Ultraschalldesintegratioun: Benetzen, Opléisen, Disperséieren
Ultraschalldesintegratore gi breet agesat, fir Partikelen a Pudder a Flëssegkeeten ze benetzen, ze disperséieren oder opzeléisen. Héichleeschtungsultraschallapparater erzeugen intensiv Schéierkräften, déi Aggregater, Agglomerater a Primärpartikelen op mikroskopesch Gréisst oder Nanogréisst zerbriechen an zersplécken. Déi gläichméisseg Veraarbechtung vun de Partikelen am akustesche Kavitatiounsfeld féiert zu enger enker Partikelverdeelung an enger eenheetlecher Partikeluewerfläch.
Ultraschalldesintegratoren an hir Uwendungen
Ultraschalldesintegratore liwweren intensiv Schéierkräften, déi déi néideg mechanesch Wierkung op Feststoffer wéi Partikelen, Kristaller a Faseren ausüben, fir se opzebriechen an op eng geziilte Gréisst ze zerkleineren, z. B. op Mikro- oder Nanogréisst. Am Verglach mat alternativen Desintegratiounsmethode wéi Messermëscher mat héije Schéierkräften, Héichdrockhomogenisatoren, Kugelmillen, Mikrofluidisatoren asw. bidden Ultraschalldesintegratoren e puer wesentlech Virdeeler.
Virdeeler vun Ultraschalldesintegratoren
- Kavitatioun a Schéierwierkung mat héijer Intensitéit
- Gläichméisseg Veraarbechtung vun de Partikelen
- Héich Feststoffkonzentratiounen
- Keng Düsen / keng Verstopfung
- Kee Muelmedium (d. h. Kugelen) néideg
- Linear Skaléierbarkeet
- Einfach & sécher Bedéngung
- Einfach ze botzen
- Zäit- & energieeffizient
Déi staark Turbulenzen, déi duerch d’Ultraschallbehandlung erzeugt ginn, erhéijen de Stofftransport tëscht de Phasen a fërderen doduerch d’Opléise vu Pudder oder heterogen cheemesch Reaktiounen. Dëst mécht Ultraschalldesintegratoren zum bevorzugten Instrument, fir Prozesser wéi Muelen, Disperséieren, Emulgéieren an Opléisen ze intensivéieren.
Liest méi iwwer d’Intensivéierung vu cheemesche Reaktiounen duerch Ultraschall (Sonochemie)!
Uwendunge vun Ultraschalldesintegratoren
- Muelen & Zermuelen
- Desagglomeratioun & Dispersioun
- Emulgéieren
- Opléise vu Pudder
- Verbesserung vum Stofftransport
- Sonocheemesch Reaktiounen
Ultraschalldesintegratore fir d’Reduktioun vun der Partikelgréisst
Ultraschalldesintegratore gi fir d’Reduktioun vun der Partikelgréisst an d’Partikelverdeelung agesat, egal ob et sech ëm eng tatsächlech Zerkleinerung vu Primärpartikelen (als Muele bezeechent) oder ëm d’Opbrieche vun Agglomerater (als Desagglomeratioun / Dispersioun bezeechent) handelt.
Partikelgréissteverdeelung an SEM-Biller vu Mg2Si virum an nom Ultraschallmuelen (UM). (a) Partikelgréissteverdeelung; (b) SEM-Bild virum Ultraschallmuelen; (c) SEM-Bild nom Ultraschallmuelen an 50% PVP–50% EtOH fir 2 h.
