UIP2000hdT – 2000ワットの産業用超音波ホモジナイザー

UIP2000hdTは、パイロット規模および生産工程での液体処理に用いる、2000ワット、20kHzの強力な産業用プローブ型超音波処理装置です。用途は、 均質化、乳化、分散、解凝集、湿式粉砕、抽出、溶解破砕、溶解およびソノケミカル反応です。
この産業用超音波処理装置は、精密なプロセス制御を伴う、信頼性の高い高出力超音波処理を必要とする企業向けに設計されています。UIP2000hdTは、優れた超音波性能に、カラータッチディスプレイ、ブラウザーによる遠隔操作、自動データ記録、内蔵SDカード、および着脱式の温度センサーと圧力センサーを組み合わせています。そのため、プロセス開発、スケールアップ、品質管理下での生産、および24時間・週7日の連続運転に適しています。

UIP2000hdTはどのようなユーザー向けに設計されていますか？

UIP2000hdTは、小規模な実験室での超音波処理から、より大規模で再現性があり、生産を目的とした処理へ移行する必要があるユーザー向けに設計されています。特に、小規模でのプロセス試験がすでに完了し、より高い出力、より高い処理能力、または連続運転が必要になった場合に役立ちます。

全面的なプロセス制御による産業用超音波処理

高出力超音波は、従来のミキサー、ローター・ステーターシステム、ビーズミルまたは高圧ホモジナイザーでは必要な結果が得られない場合や、より迅速で、より微細化でき、より再現性の高い処理が必要な場合に使用されます。UIP2000hdTは、液体および液体・固体混合物の中に直接、強力な超音波キャビテーションを発生させます。このキャビテーションは大きなせん断力を生み出し、粒径の低減、粉末の分散、微細なエマルションの生成、細胞や植物材料からの化合物の抽出、または化学反応の促進を可能にします。

産業用途では、信頼性の高い超音波処理を実現するために、超音波出力だけでは十分ではありません。プロセスは測定可能で、繰り返し実行でき、スケールアップ可能でなければなりません。UIP2000hdTで操作担当者が制御し、記録できる最も重要な超音波処理パラメーターは、 振幅、超音波出力、超音波処理時間、温度および圧力です。これらの値はSDカードにCSVファイルとして自動記録されるため、プロセス最適化、文書化および品質保証が容易になります。

UIP2000hdTによるフロースルー処理

産業用プローブ型超音波処理装置UIP2000hdTの代表的な用途

UIP2000hdTは、化学処理、食品・飲料製造、化粧品、医薬品、バイオテクノロジー、ナノ材料、燃料、コーティングおよび環境技術に使用されています。同じ超音波プラットフォームを、さまざまなソノトロード、ブースターおよびフローセルで構成し、必要な処理強度と処理能力に合わせることができます。

超音波による均質化と混合

UIP2000hdTは、強力な超音波せん断を加えることで、液体、懸濁液および液体・固体混合物を均質化できます。これにより、均一な製品品質の実現を支援し、混合が難しい成分の混合を改善するとともに、従来の撹拌と比較して処理時間を短縮できる場合があります。 詳しく見る！

超音波乳化とナノエマルション

乳化では、超音波キャビテーションにより、非常に微細な液滴と狭い液滴径分布が得られます。UIP2000hdTは、食品、化粧品、医薬品、燃料、香料および機能性成分の配合物に用いられる、安定したエマルションとナノエマルションの製造に適しています。 詳しく見る！

分散、解凝集およびナノ粒子処理

粉末、顔料、充填材およびナノ材料は、標準的なミキサーでは解砕が難しい凝集体を形成することがよくあります。UIP2000hdTは、強い超音波せん断によって粒子を液体中に分散させ、凝集体を解砕します。これは、塗料、インク、コーティング、セラミックス、触媒、電池材料、グラフェン、酸化物およびその他の先端材料に役立ちます。 詳しく見る！

湿式粉砕と粒径低減

UIP2000hdTは、より小さい粒径、懸濁液の安定性向上、またはより大きい活性表面積が必要な場合に、粒径低減と湿式粉砕に使用できます。振幅、圧力、流量、温度および超音波処理時間を調整することで、プロセスを最適化できます。 詳しく見る！

超音波抽出と細胞破砕

超音波処理は物質移動を改善し、細胞、組織および植物構造を破砕できます。UIP2000hdTは、植物材料からの抽出や、生理活性化合物、香味成分、タンパク質、酵素および細胞内物質の抽出に使用されます。また、バイオテクノロジーおよび微生物学における溶解破砕と細胞破砕にも適しています。 詳しく見る！

