ソニケーター – Hielscher Ultrasonics | 実験室から産業規模まで
当社のデジタル式プローブ型ソニケーターは、実験室の卓上作業、パイロット規模、本格的な生産に対応し、振幅、単位体積当たりのエネルギー、処理時間を確実に移行できます。リアルタイム監視と自動データ記録により、GLP、GMP、投資家によるデューデリジェンスに向けて、すべての処理を記録します。モジュール式アクセサリーにより、処理能力の増大に伴い、開放ビーカーから密閉フローセル、温度制御された反応器、インライン生産用スキッドへと移行できます。迅速に対応するアプリケーションエンジニアと世界各地でのサービスにより、Hielscherは超音波処理の検証、最適化、スケールアップを容易にします。お客様のプロセスに適したソニケーターを選ぶ準備はできていますか。当社がお手伝いします。

Hielscherのソニケーター:あらゆる容量とプロセスに対応するパワー
当社のプローブ型ソニケーターは、手作業による実験室での作業から、大容量の産業用処理まで、全範囲をカバーします。出力クラスはコンパクトな卓上装置から数キロワット級のインライン反応器まで幅広く、小規模な開発用バッチから始め、検証済みのパラメーターに基づいて連続生産へとスケールアップできます。
ソニケーター UP400St(400 ワット)
Hielscher ソニケーター UP400St
実験室での超音波処理とプロセス開発
コンパクトで堅牢なソニケーターUP400Stは、ビーカー、小規模バッチ、パイロット規模のフロー試験で信頼性の高い超音波出力が必要な場合に、その力を発揮します。バッチ容量は最大約8リットル(2ガロン)に達し、フローセルを使用すれば、時間当たりにさらに大きな容量を処理できるため、プロセス開発と小規模生産をつなぐ実用的な装置となります。代表的な用途には、植物成分の抽出、製品の配合、粒径の縮小があります。デジタルタッチスクリーン制御、内蔵SDカードによるデータ記録、ブラウザーによる遠隔制御、温度監視、交換可能なソノトロードが、手法の開発、文書化、研究開発から小規模生産への円滑な移行を支援します。
ソニケーター UIP1000hdT(1000 ワット)
Hielscher ソニケーター UIP1000hdT
プロセスの最適化と生産
UIP1000hdTは、プロセス開発、最適化、中規模バッチ処理または連続フロー処理に最適なソニケーターです。乳化、分散、抽出、ソノケミカル反応のために、加圧可能なフローセルまたは開放容器に高い超音波出力を供給し、小型の実験室用システムと数キロワット級の生産ラインの間を埋めます。必要に応じて、並列クラスター構成により処理能力を拡大できます。完全デジタル式で、タッチスクリーン制御、SDカードによるデータ記録、Ethernet経由の遠隔制御、温度・圧力監視、幅広いソノトロードを備えており、体系的なパラメーター研究と、初期の超音波処理から検証済みの製造工程への円滑な移行を可能にします。
ソニケーター UIP16000hdT(16,000 ワット)
Hielscher ソニケーター UIP16000hdT
高性能な超音波処理
高出力のUIP16000hdTは、厳しい生産環境での大規模なインライン均質化、解凝集、抽出、高せん断混合に対応する産業用ソニケーターです。加圧可能なフローセルとスキッド搭載のプロセスラインに大きな超音波出力を結合させるため、本格的な生産の処理能力に最適なソニケーターです。16キロワットの連続超音波出力により、大きな流量に対応します。複数のUIP16000hdTを並列または直列のクラスターとして構成し、非常に高い処理能力の目標に合わせることができます。堅牢な高耐久構造は、研磨性スラリー、粘性の高い供給原料、反応性の高い化学物質を扱う24/7運転に適しています。容易な制御、高度なデータ記録、多様な遠隔制御インターフェース、リアルタイムの温度・圧力監視により、運転チームは規制対象の製造に必要なトレーサビリティと制御を確保できます。
| 特性 | プローブ型ソニケーター | 浴槽型ソニケーター | 従来の均質化技術 |
|---|---|---|---|
| エネルギー伝達 | プローブがサンプルに直接接触するため、直接的で非常に効率的です。 | エネルギーが浴槽全体に不均一に分散するため、間接的で効率が低くなります。 | 機械的に駆動されるため、エネルギー伝達効率が低くなることがよくあります。 |
| 精度 | 非常に高精度で個別に制御でき、対象を絞ってエネルギーを加えることができます。 | エネルギーが浴槽全体に分布するため、精度が低くなります。 | 精度は中程度で、機械的な構成に依存します。 |
