)です。
洗練された超音波高せん断ミキサー
ヒールシャー超音波は、最高の使いやすさと最先端の技術的進歩を備えた高性能細胞崩壊剤に焦点を当てています。これは、ヒールシャーラボの崩壊器の標準が産業機械の知能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装置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、ネットパワー、総パワー、振幅、温度、圧力、時間、日付などのすべての重要な超音波パラメータを内蔵SDカードにCSVファイルとして書き込みます。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脈動超音波処理モードの後に自動シャットオフするようにプログラムすることができる。プラグ式の温度センサーと圧力センサーにより、サンプルの状態を注意深く追跡できます。熱に敏感な材料の温度制御は、プロセス結果の品質にとって重要な要素であるため、ヒールシャーは、プロセス温度を目標温度範囲に保つためのさまざまなソリューションを提供しています。
ヒールシャー超音波装置の洗練された機能は、最高のプロセス制御、信頼性と再現性のある超音波処理結果、使いやすさと作業の快適さを保証します。
品質 – ドイツ製
家族経営の企業として、ヒールシャーは、その超音波プロセッサのための最高の品質基準を優先しています。すべての超音波装置は、ドイツのベルリン近郊のテルトウにある本社で設計、製造、徹底的に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と信頼性は、それをあなたの生産の働き者にします。全負荷下で、要求の厳しい環境での24 / 7操作は、ヒールシャーの高性能ミキサーの自然な特性です。
あなたはヒールシャー超音波高せん断ミキサーを任意の異なるサイズで購入し、あなたのプロセスに構成することができます。小さな実験室のビーカーで流体を処理することから、工業レベルでのスラリーの連続フロースルー混合まで、ヒールシャー超音波はあなたに適切な高せん断ミキサーを提供します!お問い合わせください – 私たちはあなたに理想的な超音波ミキサーのセットアップをお勧めしてうれしいです!
以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力を示しています。
バッチボリューム | 流量 | 推奨デバイス |
---|---|---|
1〜500mL | 10〜200mL/分 | UP100Hの |
10〜2000mL | 20〜400mL/分 | UP200HTの, UP400セント |
0.1〜20L | 0.2 から 4L/min | UIP2000hdT |
10〜100L | 2〜10L/分 | UIP4000hdTの |
N.A. | 10〜100L/min | UIP16000 |
N.A. | 大きい | クラスタ UIP16000 |
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知っておく価値のある事実
超音波装置と高せん断ミキサーとしてのそれらの使用
超音波装置は、超音波プローブを介して超音波振動を処理媒体に伝達することによって定義されるプローブタイプの超音波装置です。このプローブは、ソノトロードとも呼ばれ、超音波周波数(20kHzなど)で振動するチタンロッドです。20kHzで振動するということは、プローブの水平面が毎秒20,000回膨張および収縮していることを意味します。プローブの先端での超音波周波数範囲のこれらの急速な動きは、流体に結合されています。流体中では、超音波が媒体を伝わり、高圧/低圧のサイクルを交互に生成します。低圧サイクルでは、極小の真空気泡が発生し、数回の圧力サイクルで成長し、それ以上のエネルギーを吸収できなくなるポイントに到達します。最大の成長ポイントで、キャビテーションバブルは激しく破裂します。爆縮は、非常に高い温度と圧力、それぞれの温度と圧力の差、最大180m/秒の速度の液体の流れ、および乱流を伴うエネルギー密度の高い磁場をもたらします。このキャビテーションエネルギーは、液体やスラリーに強い影響を与え、並外れた混合、ブレンド、粉砕、分散、乳化の結果をもたらします。超音波高剪断ミキサーは、非常に狭い粒子/液滴サイズ分布を有するナノサイズの粒子および液滴を容易に生成する。
超音波/音響キャビテーションと流体力学的キャビテーション処理の違いはこちらでお読みください。
超音波高せん断ミキサーの一般的な産業
- 固液製剤の分散、溶解、混合
- 乳化
- 材料科学
- 分析前のサンプル調製
- ナノ粒子アプリケーション
- 粒子の官能化
- 相間移動反応
文献/参考文献
- Pohl M.; Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. International Congress for Particle Technology PARTEC 2004; Nuremberg, Germany.
- Thomas Leong, Muthupandian Ashokkumar, Sandra Kentish(2011): The Fundamentals of Power Ultrasound. – A Review. Acoustics Australia, 54 – Vol. 39 August 2011.
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, September 1994. 253-263.
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- S.E. Karekar; B.A. Bhanvase; S.H. Sonawane; M.P. Deosarkar; D.V. Pinjari; A.B. Pandit(2014): Synthesis of zinc molybdate and zinc phosphomolybdate nanopigments by an ultrasound assisted route: Advantage over conventional method. Chemical Engineering and Processing 87; Nov. 2014.