ソノケミストリー、超音波触媒作用および反応の強化

超音波キャビテーションは、混合、物質移動および表面活性化を改善することで、化学反応を促進できます。UIP2000hdTは、超音波合成、超音波触媒作用、沈殿、ゾル・ゲル反応、相間移動触媒反応およびその他のソノケミカルプロセスに使用されます。 詳しく見る！
 

どの超音波処理装置を選べばよいですか？

実験室での研究や実現可能性試験から、プロセス最適化、パイロット規模の試験、産業用製造まで、Hielscherはあらゆる規模の液体・スラリー処理に理想的な超音波ホモジナイザーを提供しています。下の表は、当社で最も人気のあるプローブ型超音波処理装置の概要を示しています。

どの超音波処理装置がご自身のプロセスに適しているか分からない場合、最も重要な選定基準は、目標とする結果、バッチ容量、必要な流量、粘度、固形分含有量、運転スケジュールおよび必要な投入エネルギーです。Hielscherは、お客様のプロセスデータに基づき、適切な装置、ソノトロード、ブースターおよびフローセルの構成を提案できます。

パイロット規模と生産規模に対応する堅牢な2000W超音波処理装置

UIP2000hdTは産業環境向けに製造されています。ステンレス鋼とチタンを用いた振動子の設計により、粉じん、湿度、高い周囲温度など、厳しい運転条件に適しています。この装置は連続運転向けに設計されており、必要なメンテナンスはわずかです。
2000ワットの超音波出力を備えたUIP2000hdTは、実験室での超音波処理と大規模な産業用超音波システムの間を埋めます。パイロット生産、プロセスのスケールアップ、および多くの連続製造用途に十分な出力を備えています。より多くの生産量が必要な場合は、複数の装置を並列運転することも、より大型のHielscher超音波処理装置を選択することもできます。
ソノトロード、Cascatrode™、ブースター、フローセルなどの適切なアクセサリーを使用することで、さまざまなプロセス目標にシステムを適応させることができます。例えば、Cascatrode™は高処理能力の液体処理に向けて大きな有効超音波処理面を提供でき、フローセルは所定の圧力と流量条件の下で制御されたインライン処理を可能にします。

バッチ、再循環およびインラインフロー処理

UIP2000hdTは、複数の処理構成で使用できます。配合作業、小規模なプロセス試験およびパラメーターの検討では、ソノトロードとスタンドを用いてバッチモードで運転できます。これにより、より大きい容量へ移行する前に、材料が超音波処理にどのように応答するかを試験できます。

5リットルを超えるバッチでは、一般にフローセル処理が推奨されます。フローモードでは、液体が超音波反応器を通過し、制御された条件下で処理されます。製品はシングルパスモードで処理することも、目標とする結果が得られるまで反応器を通して循環させることもできます。

フローセル処理では、振幅、圧力、流量、温度、滞留時間などの重要なパラメーターをより精密に制御できるため、再現性が向上します。これは、生産プロセス、スケールアップの検討、および品質に敏感な用途で特に重要です。

迅速なプロセス設定のためのカラータッチディスプレイ

カラータッチディスプレイにより、操作担当者は最も重要な設定に直接アクセスできます。振幅、出力およびパルスモードを迅速かつ正確に調整できます。メニューは日常の運転で重要な設定に重点を置いているため、ユーザーは不要な複雑さを伴わずに、超音波処理プロセスを設定し、監視できます。
ディスプレイには、振幅と出力を棒グラフまたは数値で表示できます。BIG NUMBER表示モードは離れた場所からの視認性を向上させ、操作担当者が装置の正面に立っていない場合があるパイロットプラント、生産エリアおよび試験構成で役立ちます。

LAN経由のブラウザー遠隔操作

UIP2000hdTは、一般的なウェブブラウザーで制御できます。LANインターフェースには、追加のソフトウェアのインストールは不要です。超音波処理装置は、PCやMacから直接、ルーターやスイッチを介して、または適切なネットワーク構成で接続したタブレットやスマートフォンから操作できます。
これは、プロセス開発、生産監視、および超音波処理装置をフロー構成、防音エンクロージャーまたは生産ラインに組み込む設置で特に役立ちます。

プロセスデータの自動記録

あらゆる生産プロセスにとって、信頼性の高い文書化は有益です。UIP2000hdTは、関連するプロセス値を内蔵SDカードに自動記録します。CSVデータは、試験の比較、生産運転の記録、プロセスの逸脱の特定、および品質保証の支援に使用できます。
記録されるパラメーターには、超音波出力、振幅、超音波処理時間、温度、およびオプションの圧力センサーを接続した場合の圧力が含まれます。これにより、エンジニアと操作担当者は、プロセス最適化と再現性のある製造に向けた実用的な基盤を得られます。

