실험실용 초음파 발생기를 위한 플로우 셀 및 인라인 반응기
실험실 규모의 초음파 인라인 처리
초음파 균질기용 플로우 셀 반응기는 잘 알려져 있으며 산업 생산에서 대용량 처리에 널리 사용됩니다. 그러나 실험실 및 벤치탑 규모에서 소량을 처리할 때도 초음파 플로우 셀을 사용하면 여러 이점이 있습니다. 초음파 플로우 셀에서는 물질이 플로우 셀 챔버의 제한된 공간을 정해진 방식으로 통과하므로 균일한 처리 결과를 얻을 수 있습니다. 체류 시간, 공정 온도, 통과 횟수 등의 초음파 처리 인자를 정밀하게 제어할 수 있어 목표를 확실하게 달성할 수 있습니다.
Hielscher 플로우 셀과 인라인 반응기에는 최적의 공정 온도를 유지하기 위한 냉각 재킷이 장착되어 있습니다. 플로우 셀 반응기는 특정 공정 요건을 충족할 수 있도록 다양한 크기와 형상으로 제공됩니다.
실험실용 초음파 발생기를 플로우 셀 반응기와 함께 사용하면 많은 인력을 투입하지 않고도 더 큰 시료 부피를 처리할 수 있습니다. 초음파 플로우 셀 시스템에서는 액체가 스테인리스강 또는 유리로 제작된 초음파 반응기 안으로 펌핑됩니다. 플로우 셀 안에서 액체 또는 슬러리는 정밀하게 조절할 수 있는 초음파 처리를 받습니다. 모든 물질은 소노트로드 아래의 캐비테이션 핫스폿 영역을 통과하며 균일한 초음파 처리를 받습니다. 캐비테이션 영역을 통과한 액체는 플로우 셀의 출구에 도달합니다. 공정에 따라 초음파 유통식 처리는 단일 통과 또는 다중 통과 방식으로 수행할 수 있습니다. 예를 들어 초음파 처리 중 열에 민감한 물질의 분해를 방지하는 등 공정에 유리한 특정 온도를 유지할 수 있도록, 플로우 셀 반응기에는 방열을 개선하는 재킷이 장착되어 있습니다.
소량부터 대용량까지: 실험실 및 벤치탑 수준에서 소량을 처리하여 얻은 공정 결과를 산업 생산 규모의 매우 큰 처리량까지 선형적으로 확장할 수 있습니다. Hielscher 초음파 발생기는 마이크로리터부터 갤런까지 모든 부피에 대응하는 제품으로 제공됩니다.
Hielscher 플로우 셀은 전체를 고압 증기 멸균할 수 있으며 대부분의 화학물질과 함께 사용하기에 적합합니다.
다음 제품에 대해 자세히 알아보세요: 실험실용 및 산업용 초음파 균질기!
실험실용 초음파 장치 및 플로우 셀
아래에서 실험실용 초음파 장치와 이에 맞는 플로우 셀 및 소노트로드를 확인할 수 있습니다
UP400ST (24kHz, 400W):
소노트로드 S24d14D, S24d22D 및 S24d22L2D에는 O링 씰이 장착되어 있습니다. 소노트로드 모델 S24d14D와 S24d22D는 플로우 셀 FC22K(스테인리스강, 냉각 재킷 장착)와 호환됩니다.
UP200ST (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
소노트로드 S24d2D와 S24d7D에는 O링 씰이 장착되어 있으며, 플로우 셀 FC7K(스테인리스강, 냉각 재킷 장착) 및 FC7GK(유리 플로우 셀, 냉각 재킷 장착)와 호환됩니다.
UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
UP50H와 UP100H 모두에 동일한 소노트로드 및 플로우 셀 모델을 사용할 수 있습니다. 소노트로드 MS7과 MS7L2에는 씰이 장착되어 있어 플로우 셀 D7K(스테인리스강) 및 GD7K(유리 플로우 셀, 냉각 재킷 장착)와 함께 사용하기에 적합합니다.
