液体処理用超音波発生装置とプローブ

Hielscher 社の超音波処理装置は、ラボのサンプル、パイロットスケールの処理、またはフルスケールの生産に使用されます。これには、毎時数マイクロリットルから数百立方メートルまで、あらゆる液量を超音波処理するための超音波プロセッサーとプローブが含まれます。Hielscher Ultrasonics社は、研究および産業用の高性能ソニケーターおよび関連する高強度超音波装置を提供しています。

超音波キャビテーションで液体を処理する要件には、さまざまなサイズがあります：小さなバイアルに入った組織サンプル、缶詰の塗料サンプル、リアクターバッチ、連続的な材料フローなどです。Hielscher社は、あらゆる液量に対応する超音波装置を提供しています。例えば、UP100Hは、最大500mLのコンパクトなハンドヘルドプローブタイプのソニケーターです。400ワットの強力な超音波発生器UP400Stは、最大2000mLの強力なラボ用ホモジナイザーです。また、工業グレードのUIP1000hdTは、アプリケーション開発や小規模生産に適した強力な超音波プローブ式ミキサーです。より大規模な生産には、4000ワット、6000ワット、10kW、16kWのソニケーターをご用意しています。下表は、標準的な実験用および工業用超音波装置の一覧です。

超音波ホモジナイザー

工業用超音波発生装置

超音波プロセスと応用

超音波ブレンディング

タンク攪拌機では、粘度の似た混和しやすい液体をブレンドすることができますが、粘度の異なる液体や粘度の高い液体は、高速で完全にブレンドするために高い機械的せん断力が必要になる場合があります。当社の超音波装置は、2種類以上の液体をインラインで簡単にブレンドすることができます。この場合、液体は超音波フローセル反応器の直前で混合される。 ブレンドについてもっと読む

超音波ホモジナイジング

Hielscher 社の超音波ホモジナイザーは、粉体/液体または液体/液体の製剤を処理する際に、小さくて均一な小球または粒子径を達成するのに非常に効果的です。超音波により発生する高いせん断力は、凝集物、液滴、細胞組織をより小さな断片に分解し、均一な微細サイズの製品を作り出します。当社のホモジナイザーは、実験用バイアルから大量生産サイズまで、あらゆる処理量に対応しています。 均質化についてもっと読む

超音波脱凝集

Hielscher社の超音波ホモジナイザーは、従来の攪拌機やハイシアミキサーでは破砕できなかった液中の粉体凝集物を破砕します。高いキャビテーションせん断力により、凝集粒子を分散・均質化し、高い比表面積を実現します。Hielscher 社の超音波ホモジナイザーは、インラインでもバッチでも簡単に組み込むことができます。 さらに詳しく読む

超音波分散

ほとんどすべての製品において、粒子の表面積を大きくし、均一な分布を得るためには、粒子を他の粒子から分離することが重要である。均一な分散は、超音波処理によって簡単に実現できます。Hielscher社の超音波処理装置は、ミクロンやナノの領域の微細な分散液の製造に広く使用されています。 分散についてもっと読む

超音波乳化

非混和性液体をエマルションに混合する際、液滴のサイズと分布はエマルションの安定性を左右する重要な要素です。超音波は非常に微細な液滴と狭い粒度分布を作り出すことができます。ほとんどの場合、当社の超音波ミキサーはバッチまたはインラインでエマルションを調製する際にサブミクロンの液滴を得ることができます。高圧ホモジナイザーとは異なり、超音波ミキサーは高剪断力により、重油（HFO）のような高粘度の液体でも乳化することができます。配合によっては、乳化剤や安定剤の添加が必要な場合があります。この場合、超音波装置は乳化剤を均一に混合するのに役立ちます。 乳化についてもっと読む！

超音波溶解

超音波ホモジナイザーは、食塩、糖類、シロップ、樹脂、ポリマーなど様々な材料を可溶化するための効率的で信頼性の高い手段です。超音波キャビテーションによって生じる高速液体ジェットは、境界層での物質移動を増加させます。その結果、粒子や高粘度液体をより迅速かつ完全に溶解・浸出することができます。 超音波溶解についてもっと読む！

超音波粒度分布測定装置

Hielscher社の超音波処理装置は、顔料、金属酸化物、結晶など様々な材料の凝集体、凝集塊、一次粒子を破壊することができます。超音波は、バッチ間のばらつきがほとんどなく、非常に均一で狭い粒度分布を実現できます。超音波粉砕は、500ミクロン以下からサブミクロン、ナノサイズの範囲で最も効率的です。当社の超音波リアクターは、高い固形分負荷と高いスラリー粘度に対応できます。最終的な粒子径は製品の硬度によって異なります。 粒子径の縮小についてもっと読む！

