ヒールシャー超音波技術

超音波崩壊:濡れ、溶解、分散

超音波インテグレーターは、液体に粒子や粉末を濡らしたり、分散させたり、溶解したりするために広く使用されています。高性能超音波処理器は、凝集体、凝集体および一次粒子を破壊し、微視的またはナノサイズに粉砕する強烈なせん断力を作成します。音響キャビテーション分野で均一な粒子処理は狭い粒子分布および均一な粒子表面をもたらす。

超音波崩壊器とその用途

超音波崩壊器は、粒子、結晶、繊維などの固体に必要な影響を生み出す強烈な剪断力を提供し、それらを破壊し、例えばミクロンまたはナノサイズに分解します。このような高剪断ブレードミキサー、高圧ホモジナイザー、ビーズミル、マイクロ流体装置などの代替崩壊方法と比較すると、超音波崩壊剤は、いくつかの主要な利点を提供します。

超音波崩壊器の利点

  • 高強度キャビテーションおよびせん断
  • 均一な粒子処理
  • 高固形分濃度
  • ノズルなし/詰まりなし
  • 製粉媒体(ビーズ)不要
  • リニアなスケーラビリティ
  • イージー & 安全な操作
  • 清掃が容易
  • 時間- & エネルギー効率

超音波プローブ型崩壊器の動作原理は、音響キャビテーションの生成に基づいています。超音波プローブを介して、高強度の超音波は、プロセス媒体(すなわち液体またはスラリー)に伝達される。超音波波は液体を通過し、そこで高圧、低圧サイクルを交互に生成します。低圧サイクルの間に微小な真空気泡、いわゆるキャビテーション気泡が発生します。これらのキャビテーション気泡は、彼らがこれ以上のエネルギーを吸収することができないサイズに達するまで、いくつかの圧力サイクルにわたって成長します。この時点で、キャビテーション気泡は激しく爆発し、非常に高温、圧力、極端な温度と圧力差(高い加熱/冷却速度と圧力変動による)、マイクロ乱流および最大180m /sの速度の液体流れなどの局所的に極端な条件を作成します。これらの条件は、高速液体の流れが粒子が衝突するように媒体内の粒子を加速するので、媒体内の粒子に大きな機械的影響を示す。粒子間衝突によって、固体物質(例えば、粒子、繊維、細胞)が侵食され、粉砕され、ミクロンおよびナノサイズのビットに断片化される。
超音波によって作成された高い乱流は、相間の物質移動を増加させ、それによって粉末または不均一な化学反応の溶解を促進する。これにより、超音波崩壊器は、粉砕、分散、乳化、溶解などのプロセスを強化するための好ましいツールになります。

Ultrasonic disintegrators installed as cluster of 7x UIP1000hdT (7x 1kW)

7x 超音波崩壊器 UIP1000hdT (7x 1kW超音波パワー)クラスタとしてインストール

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化学反応の超音波の激化についての詳細を読む (ソノケミストリー)!

超音波崩壊器の応用

  • 製粉 & 研削
  • 解凝集 & 分散
  • 乳化
  • 粉末の溶解
  • 大量移送の改善
  • ソノケミカル反応

粒子サイズの減少のための超音波崩壊器

超音波崩壊器は、粒子サイズの減少および粒子分布のために使用され、ウェザーは、これは一次粒子の実際のコミュニケーション(粉砕と呼ばれる)または凝集物の破壊(脱凝集/分散と呼ばれる)を意味する。

Mg2Siの超音波粉砕。

超音波粉砕前後のMg2Siの粒径分布およびSEM画像(UM)。(a) 粒子サイズ分布(b) 超音波粉砕前のSEM画像;(c) 超音波粉砕後のSEM画像を50%PVP–50%EtOHで2時間処理する。
出典:マルケス・ガルシアら 2015.

ミリング用超音波崩壊器 & 研削

超音波生成キャビテーションは、強烈なせん断力を作成し、それによって関連する相互特定の衝突。スラリー中の固体は、ミリング媒体(ビーズ/パールミル内のビーズまたはパールに匹敵する):キャビテーション液体の流れによって加速され、最大180m/sの速度を容易に達成します。粒子がこのような巨大な速度でお互いに衝突すると、粒子が壊れてミクロンとナノサイズの断片に粉砕されます。超音波崩壊器は一次粒子を破壊することさえできる。超音波フローセル反応器は、超音波粉砕が狭い粒度分布をもたらすように、すべての粒子の均一な処理を保証します。
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脱凝集のための超音波崩壊器 & 分散

超音波プロセスパラメータは非常に正確に制御することができるので、超音波崩壊器は、高振幅と高い圧力が適用されたときに一次粒子を粉砕することができます。一方、超音波崩壊システムは、粒子構造と表面がそのまま残るように、より低い振幅と穏やかな条件で操作することもできるが、凝集体が分解され、個々の粒子がスラリー中に均一に分布している。
超音波脱凝集と分散の詳細については、ここをクリックしてください!

