실험실 초음파발생기를 위한 플로우 셀 및 인라인 반응기
실험실 규모의 초음파 인라인 처리
초음파 균질화기용 플로우 셀 반응기는 잘 알려져 있으며 산업 생산에서 대량 처리에 널리 사용됩니다. 그러나 실험실 및 벤치탑 스케일에서 더 적은 부피를 처리하는 경우 초음파 플로우 셀을 사용하면 다양한 이점도 제공됩니다. 초음파 플로우 셀은 재료가 정의된 방식으로 플로우 셀 챔버의 제한된 공간을 통과하기 때문에 균일한 처리 결과를 얻을 수 있습니다. 머무름 시간, 공정 온도 및 통과 횟수와 같은 초음파 처리 요소를 정확하게 제어하여 목표를 안정적으로 달성 할 수 있습니다.
Hielscher 플로우 셀 및 인라인 반응기는 최적의 공정 온도를 유지하기 위해 냉각 재킷과 함께 제공됩니다. 플로우 셀 반응기는 특정 공정 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 크기와 형상으로 제공됩니다.
실험실 초음파기를 플로우 셀 반응기와 함께 사용하면 많은 개인 노동 없이 더 많은 양의 시료를 처리할 수 있습니다. 초음파 플로우 셀 설정을 사용하여 액체는 스테인리스 스틸 또는 유리로 만들어진 초음파 반응기로 펌핑됩니다. 플로우 셀에서 액체 또는 슬러리는 정밀하게 조정 가능한 초음파 처리에 노출됩니다. 모든 물질은 sonotrode 아래의 캐비테이션 핫스팟 영역을 통과하고 균일한 초음파 처리를 거칩니다. 캐비테이션 영역을 통과한 후 액체는 플로우 셀의 출구에 도달합니다. 공정에 따라 초음파 관통 처리는 단일 또는 다중 패스 처리로 실행할 수 있습니다. 예를 들어 초음파 처리 중 열에 민감한 물질의 분해를 방지하기 위해 특정 유익한 공정 온도를 유지하기 위해, 플로우 셀 반응기는 열 방출을 개선하기 위해 재킷됩니다.
소량에서 대량까지: 공정 결과는 실험실 및 벤치탑 수준에서 처리되는 소량에서 산업 생산 규모의 매우 큰 처리량까지 선형적으로 확장할 수 있습니다. Hielscher 초음파기는 마이크로 리터에서 갤런에 이르기까지 모든 볼륨에 사용할 수 있습니다.
Hielscher 플로우 셀은 완전히 오토클레이브가 가능하며 대부분의 화학 물질과 함께 사용하기에 적합합니다.
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초음파 실험실 장치 및 플로우 셀
아래에서 일치하는 플로우 셀과 소노트로드가 있는 초음파 실험실 장치를 찾을 수 있습니다
UP400ST(24kHz, 400W):
소노트로드 S24d14D, S24d22D 및 S24d22L2D는 O-링 씰링과 함께 제공됩니다. sonotrode 유형 S24d14D 및 S24d22D는 플로우 셀 FC22K (스테인레스 스틸, 냉각 재킷 포함)와 호환됩니다.
UP200St(26kHz, 200W) / UP200HT(26kHz, 200W):
소노트로드 S24d2D 및 S24d7D에는 O-링 씰링이 장착되어 있으며 플로우 셀 FC7K(스테인리스강, 냉각 재킷 포함) 및 FC7GK(유리 플로우 셀, 냉각 재킷 포함)와 호환됩니다.
UP50H(30kHz, 50W) / UP100H(30kHz, 100W):
UP50H 및 UP100H 모두에 대해 동일한 sonotload 및 플로우 셀 모델을 사용할 수 있습니다. 소노트로드 MS7 및 MS7L2는 D7K(스테인리스강) 및 GD7K(유리 플로우 셀, 냉각 재킷 포함)와 함께 사용하기에 적합한 씰이 특징입니다.