| サンプル容量への対応の柔軟性 | 小容量から中容量に有効で、さまざまなサンプル容量に合わせて調整できます。 | 大容量、または複数の小容量サンプルの同時処理に最も適しています。 | さまざまであり、ホモジナイザーのサイズと種類によって制限されることがよくあります。 |
| 処理時間 | 効率的なエネルギー伝達により、処理時間が短くなります。 | エネルギーが分散して加えられるため、処理時間が長くなります。 | さまざまであり、エネルギーを加える効率が低いため、長くなることがあります。 |
| 温度制御 | 局所的な発熱が生じる可能性があり、外部冷却を必要とすることがよくあります。 | 浴槽が熱を吸収できるため、温度に敏感な用途により適しています。 | 制御能力は中程度で、外部での温度管理を必要とすることがよくあります。 |
| スケールアップ性 | 完全に線形のスケールアップが可能で、実現可能性の検証から産業生産への移行を大幅に容易にします。 | 超音波処理の不均一性と浴槽サイズの制限により、スケールアップが困難です。 | 規模が異なると同じプロセスパラメーター(例:圧力、せん断力)を維持することが難しく、最終製品にばらつきが生じるため、容易にはスケールアップできません。 |
| コスト | 初期費用は高めですが、専門的な作業ではより効率的です。 | 一般に初期費用は低めですが、効率は低くなります。 | 装置と用途によって異なります。 |
ソニケーター用フローセル反応器
連続的な超音波処理を必要とする産業分野と実験室に向けて、Hielscher Ultrasonicsは、UP400St(400 ワット)、UIP1000hdT(1000 ワット)、UIP16000hdT(16kW)を含む同社の高出力プローブ型ソニケーターに対応した先進的なフローセル反応器を提供しています。
インライン超音波処理のための設計
フローセル反応器は、液体が反応器チャンバーを通過する際に処理される、効率的なインライン超音波処理を可能にするよう設計されています。この構成は、乳化、粒径の縮小、細胞破砕など、長時間にわたって一貫した再現性のある結果が役立つプロセスに最適です。フローセルは、バッチ処理から処理能力の高い連続生産へとスケールアップする必要があるユーザーに、優れたソリューションを提供します。
主な利点
Hielscherのフローセル反応器の主な利点の一つは、加圧できることであり、これにより超音波処理中に発生するキャビテーションの効果が大幅に高まります。液体に超音波を照射すると、キャビテーションが発生します – これは気泡の形成、成長、崩壊を伴い、粒子を破砕したり細胞を分解したりする強いエネルギーを放出します。フローセルを加圧すると、これらのキャビテーションによる力が増幅され、さらに効果的な超音波処理が実現します。UP400St、UIP1000hdT、UIP16000hdTでは、この加圧機能が、エネルギー伝達を最大化し、優れたプロセス効率を達成するうえで極めて重要です。特に、ナノエマルションや分散液の製造、有用な化合物の抽出など、難易度の高い用途で重要となります。
プロセスの最適化
フローセル反応器を用いたインライン超音波処理は、高性能が求められる用途や産業用製造に複数の利点をもたらす、プロセス最適化技術です。従来のバッチ処理と比較して、インライン超音波処理は材料の連続的な流れを確保し、超音波処理パラメーターの精密な制御と、より優れたスケールアップ性を可能にします。バッチ間のばらつきを回避することで、インライン超音波処理は製品の一貫性を向上させ、高品質で再現性のある結果を重視する産業にとって理想的なソリューションとなります。さらに、Hielscherのソニケーターをフローセル反応器とともに使用すると、時間、労力、エネルギーを大幅に節約でき、プロセス全体の効率が向上し、運転コストが削減されます。大規模な生産や研究に携わる企業にとって、インライン超音波処理は、生産性の向上、ダウンタイムの短縮、より優れた製品成果への道を開きます。
研究室でも大規模な産業施設でも、プローブ型ソニケーターは、幅広い用途に対応する汎用性の高い効果的なソリューションを提供します。
- 高効率
- 最先端技術
- 信頼性と堅牢性
- 調整可能で精密なプロセス制御
- バッチ処理とインライン処理
- あらゆる容量に対応
- インテリジェントなソフトウェア
- スマートな機能(例:プログラム設定、データ記録、遠隔制御)
- 容易で安全な操作
- 少ないメンテナンス
- CIP(定置洗浄)