その他の超音波プロセス

超音波微粒子表面洗浄

粉体粒子の表面は、周囲の液体との相互作用にとって重要な要素である。このような固液相境界では、溶解、化学反応、触媒活性が起こる。超音波ホモジナイゼーションは、均一な脱凝集と粒子径の縮小により、粒子表面の液相への露出を増加させる。触媒反応や化学反応の際、粒子表面は残渣の沈着、境界層の形成、酸化物層やファウリングによってブロックされる可能性があります。超音波キャビテーションは、高速液体ジェット、高水圧剪断、粒子間衝突を引き起こし、粒子表面の洗浄につながります。Hielscherの超音波装置は、バッチ式またはインライン式で液体中の粒子から汚れを除去するために使用できます。

超音波攪拌

タンクの超音波撹拌・攪拌には、特に粘度や容積を増加させるために信頼性の高い装置が必要である。パドルミキサーやローター・ステーターミキサーのような従来のタンク撹拌機は、粘度や拡張性など様々な要因によって制限されます。従って、高出力超音波撹拌は、高い処理能力、時間の節約、運転コストの低減、安全な運転（可動部品がない）、簡単なメンテナンスにより、お客様の混合プロセスに適した選択です。 超音波タンク攪拌機についてもっと読む！

超音波ハイドレーティング

顔料、増粘剤、ガムなどの乾燥粉末を液体と混合する場合、粉末粒子は凝集体、塊、またはいわゆる「ダマ」を形成する傾向がある。 “フィッシュアイ” (乾燥粉末をコアとする部分水和粉末）。撹拌機や攪拌機は、このような凝集体の表面だけを洗浄する。その結果、混合時間が長くなり、製品の品質が低下する。超音波混合は、凝集物や塊を破壊し、凝集物のない溶液をもたらす。さらに、超音波化学効果は粒子表面積を活性化させることでよく知られており、これは反応の迅速化や製品の品質向上といった利点につながる。

超音波サンプル前処理

分析機器（HPLC、原子分光計など）による測定では、一般的にほとんどの試料を液化する必要がある。試料が可溶性である場合、溶質（スクラロース、塩類、例えば粉末または錠剤の形態）を溶媒（例えば水、水性溶媒、有機溶媒など）に溶解し、1相のみからなる均質な混合物を得ることができる。溶解プロセスは、手動または機械的な攪拌によって行うことができるが、時間がかかり非効率的である。関連する問題は、操作によるサンプルの損失や、ランダムエラーや不均一な混合による再現性の欠如である。

化学活性化のための超音波

化学反応を起こすにはエネルギーが必要である。いわゆる活性化エネルギーとは、反応を開始し、自発的に進行させるのに必要なエネルギー量のことである。超音波エネルギーを入力することで、引力は克服され、フリーラジカルが生成されるため、化学反応を開始することができる。超音波の恩恵を受ける代表的な化学反応は、音波触媒反応（例. 相間移動触媒作用)、有機合成反応、ソノリシス（超音波分解）などがある。 ゾル・ゲル-の経路を形成する。さらに、超音波の力は反応性の高い表面を作り出し、これは触媒活性を高める重要な技術である。

超音波せん断薄膜化

せん断力が増加するにつれて粘度が低下する現象は、せん断減粘またはチキソトロピーと呼ばれる。粘度の低下は、媒体の粒子荷重を変化させる場合に重要な意味を持つ。高い固形分負荷を達成するためには、まず粘度を下げなければならない。粘度を下げた後、固形物を添加し、媒体中に分散させることができる。超音波キャビテーションによって生じる高いせん断力は、せん断減粘と優れた分散効果をもたらします。このアプリケーションは、主に噴霧乾燥または噴霧凍結の前に統合され、噴霧プロセスの能力を向上させたり、ポリマーなどのチキソトロピー材料のレオロジーに影響を与えたりします。

超音波湿式粉砕

粉砕と粒子径の低減は、塗料など多くの産業分野で重要なプロセスです。 & コーティング, インクジェットインク & 印刷、化学薬品、化粧品超音波粉砕技術は、ミクロンからナノサイズまでの信頼性の高い粉砕と分散で実証されています。ビーズミル、ボールミル、ペブルミルを凌駕する超音波粉砕の強みは、磨耗によって最終製品を汚染する粉砕媒体（ビーズや真珠など）を使用しないことにあります。これに対して、超音波ミルは粒子間の衝突を利用するため、粉砕する粒子を粉砕材として使用します。そのため、時間のかかる粉砕媒体の洗浄はもはや問題ではありません。高粘度、大量処理も可能で、高品質な製品が得られます。産業用プロセスラインへの統合のために、Hielscherは、クラスタ化可能なシステム、容易な統合/改造、低メンテナンス、簡単な操作と高い信頼性という適切なソリューションを提供します。 湿式粉砕と微粉砕についてもっと読む！