초음파 플로우 셀에서 작동 조건을 최적화하는 방법
Hielscher 초음파는 다양한 초음파 플로우 셀과 초음파 화학 반응기를 제공합니다. 플로우 셀 설계(즉, 플로우 셀의 형상 및 크기) 및 sonotrode는 액체 또는 슬러리 및 목표 공정 결과에 따라 선택해야 합니다.
아래 표는 플로우 셀의 초음파 조건에 영향을 미치는 가장 중요한 파라미터를 보여줍니다.
- 온도: 냉각 재킷이 있는 플로우 셀은 원하는 처리 온도를 유지하는 데 도움이 됩니다. 유체의 특정 끓는점 근처의 고온은 액체 밀도가 낮아지기 때문에 캐비테이션 강도를 감소시킵니다.
- 압력: 압력은 캐비테이션 강화 매개변수입니다. 초음파 플로우 셀에 압력을 가하면 유체 밀도가 증가하여 음향 캐비테이션이 증가합니다. Hielscher 실험실 플로우 셀은 최대 1 barg로 가압 할 수 있으며, Hielscher 산업용 플로우 셀 및 반응기에는 최대 300atm (약 300 barg)을 적용 할 수 있습니다.
- 액체의 점성: 액체의 점도는 초음파 인라인 설정과 관련하여 중요한 요소입니다. 소형 실험실 플로우 셀은 저점도 매체와 함께 사용하는 것이 바람직하며, Hielscher 산업용 플로우 셀은 페이스트를 포함한 저점도에서 고점도 재료에 적합합니다.
- 액체의 구성: 액체의 점도의 영향은 위에서 설명했습니다. 처리된 액체에 고형물이 포함되어 있지 않으면 펌핑 및 공급이 간단하며 흐름 특성을 예측할 수 있습니다. 입자 및 섬유와 같은 고체를 포함하는 슬러리의 경우, 입자 크기 또는 섬유 길이를 고려하여 플로우 셀 모양을 선택해야 합니다. 올바른 플로우 셀 형상은 고체로 하중이 가해진 유체의 흐름을 촉진하고 균일한 초음파 처리를 보장합니다.
- 용존 가스: 초음파 플로우 셀에 공급되는 액체에는 가스 기포가 음향 캐비테이션의 생성과 그 특징적인 진공 기포를 방해하기 때문에 많은 양의 용존 가스가 포함되어서는 안 됩니다.
실험실 초음파발생기용 플로우 셀 반응기 FC22K UP400ST
소규모 및 대규모의 초음파 유동 반응기는 연구에서 매우 인기가 있으며, R&D와 산업은 고출력 초음파 처리의 메커니즘과 효과를 연구하고 제어 할 수 있습니다. 따라서 초음파 플로우 셀 및 인라인 반응기는 생물학적, 제약적, 화학적 공정의 다양한 응용 분야에 구현되어 왔습니다 – 실험실, 파일럿 및 산업 규모.Hielscher 초음파 균질화기, 소노트로드 및 플로우 셀은 이상적인 초음파 처리 설정을 조립하기 위해 다양한 디자인으로 제공됩니다. 경험이 풍부한 직원이 공정 목표에 맞는 최적의 장비 구성과 관련하여 상담해 드립니다!
아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.
| 배치 볼륨(Batch Volume) | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 1 내지 500mL | 10 내지 200mL/분 | 업100H |
| 10 내지 2000mL | 20 내지 400mL/분 | UP200HT, UP400ST |
| 0.1 내지 20L | 0.2 내지 4L/min | UIP2000hdT 님 |
| 10에서 100L | 2 내지 10L/min | UIP4000hdt 님 |
| N.A. 개시 | 10 내지 100L/min | UIP16000 |
| N.A. 개시 | 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
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Hielscher 초음파는 실험실, 파일럿 및 산업 규모에서 혼합 응용 분야, 분산, 유화 및 추출을위한 고성능 초음파 균질화기를 제조합니다.
문헌 / 참고문헌
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
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