초음파 플로우 셀의 운전 조건을 최적화하는 방법
Hielscher Ultrasonics는 다양한 초음파 플로우 셀과 초음파 화학 반응기를 제공합니다. 플로우 셀 설계(즉, 플로우 셀의 형상과 크기)와 소노트로드는 액체 또는 슬러리 및 목표 공정 결과에 맞게 선택해야 합니다.
아래 표는 플로우 셀 내의 초음파 조건에 영향을 미치는 가장 중요한 매개변수를 보여줍니다.
- 온도: 냉각 재킷이 장착된 플로우 셀은 원하는 처리 온도를 유지하는 데 도움이 됩니다. 유체 고유의 끓는점에 가까운 고온에서는 액체 밀도가 낮아지므로 캐비테이션 강도가 감소합니다.
- 압력: 압력은 캐비테이션을 강화하는 매개변수입니다. 초음파 플로우 셀을 가압하면 유체 밀도가 증가하여 음향 캐비테이션이 증가합니다. Hielscher 실험실용 플로우 셀은 최대 1 barg까지 가압할 수 있으며, Hielscher 산업용 플로우 셀 및 반응기에는 최대 300atm(약 300 barg)을 적용할 수 있습니다.
- 액체의 점도: 액체의 점도는 초음파 인라인 시스템에서 중요한 인자입니다. 소형 실험실용 플로우 셀은 점도가 낮은 매질에 사용하는 것이 바람직하며, Hielscher 산업용 플로우 셀은 페이스트를 포함하여 점도가 낮은 물질부터 높은 물질까지 사용하기에 적합합니다.
- 액체의 조성: 액체 점도의 영향은 위에서 설명했습니다. 처리하는 액체에 고형물이 포함되어 있지 않으면 펌핑과 공급이 간단하고 유동 특성을 예측할 수 있습니다. 입자와 섬유 등의 고형물이 포함된 슬러리의 경우, 입자 크기 또는 섬유 길이를 고려하여 플로우 셀의 형상을 선택해야 합니다. 적절한 플로우 셀 형상은 고형물이 포함된 유체의 흐름을 원활하게 하고 균일한 초음파 처리를 보장합니다.
- 용존 기체: 기포는 음향 캐비테이션과 그 특징적인 진공 기포의 생성을 방해하므로, 초음파 플로우 셀에 공급하는 액체에는 용존 기체가 다량 포함되어 있지 않아야 합니다.
플로우 셀 반응기 FC22K – 호환 실험실용 초음파 발생기: UP400ST
소규모 및 대규모 초음파 유동 반응기는 고출력 초음파 처리의 메커니즘과 효과를 연구하고 제어할 수 있어 연구, R&D 및 산업 분야에서 매우 널리 사용됩니다. 따라서 초음파 플로우 셀 및 인라인 반응기는 실험실, 파일럿 및 산업 규모의 생물학적, 제약 및 화학 공정에서 다양한 용도로 도입되었습니다.Hielscher Ultrasonics의 균질기, 소노트로드 및 플로우 셀은 이상적인 초음파 처리 시스템을 구성할 수 있도록 다양한 설계로 제공됩니다. 풍부한 경험을 갖춘 당사 직원이 고객의 공정 목표에 맞는 최적의 장비 구성에 관해 상담해 드립니다!
아래 표는 당사 초음파 발생기의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다:
| 배치 부피 | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 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 |
| 해당 없음 | 10–100L/min | UIP16000 |
| 해당 없음 | 더 높은 유량 | 클러스터 구성: UIP16000 |
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Hielscher Ultrasonics는 실험실, 파일럿 및 산업 규모의 혼합, 분산, 유화 및 추출 용도를 위한 고성능 초음파 균질기를 제조합니다.
문헌 / 참고 자료
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Hielscher Ultrasonics가 제조하는 고성능 초음파 균질기의 크기는 실험실 규모에서 산업용 규모까지 다양합니다.