Quell: Marquez-Garcia et al. 2015
Ultraschalldesintegratore fir d’Muelen & Zermuelen
Duerch Ultraschall erzeugt Kavitatioun schaaft intensiv Schéierkräften an doduerch bedéngt Kollisiounen tëscht de Partikelen. D’Feststoffer an der Suspensioun déngen als Muelmedium (vergläichbar mat Kugele respektiv Pärelen an enger Kugel- / Pärelmillen): Si gi vun de kavitatiounsbedéngte Flëssegkeetsstréim beschleunegt, déi liicht Vitessë vu bis zu 180m/s erreechen. Wann d’Partikele mat esou enger enormer Vitess openeestoussen, briechen an zerplatze si a Fragmenter am Mikro- an Nanometerberäich. Ultraschall-Desintegratore kënne souguer Primärpartikelen zerbriechen. Ultraschall-Duerchflosszellreaktore garantéieren eng gläichméisseg Behandlung vun alle Partikelen, soudatt d’Muele mat Ultraschall zu enger enker Partikelgréissteverdeelung féiert.
Klickt hei, fir méi iwwer d’Muele mat Ultraschall gewuer ze ginn!
Ultraschall-Desintegratore fir Deagglomeratioun an Dispersioun
D’Ultraschallprozessparametere kënne ganz präzis kontrolléiert ginn, soudatt Ultraschall-Desintegratore Primärpartikele muele kënnen, wann héich Amplituden an erhéichten Drock agesat ginn. Anerersäits kënnen Ultraschall-Desintegratiounssystemer och mat méi niddregen Amplituden an ënner méi mëlle Bedéngunge bedriwwe ginn, soudatt d’Struktur an d’Uewerfläch vun de Partikelen intakt bleiwen, awer d’Agglomeraten auserneegebrach ginn an déi eenzel Partikele gläichméisseg an der Suspensioun verdeelt ginn.
Klickt hei, fir méi iwwer Deagglomeratioun an Dispersioun mat Ultraschall gewuer ze ginn!
Ultraschall-Desintegratore fir Emulgéierung
Wann zwou Flëssegkeeten, déi net matenee mëschbar sinn (z. B. Waasser an Ueleg), mat Ultraschall behandelt ginn, brécht d’Ultraschallkavitatioun d’Drëpsen op – dobäi entsti ganz kleng Drëpse vun deenen zwou net matenee mëschbare Phasen, déi duerno matenee vermëscht ginn. Well Ultraschall-Desintegratore liicht Drëpsen am Nanometerberäich produzéieren, weise stabiliséiert Ultraschallemulsiounen eng laangfristeg Stabilitéit an e kloert, transparent Ausgesinn.
Klickt hei, fir méi iwwer Nanoemulgéierung mat Ultraschall ze liesen!
Ultraschall-Desintegratore fir d’Opléisen
Ultraschall-Desintegratore ginn agesat, fir Polver an Tabletten an engem séieren, einfachen a séchere Verfaren opzeléisen. Duerch Ultraschall erzeugt Kavitatioun dréit d’Uewerfläch vu Feststoffer of an transportéiert déi ofgedroe Fragmenter an d’Flëssegkeet, wouduerch eng homogen Léisung entsteet.
An der pharmazeutescher Industrie ass d’Opléise vun Tabletten eng deeglech Aufgab, z. B. fir analytesch Zwecker. Wann Tabletten engem waasserhaltegen Ëmfeld ausgesat ginn, léist sech d’Tablett lues an engem ganz zäitopwännege Prozess op. Och beim Asaz vun engem gewéinleche Réierapparat oder engem Fligelréierwierk bleift dat vollstännegt Opléise vun Tabletten zäitopwänneg. D’Ultraschallkavitatioun an hir aussergewéinlech intensiv Schéierkräfte léisen d’Partikele vun der Tablett of an transportéieren se an d’Verdënnungsmëttel, wouduerch de Stofftransport tëscht der Tablettenuewerfläch a frëschem, ongesättegtem Verdënnungsmëttel kontinuéierlech um Lafende gehale gëtt. Doduerch gëtt d’Opléise mat Ultraschall zu engem extrem séieren an effiziente Prozess, deen hëlleft, d’Opléise vu Medikamenter ze beschleunegen.
Klickt hei, fir méi iwwer d’Opléise mat Ultraschall ze liesen!
Wéi funktionéiert e mechaneschen Desintegrator?