超音波抽出と細胞溶解

細胞の破砕または溶解は、バイオテクノロジー研究室では毎日のサンプル調製の一般的な部分である。その目的は ライシス は、細胞壁の一部または細胞全体を破壊し、生物学的分子を放出させることである。いわゆる溶解液には、プラスミド、レセプターアッセイ、タンパク質、DNA、RNAなどが含まれる。溶菌後の次のステップは、分画、オルガネラの単離、タンパク質の抽出と精製である。抽出された物質（＝ライセート）は分離され、プロテオミクス研究など、さらなる調査や応用の対象となる。超音波ホモジナイザーは、細胞溶解と抽出を成功させるための一般的なツールである。超音波の強度は、プロセスパラメーターを調整することで平準化できるため、最適な超音波処理強度 – 非常にソフトなものから非常にインテンシブなものまで様々 – は物質と媒体ごとに設定できる。 抽出と細胞溶解についてもっと読む！

超音波による微生物の不活性化

微生物の不活性化は、食品加工における重要なプロセスである。新鮮でマイルドな加工食品への需要が高まっているため、業界は顧客の要望に応え、加熱保存に代わってよりマイルドな加工方法を採用している。超音波処理は非加熱技術であり、無害な温度で微生物を不活性化することができるため、製品の官能特性、栄養特性、機能特性をより良く保つことができる。微生物が食品を腐敗させる主な原因であるため、保存技術は微生物をターゲットにしたものでなければならない。超音波処理の利点は、超音波処理の強度を完全にコントロールできることであり、その結果、特定のタイプの微生物や製品に適応できることである。 微生物の不活性化についてもっと読む！

超音波脱気

多くの液体製品において、空気、酸素、二酸化炭素などの溶存ガスは、下流工程や製品の品質に問題を引き起こす。溶存ガスは、腐食、発泡、マイクロバブルの形成、微生物の繁殖を引き起こす可能性があります。
超音波照射により、溶存ガスはキャビテーション気泡の真空中に取り出される（真空脱ガス）。ガスで満たされた気泡は、その後上部に浮上し、それによって除去することができる。超音波脱気により、液体のガス含有量を大気圧での自然平衡以下に急速に減少させることができる。 ガス抜きについてもっと読む

マイクロバブルの超音波除去

液体やスラリー中に浮遊する微細な気泡は、製品の不純物、微生物の繁殖、コーティングのヘイズ、機械的な不安定性、気体を含むインクジェットインクによる不均一な印刷結果を引き起こす可能性があるため、多くの製品にとって重要な品質問題です。液体中を伝播する超音波は、浮遊する気泡を強制的に大きな気泡に合体させ、上部に浮上させることで除去することができる。超音波は、水、油、樹脂などの液体中を気泡が移動するのを助け、より速く、より完全な脱気につながります。 マイクロバブルの除去についてもっと読む！

超音波脱泡

発酵、消化、化学プロセスなど多くの工業プロセスにおいて、泡はプロセスを制御しにくくするため、大きな問題を引き起こす。ほとんどの場合、泡は不要な副産物であり、除去しなければならない。一般的に使用される消泡剤は高価で、最終製品を汚染する。これに対して、高強度の超音波（ソノ脱泡）は、汚染することなく泡を破壊する。泡の破壊は、ソフトで低エネルギーの超音波アプリケーションです。特別に設計されたプレートソノトロードが高振幅の空気波を発生させ、泡の中の気泡を不安定にして崩壊させます。これは数秒で達成でき、残留効果はありません。 消泡についてもっと読む！

超音波加熱

ほとんどの場合、加熱は超音波処理の主な目的ではないが、処理媒体中の発熱による副次的効果は無視できない。多くのプロセスが熱によって改善されるため、制御された加熱は有利である。保存や化学反応など多くのプロセスにおいて、超音波処理は意図的に高温で行われ、サーモソニケーションとして知られています。熱に敏感な材料の場合、超音波処理中に標的冷却を行うことで、超音波処理中の安定した温度を確保することができます。セットアップにアイスバス、冷却ジャケット付きフローセル、熱交換器を組み込むことで、Hielscherは個々のターゲットに合ったソリューションを提供します。