設計、製造、コンサルティング – ドイツ製の品質
Hielscherの超音波処理装置は、最高水準の品質と設計基準でよく知られています。堅牢性と操作の容易さにより、当社の超音波処理装置を産業施設に円滑に組み込むことができます。Hielscherの超音波処理装置は、過酷な条件や厳しい環境にも容易に対応します。
Hielscher UltrasonicsはISO認証取得企業であり、最先端技術と使いやすさを備えた高性能な超音波処理装置を特に重視しています。もちろん、Hielscherの超音波処理装置はCEに適合し、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。
以下の表は、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力を示しています。
| バッチ容量 | 流量 | 推奨装置 |
|---|---|---|
| 0.5–1.5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1–20L | 0.2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | より大きな流量 | クラスター構成: UIP16000 |
よくある質問
ソニケーターとは何ですか?
ソニケーターは、強力超音波を用いて、通常は液体中にあるサンプル内の粒子を撹拌する装置です。この高強度の超音波エネルギーは急速な圧力変化を引き起こし、小さな気泡の形成と崩壊を生じさせます。このプロセスはキャビテーションと呼ばれます。それによって生じる機械的な力は、細胞を破砕し、材料を分散させ、混合物を均質化できるため、ソニケーターは、生物学、化学、材料科学などの分野で、細胞破砕、混合、抽出、乳化などの作業に役立ちます。そのため、プローブ型ソニケーターは、実験室規模および産業規模での均質化、抽出、湿式粉砕のための確立された技術です。
ソニケーターを使用する理由は何ですか?
細胞破砕、サンプルの均質化、固液混合に、迅速で均一なエネルギー供給が必要な場合は、ソニケーターを使用してください。制御された超音波は、細胞溶解からナノ粒子の分散、乳化まで、さまざまなプロセスを加速します。適切な冷却を行えば、超音波処理は発熱の少ない手法として、温度に敏感な材料の保全に役立ち、実験室や製造現場で有用です。
研究と科学におけるHielscherのソニケーター
以下に、バッチ運転およびインライン運転でHielscherのプローブ型ソニケーターを使用した科学論文の一部を紹介します。論文の対象は、超音波抽出から分散、電気化学まで多岐にわたります。特定の用途と関連する科学文献をお探しの場合は、当社にお問い合わせください。
- FactSheet UP400St – 400 Watts Powerful Probe-Type Sonicator
- FactSheet UIP1000hdT – 1000 Watts Powerful Sonicator for Bench-top and Industry
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- 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.
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthesis of NaP zeolite at room temperature and short crystallization time by sonochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 1, 2013. 314-321.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Manganiello R., Pagano M., Nucciarelli D., Ciccoritti R., Tomasone R., Di Serio M.G., Giansante L., Del Re P., Servili M., Veneziani G. (2021): Effects of Ultrasound Technology on the Qualitative Properties of Italian Extra Virgin Olive Oil. Foods. 2021 Nov 22;10(11):2884.