超音波ホモジナイザー

超音波ホモジナイザーは、固体と液体、液体と液体の懸濁液を混合し、均質化するための強力なツールです。超音波ホモジナイザーは、液体中の粒子を均一に小さくし、均一に分散させる機械的プロセスです。Hielscher 社は、実験室および生産スケールで使用できる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、研究室や産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、以下のような様々な用途に使用できる：

• 均質化： 超音波ホモジナイザーはサンプルを均質化し、均一で一貫性のある混合物を作ることができます。
• 分散： 超音波ホモジナイザーは、液体中に固体粒子を分散させ、安定した懸濁液を作るために使用することができる。超音波はナノ分散液の生成に極めて有効です。
• 乳化： 超音波ホモジナイザーは、油と水のような混じり合わない液体を分解・分散させることで、安定したエマルションやナノエマルションを作るのに使用できる。
• 細胞の破壊： 超音波ホモジナイザーは細胞を破砕し、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ことができる。
• ガス抜き： 超音波ホモジナイザーは、HPLC溶媒や冷却液の脱気など、液体から溶存ガスを除去するために使用できる。
• 超音波アシスト化学反応： 超音波ホモジナイザーは、超音波化学合成、触媒反応、分解などの超音波アシスト化学反応にも使用できる。

 
全体として、超音波ホモジナイザーは、研究、開発、工業プロセスにおける幅広い用途に使用できる万能ツールである。

超音波ホモジナイザーと高圧ホモジナイザーの比較

均質化の最も一般的なメカニズムは高圧均質化である。そこでは、液体は高圧（約2000barg）で均質化バルブを通して押される。バルブを通過する際、液体は短い（約50マイクロ秒）高圧低圧サイクルを経る。
この機構は、牛乳中の脂肪球のような小さくて柔らかい粒子にはうまく機能するが、顔料、研磨媒体、金属酸化物のような硬くて研磨性のある材料や、果物のピューレ、藻類、汚泥のような繊維質で筋の多い材料の分散に使用する場合には限界がある。これは、液速度が速い（最大120mtr/秒）ことと、使用されるバルブのオリフィスが小さいためです。研磨材がポンプやバルブのオリフィスを通過すると、摩耗が生じます。これはポンプとバルブの効率と寿命を低下させます。

超音波ホモジナイザーの利点

ヘビーデューティー用超音波ホモジナイザー

湿式粉砕、粉砕、混合は、超音波ホモジナイザーが信頼できるホモジナイザーとして利用される典型的な用途である。超音波ホモジナイザーは、柔らかい粒子から硬い粒子まで、非常に効率的に粉砕することができます。他の多くのホモジナイザー技術とは対照的に、超音波プローブタイプのホモジナイザーは、非常に硬い、研磨性のある、繊維質の材料も扱うことができます。
超音波ホモジナイゼーションの原理はキャビテーションに基づく。液体に強力な超音波を照射すると、音波が液体中を伝搬し、高圧と低圧を交互に繰り返します（約20000サイクル/秒）。低圧サイクルの間、液体の蒸気圧に達すると、液体中に高強度の小さな真空バブルが発生する。
気泡が一定の大きさに達すると、高圧サイクルの間に激しく崩壊する。この崩壊の際、局所的に非常に高い圧力と高速の液体ジェットが発生する。その結果生じる潮流と乱流が粒子の凝集を乱し、個々の粒子間の激しい衝突を引き起こす。

超音波ホモジナイザーの大きな利点の一つは、接液部と可動部の数が少ないことである。そのため、摩擦摩耗が少なく、洗浄時間も短縮できる。接液部は2つだけです：ソノトロードとフローセルです。どちらもシンプルな形状で、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操作パラメータを正確に制御できることです。Hielscher社製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の範囲で使用できます。振幅と圧力が最も影響力のあるパラメータであるため、各パラメータの動作範囲が広く、非常に穏やかな処理から非常に破壊的な処理まで可能です。

Hielscher社製超音波ホモジナイザーは振幅制御が可能です。これにより、調整された振幅は全ての運転条件下で維持されます。これにより、超音波処理は制御可能で再現性が高くなります。同一の操作パラメーターで超音波処理を行うことで、一貫した再現性のある結果が得られます。これは、製造された材料の品質や、研究室から製造レベルへのプロセス結果のスケールアップにとって重要である。

超音波ホモジナイザー

Hielscher 社は、バッチ処理またはインライン処理で、あらゆるサンプル量のホモジナイザー用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までのサンプル量に対応します。工業用超音波ホモジナイザーは、0.5～約2000Lのバッチ、または毎時0.1L～20m³の流量のプロセス開発および製造に使用されます。

デザイン、製造、コンサルティング – 品質 ドイツ製

Hielscher社の超音波装置は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。頑丈で操作が簡単なため、産業設備にスムーズに組み込むことができます。過酷な条件や厳しい環境でも、Hielscherの超音波装置は容易に対応できます。

Hielscher Ultrasonics社は、ISO認証取得企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波振動子に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。

高性能アプリケーション用超音波ホモジナイザー

Hielscher 社の超音波ホモジナイザーは、混合と均質化のための作業馬です。ラボ用超音波ホモジナイザーはコンパクトで、小・中程度のサンプルを効率よく迅速に分散・乳化する信頼性の高いツールです。 Hielscher社の工業用超音波ホモジナイザーは、高圧ホモジナイザーやビーズミルのような伝統的なホモジナイザー技術よりも効率的で優れています。Hielscherの工業用ホモジナイザーは、非常に高い振幅を得ることができるため、混合、分散、粉砕プロセスにおいて非常に強力です。最大200µmの振幅を24時間連続運転することができます。さらに高い振幅を得るためには、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。Hielscherの超音波装置は堅牢であるため、過酷な環境下でも24時間365日の連続運転が可能です。
Hielscher超音波の卓越した堅牢性と信頼性は、お客様にご満足いただいております。’ ホモジナイザーヘビーデューティーなアプリケーション、要求の厳しい環境、24時間365日稼働の分野に設置することで、効率的で経済的な処理を保証します。超音波によるプロセス強化は、処理時間を短縮し、より良い結果、すなわち高品質、高歩留まり、革新的な製品を実現します。

超音波組織ホモジナイザー

超音波ホモジナイザーは、分散液や乳化液の調製以外にも、バイオテクノロジー、細胞生物学、分子生物学、ライフサイエンスにおいて、細胞の溶解や分画、組織の破砕、細胞内化合物の抽出、DNA、RNA、クロマチンの剪断などの用途で確固たる地位を築いています。超音波ホモジナイザーは、微量（0.1mL）のサンプル調製から、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サンプル調製まで対応可能です。
超音波ホモジナイザーで組織を破砕するためには、浸透圧による損傷を防ぐために等張緩衝液が使用される。Hielscher社の超音波ホモジナイザーには、温度センサーと温度制御設定が付属しており、サンプルを温度制御された範囲に保つことができます。
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文献・参考文献