超音波安定化

高出力超音波は、微生物の安定化だけでなく、機械的安定化にも寄与する。超音波により発生する高いせん断力により、粒子間の結合が克服され、機械的安定化が達成されるように、極めて微細な混合が行われる。安定性の持続性は製剤に依存する。非常に微細で均一な均質化により自己安定化するエマルションや分散液もあれば、安定化剤の添加によるサポートが必要な混合液もある。安定剤が必要な場合、超音波は混合物に安定剤を混合するための非常に信頼性の高いツールです。
生物および食品関連製品にとって、超音波は製品の安定性と保存を達成するための微生物不活性化の信頼できる技術である。超音波による微生物の安定化は、効率的な微生物の不活性化とわずかな発熱で納得させる非加熱保存の代替手段である。超音波は、大腸菌、サルモネラ菌、アスカリス、ジアルジア、クリプトスポリジウムのシスト、ポリオウイルスなどの食品媒介病原体の破壊に非常に効果的であることが実証されている。

超音波による粒子表面機能化

粒子表面の構造は粒子特性にとって重要である。粒子の比表面積は、粒子サイズの縮小に相関して大きくなる。したがって、粒子径を小さくすることで、表面特性はますます顕著になり、特にナノ化の際に顕著になる。このような材料の使用において、表面特性は粒子コアの特性と同様に重要である。このことは、ナノ材料の機能化によって、ポリマー、ナノ流体、バイオコンポジット、ナノ医薬品、エレクトロニクスなど、幅広い応用が可能になることを意味する。そのため、粒子径の縮小、脱凝集、機能化は、粒子処理において不可欠なステップとなっている。Hielscher社の超音波処理装置は、ミクロンやナノ粒子の粉砕、解凝集、分散、構造改質の処理に広く使用されています。粒子表面の改質により、粒子の不要な凝集を避けることができる。下流の工程では、超音波で改質された粒子を複合材料に混合することができ、超音波処理によってマトリックス内での均一な分布が実現されます。これは、ハイブリッド材料の長期安定性や機械的特性に関する様々な産業用途にとって非常に重要です。

超音波侵食試験

耐キャビテーション侵食性は、材料の耐久性と寿命の重要な側面である。材料の機能性を保証するために、浸食傾向と材料疲労は品質保証のために試験されなければなりません。耐食性は、船舶のプロペラ、（船舶用）コーティング、ポンプ、エンジン部品、油圧タービン、油圧動力計、バルブ、ベアリング、ディーゼルエンジンのシリンダーライナー、ハイドロフォイル、障害物のある内部流路など、要求の厳しい環境で使用される材料に高い関連性があります。ASTM規格G32-92に準拠したキャビテーション壊食試験を実施するには、制御可能で再現性の高い超音波照射が不可欠です。Hielscher社の超音波装置は、試料の直接的および間接的なエロージョン試験に使用できます。直接試験と間接試験の両方に同じ超音波装置を使用することができます。直接試験では試験片をソノトロードに取り付け、間接侵食試験では試験片をビーカーに固定します。浸食試験は、完全に制御された環境条件下で、ほとんどすべての流体で実施できます。超音波強度を調整することにより、侵食力を試験要件に適合させることができます。 侵食試験についてもっと読む！

超音波ワイヤー・ケーブル洗浄

ワイヤー、ケーブル、テープ、ロッド、チューブなどのエンドレス素材は、亜鉛メッキ、押出、溶接などの下流工程に進む前に、潤滑剤の残留物を洗浄する必要があります。エンドレスマテリアルの洗浄は、しばしば生産ラインのボトルネックとなります。Hielscher Ultrasonicsは、効率的なインライン洗浄のためのユニークな超音波洗浄プロセスを提供し、高速スループットにも対応します。超音波の力で発生するキャビテーションの効果で、オイルやグリース、石鹸、ステアリン酸塩、ダストなどの潤滑残留物を除去します。また、汚染粒子は洗浄液中に分散されます。これにより、被洗浄物への新たな付着が回避され、粒子が洗い流されます。超音波洗浄の利点：実証済み & 信頼性が高い、効率的、環境に優しい、化学洗浄剤を使用しない、または使用しない、プラグアンドプレイ、モジュラーシステム、シンプルな操作、低メンテナンス、24時間365日稼動、小さな設置面積、改造可能、カスタマイズ可能。 連続ストランド・クリーニングについてもっと読む！