自動周波数調整

UIP2000hdTは、インテリジェントな自動周波数調整機能を備えています。装置の電源を入れると、発振器が最適な動作周波数を検出し、その周波数で超音波振動子を駆動します。これにより、安定した超音波処理性能を維持し、手動調整の必要性を減らします。

高いエネルギー効率と産業用途での信頼性

UIP2000hdTは商業生産向けに設計されています。設置が容易で、洗浄も簡単であり、産業用途での連続使用に対応しています。2000ワットの超音波出力を備えながら、水や圧縮空気による追加冷却を必要としません。空気中で連続運転できます。
Hielscherのすべての産業用超音波処理装置と同様に、UIP2000hdTは電気エネルギーを機械的な超音波振動へ効率的に変換するよう設計されています。高いエネルギー効率により、より多くの出力が液体に伝達され、プロセス性能が向上し、エネルギーの無駄が減少します。電源プラグから液体までのUIP2000hdTの総合エネルギー効率は、約80–90%です。

再現性のある結果を実現する全面的な振幅制御

振幅は、超音波処理における最も重要なパラメーターの一つです。ソノトロードでの機械的振動を規定し、キャビテーション強度に大きく影響します。UIP2000hdTは振幅を電子制御するため、プロセス条件が変化しても、選択した振幅は一定に保たれます。
振幅は、発振器で20–100%の範囲に調整できます。適切なブースターホーンを使用することで、追加の振幅範囲も実現できます。これにより、穏やかな混合、強力な解凝集、細胞破砕、抽出、粒径低減のいずれを目標とする場合でも、操作担当者は超音波処理強度を製品に合わせることができます。

プロセス試験と評価

産業用超音波システムを選定する前に、多くのユーザーは、超音波処理で目標とする結果が得られるか、また、どの程度の処理能力が期待できるかを知りたいと考えます。Hielscherは、お客様の材料と用途でUIP2000hdTを評価するためのプロセス試験を提供しています。
試験中には、振幅、圧力、温度、流量、投入エネルギーおよび超音波処理時間など、関連するプロセスパラメーターを評価できます。その結果は、お客様の製品に適したソノトロード、フローセルおよび処理構成を特定するのに役立ちます。
標準アクセサリーは通常、在庫から供給できます。特定の要件に合わせたカスタム仕様のソノトロード、フローセルおよびプロセス用アクセサリーも製造できます。

処理量と処理能力

どの超音波プロセスでも、処理量は液体、粘度、固形分含有量、必要な粒径、目標抽出収率、温度、圧力および投入エネルギーによって異なります。一般的な目安として、UIP2000hdTはフローモードで通常 1.0–8.0L/min を処理できます。日常の運転では、これは約 2–10m³/日に相当しますが、用途によって異なります。
より高い生産能力に向けて、Hielscherはより大型の超音波処理装置と複数装置による設備を提供しています。これにより、UIP2000hdTで開発したプロセスを、同じ超音波プロセス原理を維持しながら、より高い処理能力へスケールアップできます。

研究と科学におけるUIP2000hdT

UIP2000hdTは、パイロット構成、産業用生産および科学研究で頻繁に使用されています。公表されている用途には、植物材料からの生理活性化合物の超音波抽出、グラフェンに類似した材料の剥離、ナノ材料処理およびワイン処理が含まれます。特定の用途に関する参考文献をお探しの場合は、お問い合わせください。

• FactSheet UIP2000hdT – 2000 watts powerful sonicator for pilot and industry – Hielscher Ultrasonics
• Štengl, V., Henych, J., Slušná, M. et al. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Res Lett 9, 167; 2014.
• Maria Lisa Clodoveo, Tiziana Dipalmo, Carlo Giuseppe Rizzello, Filomena Corbo, Pasquale Crupi (2016): Emerging technology to develop novel red winemaking practices: An overview. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 38, Part A, 2016. 41-56.
• Sena Saklar Ayyildiz, Bulent Karadeniz, Nihan Sagcan, Banu Bahar, Ahmet Abdullah Us, Cesarettin Alasalvar (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea.. Food and Bioproducts Processing, Volume 111, 2018. 37-44.
• Štengl, V.; J. Tolasz; D. Popelková (2015): Ultrasonic preparation of tungsten disulfide single-layers and quantum dots. RSC Advances 5, 2015. 89612-89620.