초음파 고전단 인라인 믹서

인라인 혼합 공정용 고전단 초음파 처리기는 기존 콜로이드 균질기에 비해 다양한 이점을 제공합니다. Hielscher 초음파 고전단 믹서는 혼합에 고출력 초음파를 사용하여 나노 범위에서 균일하게 분산된 콜로이드 현탁액과 에멀전을 생성할 수 있습니다. 초음파 인라인 균질기는 모든 부피와 점도의 물질을 처리할 수 있으며, 마모성이 매우 높은 입자까지도 처리할 수 있습니다.

고출력 초음파를 이용한 고전단 인라인 혼합

고체–액체 또는 액체–액체 현탁액의 인라인 균질화는 다양한 재료와 제품의 생산에 필요한 공정입니다. 초음파 고전단 인라인 믹서는 페인트, 안료 및 잉크, 고분자 및 복합재, 연료, 식품 및 음료, 영양 보충제, 의약품, 화장품 및 개인 위생용품 제조를 비롯한 많은 산업에서 사용됩니다. 초음파 고전단 인라인 균질기는 입자의 혼합, 분산, 응집 해체, 유화, 습윤, 용해 및 미세 분쇄에 사용됩니다. 초음파 고전단 인라인 믹서의 특히 뛰어난 강점은 나노 소재(예: 나노 분산액, 나노 에멀전)를 신뢰성 있게 처리할 수 있다는 점입니다.

초음파 고전단 혼합은 어떻게 작동하나요?

초음파 고전단 혼합 및 균질화는 음향 캐비테이션의 작동 원리에 기반합니다. 액체에 고강도 초음파를 가하면 초음파가 액체 매질을 통해 전파되면서 고압(압축) 주기와 저압(희박화) 주기가 번갈아 발생합니다. 고출력 초음파 처리기는 약 20kHz의 주파수로 작동합니다. 이는 초당 20,000회의 진동을 의미합니다. 저압 주기 동안 고강도 초음파는 액체 내에 작은 진공 기포를 생성합니다. 캐비테이션 기포가 더 이상 에너지를 흡수할 수 없는 크기에 도달하면 고압 주기 동안 격렬하게 붕괴합니다. 이러한 기포의 내파 현상은 전문 용어로 “캐비테이션”이라고 합니다. 내파 중에는 국소적으로 매우 높은 온도(약 5,000K)와 압력(약 2,000atm)에 도달합니다. 캐비테이션 기포의 내파는 최대 280m/s의 속도를 갖는 액체 제트도 생성합니다. (Suslick 1998 참조)
이처럼 매우 강력하고 파괴적인 힘은 유체 내 입자를 분쇄하고 응집을 해체하며 분산시키기에 충분한 에너지를 제공하여 초음파 고전단 믹서를 탁월한 가공 기술로 만듭니다. 따라서 초음파 고전단 믹서는 특히 나노기술과 나노 소재가 성능 및 제품 품질에 결정적인 역할을 하는 분야에서 제조 및 가공 기술로 사용됩니다.

초음파 믹서를 통한 탁월한 공정 및 에너지 효율

Hielscher 초음파 처리기는 >85%의 뛰어난 에너지 효율을 제공합니다. 이는 운전 시 전력 비용을 줄이고 처리 성능을 높입니다. Kusters 등(1994)은 연구에서 초음파 파쇄가 기존 분쇄와 동등한 효율을 보인다고 요약합니다.
압력을 가하고 초음파 공정을 최적화하면 초음파 혼합 기술은 회전 블레이드 믹서, 고압 균질기 또는 볼 밀과 같은 기존 혼합 방식보다 훨씬 뛰어난 성능을 보이는 경우가 많습니다.
또 다른 연구에서 Pohl 등(2004)은 실리카의 초음파 분산 처리 효율을 IKA Ultra-Turrax(로터–스테이터 시스템)를 이용한 방식 등 다른 고전단 혼합 방식과 비교했습니다. Pohl 등은 다양한 설정에서 Ultra-Turrax(로터–스테이터 시스템)를 사용하여 수중 Aerosil 90(2%wt)의 입자 크기를 줄인 결과를 플로우 셀이 장착된 Hielscher 초음파 고전단 믹서 UIP1000hd를 연속 모드로 작동시킨 결과와 비교했습니다. Pohl 등의 연구는 “비에너지 EV가 일정할 때 초음파는 로터–스테이터 시스템보다 효과적이다”라는 결론과 “20 kHz에서 최대 30 kHz 범위에서 적용된 초음파 주파수는 분산 공정에 큰 영향을 미치지 않는다”라는 결론을 내립니다.

칼슘 하이드록시아파타이트의 초음파 입자 크기 감소(고형분 농도 30%, 150Ws/g US)

초음파 고전단 인라인 믹서는 어디에서 구매할 수 있나요?

Hielscher Ultrasonics는 초음파 분쇄, 분산, 유화 및 용해와 같은 고성능 초음파 처리 공정을 위한 신뢰할 수 있는 파트너입니다. Hielscher의 초음파 고전단 인라인 믹서는 매우 높은 진폭을 제공할 수 있습니다. 최대 200µm의 진폭으로 24/7/365 연속 운전을 쉽게 수행할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해서는 맞춤형 초음파 소노트로드를 사용할 수 있습니다. 다양한 초음파 인라인 반응기와 추가 액세서리를 통해 초음파 응용 분야(예: 인라인 유화, 입자 크기 감소 및 균질화)에 이상적인 구성을 구현할 수 있습니다.
스마트 소프트웨어, 터치 디스플레이를 통한 디지털 메뉴, 자동 데이터 기록 및 브라우저 원격 제어는 Hielscher 초음파 고전단 균질기의 작동을 가장 사용자 친화적이고 간단하게 만들어 주는 기능입니다. 정치 세정(CIP) 기술은 초음파 고전단 믹서의 사용을 편리하게 합니다. 견고성, 신뢰성, 간단한 설치 및 작동, 적은 유지보수 요구도 Hielscher 초음파 처리기를 이용한 일상 작업을 수월하게 하는 추가적인 특징입니다.

초음파 고전단 인라인 믹서가 고체–액체 및 액체–액체 시스템의 처리를 어떻게 개선할 수 있는지 자세히 알아보려면 지금 문의하세요! 충분한 교육을 받고 오랜 경험을 쌓은 저희 팀이 응용 분야와 가격에 관한 자세한 정보를 기꺼이 안내해 드리겠습니다.

아래 표는 당사 초음파 처리기의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.