超音波ふるい分けとろ過

粒度差による粒子の分離には、スクリーンやメッシュの攪拌が必要です。ふるい分けとスクリーニングのための超音波攪拌は実績のあるツールで、ふるい分け能力を向上させ、粉体がより速く、より完全にふるいを通過できるようになるため、時間を節約できます。その結果、最終製品の品質が向上し、不完全な分離による原料ロスが減少します。 ふるい分けとスクリーニングについてもっと読む！

超音波水処理

水中でのバクテリアや藻類の繁殖を抑制することは、多くの産業にとって、生産の上流工程や下流工程に大きく関係している。強力な超音波は、機械的衝撃による洗浄能力だけでなく、細胞溶解や細胞死を引き起こす細胞構造への影響でも知られています。
さらに、タンク、樽、容器、フィルターでさえも、非常にシンプルで効率的な超音波処理ステップで、バイオフィルム、残留物、破片を洗浄することができます。超音波で発生する機械的振動とキャビテーションせん断力により、汚れが除去されます。一般的に、洗浄剤は必要なく、除去された残留物は簡単に洗い流すことができます。

業界別ソリューション

ナノ材料のための超音波技術

ナノサイズの粒子がユニークな特性を示すことから、ナノ材料はあらゆる分野の科学者、研究者、技術者の注目を集めている。光学特性、磁気特性、比熱、融点、表面反応性などの物理的特性は、驚異的な強度を持つ材料になる可能性が高い。しかし、粒子が小さくなればなるほど、その処理は難しくなる。高出力超音波は、ナノ粒子に効果的に作用する唯一の方法であることが多い。パワー超音波の影響力は、材料化学における多様な応用を可能にする。 & 開発、触媒、エレクトロニクス、エネルギー、そして生物学。 & 薬だ。
ほとんどの場合、ナノ粒子（ナノチューブなど）の所望の粉砕・分散結果を得るには、高出力の超音波発生装置が唯一の効率的なツールである、 グラフェンナノダイヤモンド、セラミックス、金属酸化物など）。あるいは、超音波アシスト沈殿法、いわゆるボトムアップ合成は、ユニークな特性を持つ純粋なナノ結晶を作る効率的な方法である。特に、金属ナノ粒子、合金、有機金属複合材料は、工業分野で金属が非常に重要であることから、特に関心を集めています。ここでも超音波処理は、アルミニウムやチタン粒子の錫コーティングのようなユニークな結果をもたらします。

超音波ボトムアップ合成

沈殿またはボトムアップ合成は、原子、分子、イオンを制御して、より大きな化学化合物に形成することを説明する。沈殿は生成物の精製にも有用である。沈殿の利点は、この方法によって、ほぼ均一な形状、粒子／結晶サイズ、形態の最小粒子が得られることである。高純度のナノ粒子を製造するためには、分子成分の沈殿と自己組織化が、望ましい品質を達成する唯一の方法であることが多い。沈殿は非常に速い反応であるため、反応物の効率的な混合が不可欠である。超音波混合は、均一で微細な混合溶液の鍵となります。Hielscher Ultrasonics社は、プロセスパラメーターの完全な制御と完全な再現性を保証する信頼性の高い超音波装置を提供しています。 降水についてもっと読む

化学における超音波とソノケミストリー

化学における超音波の応用は、材料合成、分析などあらゆる分野に広がっている。 & 決定、生化学、有機 & 無機化学、神経化学、核化学、電気化学。高出力超音波がその卓越した混合能力によって反応を促進するかどうか（例えば乳化化学、 相間移動触媒反応 PTCなど）、表面を活性化する。 触媒作用, ゾル・ゲルゼータ電位、ファンデルワールス力、開環反応など）、必要な運動エネルギーの寄与、または化学的な力の克服によって開始され、ユニークな結果を達成することができる。

超音波ソノカタリシス

触媒は化学反応の転化率を高め、反応を開始するため、あるいは完全な転化が達成されるまで反応を継続させるために必要である。触媒反応はしばしば遅くて不完全であるという事実は、高出力超音波によって変えることができる。超音波処理は、均一系触媒反応と不均一系触媒反応の両方に寄与し、より速い転化率と高い収率を達成する。超音波の力は反応性の高い表面を作り出し、それによって触媒活性を高める。触媒そのものは消費されないが、表面の堆積は時間の経過とともに触媒活性を低下させる。固体触媒は希少で高価な金属を必要とすることが多いため、寿命が長いことは経済的に不可欠な要素である。超音波は、触媒表面の汚損を除去し、触媒活性を完全に回復させるための実証済みの技術である。 ソノカタリシスについてもっと読む！