乳化のための超音波崩壊器

2つの非混和性液体(例えば、水と油)が超音波処理されると、超音波キャビテーションは液滴を破壊する – 2つの不混和相の非常に小さな液滴を生成し、その後一緒に混合される。超音波崩壊器はナノサイズの液滴を容易に生成するので、安定した超音波エマルションは、長期的な安定性と透明な外観を示す。
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溶解のための超音波崩壊器

超音波崩壊器は、迅速な、簡単で安全な手順で粉末および錠剤を溶解するために使用されます。超音波生成キャビテーションは、固体の表面を侵食し、それによって均一溶液を生成する液体に浸食断片を輸送します。
In the pharmaceutical industry, dissolving tablets is a daily task, e.g. for analytical purposes. When tablets are exposed to an aqueous environment, the tablet dissolves slowly in a very time-consuming process. Even with the usage of a common stirrer or blade agitator, the full dissolution of tablets remains time-consuming. Ultrasonic cavitation and its extraordinarily intense shear forces detach the particles from the tablet and transport them into the diluent, thereby keeping the mass transfer between tablet surface and fresh, unsaturated diluent continuously in progress. This makes ultrasonic dissolving a extremely rapid and efficient process, which helps to accelerate drug dissolution.
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水の中のゼリー赤ちゃんの超音波溶解 超音波崩壊器UP200St

機械的崩壊器の仕組み

超音波ラボ崩壊器は、産業崩壊器と同じ機械的原理を使用します。崩壊体混合系は、凝集体および凝集体を崩壊させ、固体を可溶化するか、液体混合で固体粒子を分散させる。超音波崩壊はバッチタンクまたはインラインフローセル反応器に高強度の超音波プローブを組み込みます。超音波崩壊器のプローブ(ソトロード)は、非常に高い周波数で液体内で振動し、液体中に強烈な超音波キャビテーションを作成します。各キャビテーションバブル崩壊は、凝集体、凝集物、さらには一次粒子を破壊する強力なせん断力をもたらします。また、超音波キャビテーションは、最大1000km/hで高速キャビテーションストリーミングを生成します。キャビテーション液体ジェットは、粒子凝集体を妨げ、細胞壁を破裂させ、スラリー内の物質移動を改善し、液体体積全体に固体を分散させる。超音波キャビテーション分野では、圧力は真空と1000barまでの間で迅速かつ繰り返し交互に。4ミキサーブレードを備えたロータリーミキサーは、同じ周波数の圧力サイクルを実現するために、驚異的な300,000 RPMで動作する必要があります。従来の回転式ミキサーおよび回転子固定子のミキサーは速度の限界のためにキャビテーションのかなりの量を作成しない。

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Ultrasonic disintegration is highly effective to mill, disperse or dissolve particles

超音波崩壊器UIP2000hdT ステンレス製の反応器の粒子分散用

Lab Ultrasonic Disintegrators

真新しい200ワットの超音波ラボ機器UP200StとUP200Htは均質化、乳化、分散、解凝集、フライス加工のための強力なホモジナイザーです & 抽出、溶解、崩壊、脱ガス、噴霧、および音響化学用途、研削。プローブ型超音波装置は、あらゆる研究室で非常に便利なツールです。超音波プローブ(ソトロードとも呼ばれる)は、液体に超音波振動を組み合わす単純な幾何学と簡単にきれいなチタン棒です。ヒールシャーは、幅広いサイズの超音波プローブとヒントを作ります。実験室で固体の最も一般的な崩壊のために、3、7、14、または22mmの先端の直径の超音波の調査は非常に有用である。他のプローブサイズとカスタムサイズの超音波プローブが利用可能です。実験室崩壊のための典型的な超音波装置は100から400ワットの超音波電力の範囲。

Industrial Ultrasonic Disintegrators

産業規模のインライン超音波処理のためのUIP4000hdTフローセルHielscher industrial disintegrators are high-power ultrasonic processors designed for heavy-duty continuous disintegration of large slurry streams. These industrial systems can easily handle high solid concentrations. Industrial ultrasonic probes are equipped with a flange that can be mounted to steel tanks, glass reactors or plastic containers in any orientation. Pressurizing the sonication vessel or flow cell intensifies the acoustic cavitation and thereby the sonication process. Typical ultrasonic industrial disintegration equipment ranges from 1000 to 16,000 watts of ultrasonic power per sonotrode.

