超音波ホモジナイザー

超音波ホモジナイザーは、固液および液液懸濁液を混合および均質化するための強力なツールです。超音波均質化は、液体中の粒子を減少させて、それらが均一に小さくそして均一に分布するようにする機械的プロセスである。ヒールシャーは、実験室や生産規模でのアプリケーションのための強力な超音波ホモジナイザーを提供しています。

超音波ホモジナイザーの用途と影響

超音波ホモジナイザーは、強力で信頼性の高いミキサーであり、ラボや業界で多くの用途に使用されています。
超音波ホモジナイザーは、次のようなさまざまなアプリケーションに使用できます。

• 均一化： 超音波ホモジナイザーは、サンプルを均質化して均一で一貫性のある混合物を作り出すことができます。
• 分散： 超音波ホモジナイザーを使用して、固体粒子を液体に分散させ、安定した懸濁液を作り出すことができます。超音波処理は、ナノ分散体を作り出すのに非常に効率的です。
• 乳化： 超音波ホモジナイザーは、油や水などの非混和性液体を分解して分散させることにより、安定したエマルジョンおよびナノエマルジョンを作り出すために使用することができる。
• 細胞の混乱: 超音波ホモジナイザーは、タンパク質、核酸、酵素、代謝産物などの細胞内成分を抽出するために細胞を開放することができます。
• 脱 ガス： 超音波ホモジナイザーは、HPLC溶媒の脱気や冷却液など、液体から溶存ガスを除去するために使用できます。
• 超音波支援化学反応: 超音波ホモジナイザーは、ソノケミカル合成、触媒作用または分解のような超音波処理支援化学反応にも使用することができる。

 
全体として、超音波ホモジナイザーは、研究、開発、および工業プロセスにおける幅広いアプリケーションに使用できる汎用性の高いツールです。

超音波ホモジナイザーと高圧ホモジナイザー

均質化の最も一般的なメカニズムは、高圧均質化です。そこでは、液体が均質化バルブを介して高圧(約2000 barg)でプレスされます。バルブを通過すると、液体は短い(約50マイクロ秒)高圧低圧サイクルを経ます。
このメカニズムは、牛乳の脂肪球などの小さくて柔らかい粒子には適していますが、顔料、研磨媒体、金属酸化物などの硬くて研磨性のある材料、または果物のピューレ、藻類、スラッジなどの繊維状で糸状の材料の分散に使用する場合は限界があります。これは、高い液体速度(最大120mtr/秒)と、使用されるバルブのオリフィスが小さいためです。研磨材がポンプとバルブオリフィスを通過すると、摩耗の原因となります。これにより、ポンプとバルブの効率と寿命が短縮されます。

超音波ホモジナイザーの利点

ヘビーデューティアプリケーション用の超音波ホモジナイザー

湿式粉砕、粉砕および混合は典型的な用途であり、超音波処理器は信頼性の高いホモジナイザーとして利用されます。超音波ホモジナイザーは、軟質粒子と硬質粒子の減少に非常に効率的です。他の多くの均質化技術とは対照的に、超音波プローブタイプのホモジナイザーは、非常に硬い、研磨性、繊維状の材料でも処理できます。
超音波均質化の動作原理はキャビテーションに基づいています。液体が激しい超音波処理にさらされると、音波が液体中を伝播し、高圧と低圧のサイクルが交互に発生します(約20000サイクル/秒)。低圧サイクルでは、液体蒸気圧に達すると、液体中に高強度の小さな真空気泡が生成されます。
気泡が一定のサイズに達すると、高圧サイクル中に気泡は激しく崩壊します。この爆縮の間、非常に高圧で高速の液体ジェットが局所的に生成されます。結果として生じる電流と乱流は、粒子の凝集を混乱させ、個々の粒子間の激しい衝突を引き起こします。

超音波ホモジナイザーの主な利点の1つは、接液部と可動部の数が少ないことです。これにより、摩擦摩耗と洗浄時間が短縮されます。接液部は、ソノトロードとフローセルの2つだけです。どちらも単純な形状で、小さなオリフィスや隠れたオリフィスはありません。