ソノケミストリー

化学反応はしばしば時間がかかり不完全であるため、前駆体の完全な利用を達成することが望まれる。ハイパワー超音波は、例えば物質移動の促進、乳化、バルクの熱加熱、固体に対する様々な効果（粉砕、脱凝集、表面活性化、改質）など、液体における物理的効果を引き起こす。これらの物理的効果は化学反応に大きな影響を与える。その結果、超音波は、触媒反応、合成反応、化学反応など、さまざまな化学反応に寄与している。 & 沈殿、ゾルゲル経路、エマルション化学、高分子化学。溶媒、酸、塩基、爆発性物質 (アテックス 定格超音波発生装置UIP1000hd-Exd)。すべてのシステムはバッチ式超音波処理にもインライン式超音波処理にも使用できます。幅広い装置とアクセサリーの品揃えにより、プロセス要件に適合させることができます。 ソノケミストリーについてもっと読む

超音波ゾル・ゲル・ルート

超微細ナノサイズ粒子や球状粒子、薄膜コーティング、繊維、多孔質・高密度材料、さらには極めて多孔質のエアロゲルやキセロゲルは、高性能材料の開発や製造のための添加剤として高い可能性を秘めている。セラミックス、高多孔質、超軽量エアロゲル、有機-無機ハイブリッドなどの先端材料は、ゾル-ゲル法によって液体中のコロイド懸濁液やポリマーから合成することができる。この材料は、生成されるゾル粒子がナノメートルサイズの範囲にあるため、ユニークな特性を示す。超音波ゾル-ゲル法によって、最小の粒子径、最大の表面積、最大の細孔容積を持つゲル（いわゆるソノ-ゲル）を作ることができる。Hielscher社の幅広い超音波装置は、特定の材料と容積に理想的な装置構成を提供します。 ゾル・ゲル・プロセスについてもっと読む！

超音波化学分解

化学廃棄物の回収や劣化は、鉱業、化学薬品製造、埋立地などの産業プロセスで深刻な問題となっている。廃棄物や汚染物質（土壌、廃水など）は、リサイクル、廃棄物の削減、堆積などの観点から処理されなければならない。ソノケミカル分解は、非常に可能性の高いプロセスであり、その卓越したユニークな結果に加えて、環境に優しく操作が簡単であるという特徴があります。超音波処理は、結合の切断、鎖長の短縮、分子の修飾、活性化をもたらすことができる。それにより、酸化、収着、ソノリシス、浸出に寄与する。超音波アシスト分解に特徴的なのは、超音波キャビテーションと超音波化学効果による化学変換速度の向上であり、より良い混合、エネルギー投入による反応の開始、官能基（例：開裂-OHヒドロキシル基）やラジカル（例：H-メチル基、H-メチル基、H-メチル基、H-メチル基、H-メチル基、H-メチル基、H-メチル基、H-メチル基、H-メチル基、H-メチル基、H-メチル基、H-メチル基）の生成である。₂O -> H+とHO-)。

超音波重合

超音波はポリマーに様々な影響を与える。物理的な影響としては、混合（乳化、分散、脱凝集、カプセル化など）やバルク加熱があり、化学的な影響としては、フリーラジカルを発生させたり、分子構造を変化させたりする。超音波は、いくつかの点で重合に寄与する：高出力の超音波は、ナノサイズの粒子を生成・分散させ、非混和性の液相を乳化し、フリーラジカルを生成して乳化重合に寄与する。ポリマーナノコンポジットやハイドロゲルは、超音波によってうまく製造できる。さらに、ポリマーの表面官能基化は、基本的なポリマーの性能を向上させるために重要な役割を果たし、テーラーメイド材料の開発に向けて新たなアプローチを提供する。汎用ポリマーの表面特性を改善することは、経済的にも大きな関心事である。したがって、ソノケミストリーはポリマー処理を成功させるための正しい方法である。

超音波による触媒の再生と再生

触媒粒子表面で試薬が反応すると、化学反応の生成物が接触面に蓄積する。これは、ファウリングや不動態化層とともに、他の試薬分子がこの触媒表面で相互作用するのを阻害する。超音波キャビテーションとそれによって引き起こされる粒子間衝突によって、粒子表面の残留物は、液体中の超音波流によって破壊され、洗い流される。粒子表面のキャビテーション侵食は、不動態化されていない、反応性の高い表面を生成する。短時間の高温高圧は分子分解に寄与し、多くの化学種の反応性を高める。Hielscher社製超音波リアクターは、触媒の調製、再生、再生に使用できる。