Industries, where ultrasonic disintegration is widely found:

  • 固形/液体製剤の分散、溶解、混合
  • 材料科学
  • 分析前のサンプル準備
  • ナノ粒子アプリケーション
  • 粒子の官能基化
  • 相転移反応
  • 結晶化/沈殿
  • 食品加工
  • 製紙業
  • バイオマス消化

右の超音波崩壊器を購入する方法?

ヒールシャー超音波は、粒子を分散し、破壊したり、液体に粉末を溶解するために使用される高性能超音波崩壊器の長年の経験豊富なメーカーです。市場のリーダーとして、ヒールシャーは、完全工業規模まで、ラボとベンチトップから超音波崩壊器とホモジナイザーを設計、製造、販売しています。

私たちはあなたのアプリケーションとニーズに最も適した超音波崩壊器を見つけるために、次の質問に答えるためにあなたを助けます。

  • ターゲット アプリケーションは何ですか。
  • 処理する必要がある一般的なボリュームは何ですか。
  • プロセスの重要な要因は何ですか?
  • 達成しなければならない品質基準は何ですか?

私たちのよく訓練され、経験豊富なスタッフは、任意の質問やあなたのプロセスの概念であなたを支援します。ヒールシャー超音波は、お客様が最適な超音波デバイスを見つけるのを助けるために超音波プロセスに関する詳細なコンサルティングを提供しています。 しかし、ヒールシャーのサービスはここで終わるのではなく、私たちは、プロセス開発、最適化、スケールアップ中にそれらを支援するために、彼らの施設または超音波プロセスラボと技術センターのいずれかで顧客を訓練します。
ヒールシャー超音波’ 産業用超音波プロセッサは、硬い粒子や凝集体を破壊したり、高固体濃度でスラリーを処理するために必要とされる非常に高い振幅を簡単に提供します。ヒールシャー工業用崩壊器は24/7操作で連続的に200μmまでの振幅と作動させることができる。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソトロードが利用可能です。ブースターホーン、フローセル、超音波処理反応器、完全な再循環設定などのさらなるアクセサリーが容易に利用可能であり、あなたのプロセス要件に指定された超音波システムを構成することができます。

洗練された超音波崩壊器

ヒールシャー超音波による超音波プロセスパラメータの正確な制御' インテリジェントソフトウェアHielscher Ultrasonics focusses on high-performance disintegrators with highest user friendliness and state-of-the-art technical advances. This means that the standards of Hielscher lab disintegrators adapt more and more to the intelligence of industrial machinery. The user can control Hielscher’s digital ultrasonicators via browser remote control. The automatic data recording software writes all important ultrasonic parameters such as net power, total power, amplitude, temperature, pressure, time and date as CSV file on a built-in SD-card. Furthermore, the ultrasonic disintegrator can be programmed to automatic shut-off after a determined time or a specific energy input or program pulsating sonication modes. Pluggable temperature and pressure sensors allow for tracking the sample conditions carefully. Since temperature-control of heat-sensitive materials is a crucial factor for the quality of the process results, Hielscher offers various solutions to keep the process temperature in the targeted temperature range.
ヒールシャー超音波処理器の洗練された機能は、最高のプロセス制御、信頼性が高く、再現性の超音波処理結果、ユーザーフレンドリさと作業快適さを保証します。
ヒールシャー超音波’ 産業用超音波プロセッサは非常に高い振幅を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソトロードが利用可能です。このような高振幅を実行する能力は、お客様が効果的に一次粒子をナノサイズに加工することを可能にします。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。

品質 – ドイツ製

家族経営の家族経営のビジネスとして、ヒールシャーは、その超音波処理装置の高品質に誇りを持っています。すべての超音波処理器は、ベルリン、ドイツの近くのテルトウの本社で設計、製造、テストされています。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。

あなたはすべての異なるサイズでヒールシャー超音波崩壊器を購入することができ、価格帯はあなたの予算に一致する手頃な価格の超音波処理器を提供しています。工業生産におけるスラリーの連続流崩壊に小さな実験室バイアルの粒子崩壊から、ヒールシャー超音波は、あなたに適した崩壊器を持っています!お問い合わせ下さい – 私たちはあなたに最も適した超音波処理器をお勧めしてうれしいです!
下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

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ヒールシャー超音波は、分散、乳化および細胞抽出のための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。

から高出力超音波ホモジナイザー ラボパイロット そして 産業 規模。

文献 / 参考文献