もう一つの利点は、キャビテーションに影響を与える動作パラメータを正確に制御できることです。ヒールシャー超音波ホモジナイザーは、約1〜200ミクロンの振動振幅で使用できます。液圧は0〜約500psigの範囲です。振幅と圧力が最も影響力のあるパラメータであるため、各パラメータの広い動作範囲により、非常に穏やかな処理から非常に破壊的な処理が可能になります。

ヒールシャー超音波ホモジナイザーは振幅制御されています。これにより、調整された振幅はすべての動作条件下で維持されます。これにより、超音波処理が制御可能かつ再現性を持つようになります。同一の操作パラメータの下での超音波処理は、一貫性のある再現性のある結果をもたらします。これは、生産された材料の品質や、ラボからのプロセス結果を生産レベルにスケールアップするために重要です。

あらゆるスケールに対応する超音波ホモジナイザー

ヒールシャーは、バッチまたはインライン処理のための任意のサンプルボリュームの均質化のための超音波ホモジナイザーを製造しています。ラボ用超音波ホモジナイザーは、1.5mLから約5Lの容量に使用できます。超音波工業用ホモジナイザーは、0.5〜約2000Lのバッチ、または0.1L〜20m³/時の流量のプロセス開発と生産に使用されます。

設計・製造・コンサルティング – 品質はドイツ製

ヒールシャー超音波装置は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。堅牢性と簡単な操作により、当社の超音波装置を産業施設にスムーズに統合できます。過酷な条件と要求の厳しい環境は、ヒールシャー超音波装置によって容易に処理されます。

ヒールシャー超音波はISO認定企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波装置に特に重点を置いています。もちろん、ヒールシャー超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSAおよびRoHsの要件を満たしています。

以下の表は、処理するバッチ量または流量に応じた一般的なデバイスの推奨事項を示しています。デバイスタイプをクリックすると、各超音波ホモジナイザーに関する詳細情報が表示されます。

高性能アプリケーション向けの超音波ホモジナイザー

ヒールシャー超音波ホモジナイザーは、混合と均質化のための働き者です。超音波ラボホモジナイザーは、小型および中型サンプルの効率的かつ迅速な分散および乳化のためのコンパクトで信頼性の高いツールです。 ヒールシャーの工業用超音波ホモジナイザーは効果的であり、高圧ホモジナイザーやビーズミルなどの従来の均質化技術よりも優れています。ヒールシャー工業用ホモジナイザーは、非常に高い振幅を提供することができ、それにより、混合、分散、粉砕プロセスに関しては非常に強力です。最大200μmの振幅は、24/7操作で簡単に連続運転できます。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソノトロードが利用可能です。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、ヘビーデューティと要求の厳しい環境での24 / 7操作を可能にします。
お客様は、ヒールシャー超音波の優れた堅牢性と信頼性に満足しています’ ホモジナイザー。ヘビーデューティアプリケーション、要求の厳しい環境、24/7操作の分野での設置により、効率的で経済的な処理が保証されます。超音波プロセス強化は、処理時間を短縮し、より良い結果、すなわち高品質、高収率、革新的な製品を達成します。

超音波組織ホモジナイザー

分散液およびエマルジョンの調製に加えて、超音波ホモジナイザーは、バイオテクノロジー、細胞および分子生物学、ならびに細胞溶解および分画、組織破壊、細胞内化合物の抽出、ならびにDNA、RNA、およびクロマチンの剪断のための生命科学においてしっかりと確立されています。超音波ホモジナイザーは、工業プロセス(サプリメント製造のための生理活性化合物の抽出など)のための非常に大量の少量(0,1mL)のサンプル調製に利用できます。
超音波ホモジナイザーで組織を破壊するために、等張緩衝液を使用して浸透圧損傷を止めます。ヒールシャー超音波ホモジナイザーは、温度センサーと温度制御設定が付属しており、サンプルを十分に制御された温度範囲に保つことができます。
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文献/参考文献

• Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
• Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
• Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
• Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
• Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.