Ultraschalldesintegratore fir de Labo benotzen dee selwechte mechanesche Prinzip wéi industriell Desintegratoren. Desintegratiounsmëschsystemer zerleeën Agglomerater an Aggregater, léise fest Matière op oder dispergéiere fest Partikelen a flëssege Mëschungen. Bei der Ultraschalldesintegratioun gëtt eng Ultraschallsond mat héijer Intensitéit an engem Chargentank oder an engem Inline-Duerchflosszellreaktor agesat. D’Sond (Sonotrod) vum Ultraschalldesintegrator vibréiert an der Flëssegkeet mat enger ganz héijer Frequenz an erzeugt do eng intensiv Ultraschallkavitatioun. All Zesummebroch vun enger Kavitatiounsblos féiert zu staarke Schéierkräften, déi Agglomerater, Aggregater a souguer Primärpartikelen zerbriechen. Ausserdeem erzeugt d’Ultraschallkavitatioun séier Kavitatiounsstréimunge mat bis zu 1000km/h. Duerch Kavitatioun entstane Flëssegkeetsstrale prallen op Partikelagglomerater, briechen Zellwänn op, verbesseren de Stofftransport bannent der Suspensioun a verdeele Feststoffer am ganze Flëssegkeetsvolumen. Am Ultraschallkavitatiounsfeld wiesselt den Drock séier a widderholl tëscht Vakuum a bis zu 1000bar. E Rotatiounsmëscher mat 4 Mëschblieder misst mat erstaunlechen 300.000 RPM bedriwwe ginn, fir déi selwecht Frequenz vun ofwiesselnden Drockzyklen z’erreechen. Konventionell Rotatiounsmëscher a Rotor-Stator-Mëscher erzeugen duerch hir limitéiert Dréizuel keng bedeitend Quantitéit u Kavitatioun.
Ultraschalldesintegrator UIP2000hdT fir Partikeldispersiounen an engem Reakter aus Edelstol
Ultraschalldesintegratore fir de Labo
Ultraschallapparater mat Sond sinn e ganz nëtzlecht Instrument an all Labo. Eng Ultraschallsond (och Sonotrod genannt) ass en Titanstaaf mat enger einfacher Geometrie, deen einfach ze botzen ass an Ultraschallschwéngungen an eng Flëssegkeet akoppelt. Hielscher stellt Ultraschallsonden a Sondespëtzten an enger breeder Palette vu Gréissten hier. Fir déi heefegst Desintegratioun vu Feststoffer am Labo sinn Ultraschallsonde mat engem Spëtzenduerchmiesser vun 3, 7, 14 oder 22mm ganz nëtzlech. Aner Sondegréissten an Ultraschallsonde mat personaliséierte Moosse si verfügbar. Typesch Ultraschallapparater fir d’Desintegratioun am Labo hunn eng Ultraschallleeschtung vun 100 bis 400 Watt.
Industriell Ultraschalldesintegratoren
Industriell Desintegratore vun Hielscher si leeschtungsstaark Ultraschallprozessoren, déi fir déi kontinuéierlech Desintegratioun vu grousse Suspensiounsstréim ënner héijer Belaaschtung entwéckelt sinn. Dës industriell Systemer kënne problemlos héich Feststoffkonzentratioune verschaffen. Industriell Ultraschallsonde si mat engem Flang equipéiert, dee bei all Ausriichtung u Stoltanken, Glasreakteren oder Plastikbehälter montéiert ka ginn. Wann de Beschallungsbehälter oder d’Duerchflosszell ënner Drock gesat gëtt, verstäerkt dat d’akustesch Kavitatioun an domat de Beschallungsprozess. Typesch industriell Ultraschallapparater fir d’Desintegratioun hunn eng Ultraschallleeschtung vun 1000 bis 16.000 Watt pro Sonotrod.