ソノルミネッセンス

ソノルミセンスは、液体媒体中の超音波キャビテーション気泡の爆縮によって発生する短いバースト発光現象を説明するものである。ソノルミセンス現象を解明しようとするさまざまな理論があるが、今日に至るまで科学者たちは、ホットスポット、制動放射線、衝突誘起放射線、コロナ放電、非古典的光、陽子トンネル現象、電気力学的ジェット、フラクトルミネッセンス・ジェット、量子説明（ウンルー効果やカシミール効果に関連する）、熱核融合反応などの理論を証明することができなかった。

生物学と微生物学における超音波学

生物学的・微生物学的システムに対する超音波の効果は多岐にわたる：分散 & ホモジナイズ、凝集体の溶解、細胞や組織の溶解（バクテリア、酵母、ウイルス、藻類など） & 細胞内物質（タンパク質、細胞小器官、リボソーム、DNA、RNA、脂質、ペプチドなど）の抽出、植物細胞の形質転換、クロマチンの分離と剪断、クロマチン免疫沈降、および関連アプリケーションは、超音波処理によって成功裏に実行される。
Hielscher Ultrasonicsは、それぞれの用途に最適な超音波処理装置をご用意しています。最小のバイアル瓶や試験管には、VialTweeterが最適です。一方、UP200HtやUP400Stのようなラボ用プローブ装置は、より大きなサンプルに最適です。ベンチトップや業務用アプリケーションでは、500ワットから16,000ワットまでの超音波システムが、大容量の流れを容易に処理します。様々なソノトロード、フローセル、アクセサリーがプログラムを完成させ、あらゆる要求をカバーします。

超音波によるDNA、RNA、クロマチンの剪断

デオキシリボ核酸（DNA）、リボ核酸（RNA）、クロマチンは、タンパク質と並んで、あらゆる生命体の主要な高分子である。DNAとRNAは生物の遺伝命令をコードする分子である。クロマチンはDNAとタンパク質の結合体であり、細胞核の内容を構築している。研究目的のためには、これらの分子構成ブロックをより小さな構成要素に断片化し、調査・分析したり、免疫沈降や架橋の際に再配列したりする必要がある。 DNA、RNA、クロマチン剪断用フラグメントサイズは非常に重要である。すべての重要なパラメーターを完全にコントロールすることで、超音波は標的分子の断片化を可能にする。例えば、理想的なクロマチン断片の長さは200から1000bpの間である。 超音波シャーリング はパルスモードのバーストによって達成されます。インテリジェントな装置とアクセサリーにより、直接または間接的な超音波処理、サンプルの冷却、デジタルプロセス記録などの処理ニーズがHielscherの超音波装置によって提供されます。これにより、微生物学的処理の成功と操作の快適性が保証されます。

塗料、インク、顔料のための超音波技術

塗料、コーティング、インク産業において、粒子は製品配合に不可欠な原料です。期待される特性を備えた高品質な製品のためには、均一で信頼性の高い粒子加工が重要です。粒子径は、最終製品の特性を左右する重要な要素です。高出力超音波は、ミクロンやナノサイズの粉砕と脱凝集のための効果的な手段です。
インクおよびインクジェットインク用顔料が小さすぎると、インクの着色力が低下する。 – 顔料が大きすぎると、プリンターのノズルが詰まり、印刷結果が悪くなります。超音波処理では、吸引された粉砕と脱凝集の結果に合わせて処理パラメーターを正確に調整することができます。理想的な超音波処理パラメータが見つかれば、それを変更する必要はない。連続的なインライン生産により、最高品質の製品を均一に生産することができます。製剤内の粒子分布は、製品特性の発現に不可欠です。粒子が均一かつ均等に分散されてこそ、最終製品は透明性、耐紫外線性、コーティングの耐スクラッチ性など、満足のいく品質を示します。分散は、実績のある超音波のパワー・アプリケーションのひとつです。

化粧品とパーソナルケア製品のための超音波技術

については 化粧品製造成分の混合は不可欠なステップです。高出力超音波は、例えばクリームやローション、マニキュア、メイクアップ製品などの微細な均質化、分散、乳化において信頼性の高い結果をもたらします。ブレンドの用途以外にも、超音波は抽出や細胞の改質（例えば、以下のような）にもよく知られています。 リポソーム)も同様である。例えば脂質、タンパク質、芳香族化合物、細胞からの着色料などである。