Industrien, an deenen d’Ultraschalldesintegratioun wäit verbreet ass:
- Dispergéieren, Opléisen a Mësche vu Feststoff-/Flëssegkeetsformuléierungen
- Materialwëssenschaft
- Proufvirbereedung virun der Analys
- Uwendunge mat Nanopartikelen
- Partikelfunktionaliséierung
- Phasentransferreaktiounen
- Kristalliséierung / Ausfällung
- Liewensmëttelveraarbechtung
- Pabeierindustrie
- Ofbau vu Biomass
Wéi kaaft Dir dee richtegen Ultraschalldesintegrator?
Hielscher Ultrasonics ass en Hiersteller mat laangjäreger Erfarung am Beräich vun héichleeschtungsfäegen Ultraschalldesintegratoren, déi benotzt ginn, fir Partikelen ze dispergéieren an ze zerbriechen oder Pudder a Flëssegkeeten opzeléisen. Als Maartleader entwéckelt, produzéiert a verdeelt Hielscher Ultraschalldesintegratoren an Homogenisatore fir de Labo an de Labodësch bis hin zum vollindustrielle Moossstaf.
Mir hëllefen Iech, déi follgend Froen ze beäntweren, fir dee gëeegentsten Ultraschalldesintegrator fir Är Uwendung an Är Besoinen ze fannen:
- Wat ass Är geplangten Uwendung?
- Wat ass dat typescht Volumen, dat verschafft muss ginn?
- Wat sinn déi kritesch Facteure vum Prozess?
- Wéi eng Qualitéitsstandarde mussen erfëllt ginn?
Eis gutt ausgebilt an erfuere Mataarbechter hëllefen Iech bei alle Froen a bei der Konzeptioun vun Ärem Prozess. Hielscher Ultrasonics bitt eng detailléiert Berodung iwwer Ultraschallprozesser, fir eise Clienten ze hëllefen, dat optimalt Ultraschallapparat ze fannen. Mee de Service vun Hielscher hält hei net op: Mir schoulen eis Clienten entweder an hiren eegene Raimlechkeeten oder an eisem Ultraschallprozesslabor an Technikzenter, fir si bei der Prozessentwécklung, der Optimiséierung an der Skaléierung z’ënnerstëtzen.
Déi industriell Ultraschallprozessoren vun Hielscher Ultrasonics liwwere liicht ganz héich Amplituden, déi néideg sinn, fir haart Partikelen an Agglomerater ze zerbriechen oder Suspensione mat enger héijer Feststoffkonzentratioun ze verschaffen. Déi industriell Desintegratore vun Hielscher kënne mat Amplitude vu bis zu 200µm kontinuéierlech am 24/7-Betrib bedriwwe ginn. Fir nach méi héich Amplitudë si personaliséiert Ultraschallsonotroden disponibel. Weidert Zoubéier wéi Amplitudeverstäerker, Duerchflosszellen, Beschallungsreaktoren a komplett Rezirkulatiounsanlage sinn direkt disponibel an erlaben et, Ären Ultraschallsystem no den Ufuerderunge vun Ärem Prozess ze konfiguréieren.
Raffinéiert Ultraschalldesintegratoren an Opléisapparater
Hielscher Ultrasonics konzentréiert sech op Héichleeschtungsdesintegratore mat héchster Benotzerfrëndlechkeet an technesche Fortschrëtter um neiste Stand vun der Technik. Dat bedeit, datt d’Standarde vun de Labordesintegratore vun Hielscher sech ëmmer méi un d’Intelligenz vun industrielle Maschinnen upassen. De Benotzer kann déi digital Ultraschallapparater vun Hielscher iwwer eng Fernsteierung am Browser steieren. D’Software fir déi automatesch Datenerfaassung späichert all wichteg Ultraschallparameter wéi Nettoleeschtung, Gesamtleeschtung, Amplitude, Temperatur, Drock, Zäit an Datum als CSV-Datei op enger agebauter SD-Kaart. Ausserdeem kann den Ultraschalldesintegrator esou programméiert ginn, datt en no enger festgeluechter Zäit oder engem bestëmmten Energieantrag automatesch ofschalt; och pulséierend Beschallungsmodusse kënne programméiert ginn. Ustiechbar Temperatur- an Drocksensoren erlaben et, d’Bedéngunge vun der Prouf genee ze iwwerwaachen. Well d’Temperaturkontroll bei hëtztempfindleche Materialien en entscheedende Faktor fir d’Qualitéit vun de Prozessresultater ass, bitt Hielscher verschidde Léisungen, fir d’Prozesstemperatur am ugestrieften Temperaturberäich ze halen.