医薬品用超音波

化学物質の合成、活性化合物の抽出（植物からのフェノール、フラボノイドなど）、乳化（ローション、クリーム、軟膏など）、リポソーム調製（ナノ乳化とそれに続く生理活性化合物のカプセル化）、ワクチン用のウイルスや病原体の不活性化などです。医薬品の製造において、Hielscher社の超音波発生装置を使用することで、収率の向上による生産能力の増強が可能になります。信頼性の高い工業用超音波装置により、バッチプロセスやフローセルリアクターでの連続プロセスなど、より大規模な反応を行うことができます。

バイオ燃料の超音波製造

エネルギー分野では、超音波を効果的に使用するための様々なアプリケーションが提供されている。最も一般的でよく知られているアプリケーションは、おそらく超音波アシストです。 バイオディーゼル 製造（バージンまたは使用済み/廃棄植物油（UVO; WVO）/動物性脂肪からバイオディーゼルへのトランスエステル化）により、収率と品質が向上し、メタノールの使用量が減少し、転換が大幅に促進される。バイオディーゼル原料に遊離脂肪酸（FFA）が2～3％以上含まれる場合、酸エステル化は高石けん分の生成を避けるために有効な上流工程である。そのほか エステルへんかん やエステル化プロセスでは、高出力超音波が作物（菜種、大豆、キャノーラ、トウモロコシ、パーム、ピーナッツ、ココナッツ、ジャトロファなど）や藻類からの油の抽出をサポートする。
バイオエタノール は、トウモロコシ、農作物、ジャガイモ、サトウキビ、米などのデンプンや糖分を酵母細胞で発酵させてエタノールにすることで得られるグリーン燃料である。パワー超音波の応用により、植物細胞は破壊され、細胞内物質が抽出されるため、原料は酵素消化に利用しやすくなる。その結果、デンプンと糖が発酵に利用されやすくなり、より迅速で完全な変換と高い収量が得られる。

燃料、エネルギー、石油、ガスにおける超音波技術

超音波ホモジナイジング技術は、安定したエマルションと不安定なエマルションの製造に非常に効果的で、アクアフューエルの製造に成功している。そのため、船舶用ディーゼルのような重質燃料を中心に水と乳化させる。水添加燃料の使用は、より効率的な燃焼とNOx排出の大幅な削減につながる。もうひとつの重要な分野は、石炭の超音波処理である。

食品、乳製品、飲料製造における超音波プロセス

新鮮で、ほぼ自然な食品を求める顧客の要求が高まっているため、まろやかな食品加工はますます重要になっている。そのため、以下のような一般的な加工工程が必要となる。 & ホモジナイズ、抽出、安定化 & 食品を保存する場合、伝統的な方法は、非加熱方法である超音波処理のような革新的な処理技術に徐々に取って代わられている。超音波処理の利点は、マイルドで迅速かつクリーンな処理にあり、その結果、製品のロスが少なく、鮮度とビタミンを保持することで食品の品質が向上します。Hielscher社の超音波プロセッサーは、食品産業において以下のような様々な用途に使用されています。 & 微生物不活性化、均質化、安定化 & ジュース、ピューレの保存 スムージーフレーバーとフルクトース（砂糖）の抽出、粘度低減のための剪断薄膜化、熟成のための ワイン そして バルサミコ酢アルコール精製 & 香料、クラウドエマルジョン、アイスクリーム（氷の核形成と物質移動の促進）、栄養補助食品用の藻類抽出、砂糖の結晶を壊すためのチョコレートのコンチング、液体の液化 ハニー食用油の精製など 食品・飲料用超音波についてもっと読む！

ヒールシャー超音波発生装置を取り上げた科学文献とレポート

以下のリストは、Hielscherの超音波プローブが様々な用途に使用された科学論文の一部です。ご興味のある特定のアプリケーションに関する文献については、弊社までお問い合わせください！

• Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
• Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
• Shah Purvin, Parameswara Rao Vuddanda, Sanjay Kumar Singh, Achint Jain, Sanjay Singh (2014): Pharmacokinetic and Tissue Distribution Study of Solid Lipid Nanoparticles of Zidov in Rats. Journal of Nanotechnology, Volume 2014.
• Antonia Tamborrino, Agnese Taticchi, Roberto Romaniello, Claudio Perone, Sonia Esposto, Alessandro Leone, Maurizio Servili (2021): Assessment of the olive oil extraction plant layout implementing a high-power ultrasound machine. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 73, 2021.
• Bruno G. Pollet; Faranak Foroughi; Alaa Y. Faid; David R. Emberson; Md.H. Islam (2020): Does power ultrasound (26 kHz) affect the hydrogen evolution reaction (HER) on Pt polycrystalline electrode in a mild acidic electrolyte? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 69, December 2020.