Déi raffinéiert Funktioune vun den Ultraschallapparater vun Hielscher garantéieren déi héchst Prozesskontroll, zouverlässeg a reproduzéierbar Beschallungsresultater, Benotzerfrëndlechkeet an Aarbechtskomfort.
Déi industriell Ultraschallprozessoren vun Hielscher Ultrasonics kënne ganz héich Amplitudë liwweren. Amplitude vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech am 24/7-Betrib agesat ginn. Fir nach méi héich Amplitudë si personaliséiert Ultraschallsonotroden disponibel. D’Méiglechkeet, mat esou héijen Amplituden ze schaffen, erlaabt eise Clienten, Primärpartikelen effektiv bis op Nanogréisst ze muelen. D’Robustheet vun den Ultraschallapparater vun Hielscher erlaabt en 24/7-Betrib ënner héijer Belaaschtung an an usprochsvollen Ëmfeld.
Liest méi iwwer d’Opléise mat Ultraschall an Ultraschallopléisapparater!
Qualitéit – Hiergestallt an Däitschland
Als Entreprise am Familljebesëtz an ënner Familljeleedung ass Hielscher houfreg op déi héich Qualitéit vu sengen Ultraschallprozessoren. All Ultraschallapparater ginn an eisem Haaptsëtz zu Teltow bei Berlin an Däitschland entworf, hiergestallt a getest. D’Robustheet vun den Ultraschallapparater vun Hielscher erlaabt en 24/7-Betrib ënner héijer Belaaschtung an an usprochsvollen Ëmfeld.
Dir kënnt d’Ultraschalldesintegratore vun Hielscher an alle méigleche Gréisste kafen, an d’Präisspann bitt e bezuelbaart Ultraschallapparat, dat an Äre Budget passt. Vun der Partikeldesintegratioun a klenge Laborfläsche bis zur Desintegratioun vu Suspensionen am kontinuéierlechen Duerchfloss an der industrieller Produktioun huet Hielscher Ultrasonics e passenden Desintegrator fir Iech! Kontaktéiert eis wgl. – mir recommandéieren Iech gär dat Ultraschallapparat, dat am beschte fir Iech gëeegent ass!
D’Tabell hei drënner gëtt Iech en Unhaltspunkt fir déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater:
| Chargevolumen | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500mL | 10 bis 200mL/min | UP100H |
| 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 bis 20L | 0,2 bis 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100L | 2 bis 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 bis 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | méi héich | Verbund vu UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Stellt eis Är Froen!
Héichleeschtungs-Ultraschallhomogenisateure vum Labo- bis zum Pilot- an industrielle Moossstaf.
Literatur / Referenzen
- Pohl M.; Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. International Congress for Particle Technology PARTEC 2004; Nuremberg, Germany.
- Thomas Leong, Muthupandian Ashokkumar, Sandra Kentish(2011): The Fundamentals of Power Ultrasound. – A Review. Acoustics Australia, 54 – Vol. 39 August 2011.
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, September 1994. 253-263.
- Renata Tomczak-Wandzel, Svetlana Ofverstrom, Regimantas Dauknys, Krystyna Mędrzycka (2011): Effect of Disintegration Pretreatment of Sewage Sludge for Enhanced Anaerobic Digestion. ENVIRONMENTAL ENGINEERING The 8th International Conference May 19–20, 2011, Vilnius, Lithuania.
