Ultraskaņas dezintegrācija: mitrināšana, šķīdināšana, disperģēšana

Ultraskaņas dezintegratorus plaši izmanto daļiņu un pulveru mitrināšanai, disperģēšanai vai šķīdināšanai šķidrumos. Augstas veiktspējas ultraskaņas ierīces rada intensīvus bīdes spēkus, kas sašķeļ un sadrupina agregātus, aglomerātus un primārās daļiņas līdz mikroskopiskam vai nanoizmēram. Vienmērīga daļiņu apstrāde akustiskās kavitācijas laukā nodrošina šauru daļiņu izmēru sadalījumu un vienmērīgu daļiņu virsmu.

Ultraskaņas dezintegratori un to lietojumi

Ultraskaņas dezintegratori rada intensīvus bīdes spēkus, kas nodrošina nepieciešamo iedarbību uz cietām vielām, piemēram, daļiņām, kristāliem un šķiedrām, lai tās sagrautu un sasmalcinātu līdz vēlamajam izmēram, piemēram, mikrometru vai nanometru izmēram. Salīdzinājumā ar alternatīvām dezintegrācijas metodēm, piemēram, lāpstiņu maisītājiem ar augstu bīdes intensitāti, augstspiediena homogenizatoriem, lodīšu dzirnavām, mikrofluidizatoriem u. c., ultraskaņas dezintegratori piedāvā vairākas būtiskas priekšrocības.

Ultraskaņas dezintegratoru priekšrocības

• Augstas intensitātes kavitācija un bīde
• Vienmērīga daļiņu apstrāde
• Augsta cietvielu koncentrācija
• Bez sprauslām / bez aizsērēšanas
• Nav nepieciešami malšanas ķermeņi (piemēram, lodītes)
• Lineāra mērogojamība
• Vienkārša un droša ekspluatācija
• Viegli tīrāmi
• Laika un enerģijas ziņā efektīvi

 

Zondes tipa ultraskaņas dezintegratoru darbības princips ir balstīts uz akustiskās kavitācijas radīšanu. Caur ultraskaņas zondi procesa vidē (t. i., šķidrumā vai suspensijā) tiek ievadīti augstas intensitātes ultraskaņas viļņi. Ultraskaņas viļņi izplatās šķidrumā, radot mainīgus augsta un zema spiediena ciklus. Zema spiediena ciklu laikā rodas sīki vakuuma burbulīši, tā sauktie kavitācijas burbulīši. Šie kavitācijas burbulīši aug vairāku spiediena ciklu laikā, līdz sasniedz izmēru, pie kura tie vairs nespēj absorbēt enerģiju. Šajā brīdī kavitācijas burbulīši strauji sabrūk uz iekšu un lokāli rada ekstremālus apstākļus, piemēram, ļoti augstu temperatūru un spiedienu, ārkārtīgi lielas temperatūras un spiediena starpības (liela uzsilšanas / atdzišanas ātruma un spiediena svārstību dēļ), mikroturbulenci un šķidruma plūsmas ar ātrumu līdz 180m/s. Šie apstākļi būtiski mehāniski iedarbojas uz vidē esošajām daļiņām, jo ātrās šķidruma plūsmas paātrina daļiņas vidē, izraisot to sadursmes. Daļiņu savstarpējo sadursmju rezultātā cietās vielas (piemēram, daļiņas, šķiedras, šūnas) erodējas, sašķeļas un sadalās mikrometru un nanometru izmēra fragmentos.
Apstrādes ar ultraskaņu radītā spēcīgā turbulence palielina masas pārnesi starp fāzēm un tādējādi veicina pulveru šķīšanu vai heterogēnas ķīmiskās reakcijas. Tāpēc ultraskaņas dezintegratori ir vēlamais instruments tādu procesu intensificēšanai kā malšana, disperģēšana, emulģēšana un šķīdināšana.

Lasiet vairāk par ķīmisko reakciju intensificēšanu ar ultraskaņu (sonoķīmiju)!

Ultraskaņas dezintegratoru lietojumi

• Malšana un smalcināšana
• Deaglomerācija un disperģēšana
• Emulģēšana
• Pulveru šķīdināšana
• Masas pārneses uzlabošana
• Sonoķīmiskās reakcijas

Ultraskaņas dezintegratori daļiņu izmēra samazināšanai

Ultraskaņas dezintegratorus izmanto daļiņu izmēra samazināšanai un daļiņu sadalījuma veidošanai neatkarīgi no tā, vai tas nozīmē primāro daļiņu faktisku sasmalcināšanu (ko sauc par malšanu) vai aglomerātu sašķelšanu (ko sauc par deaglomerāciju / disperģēšanu).

Ultraskaņas dezintegratori malšanai un smalcināšanai

Ultraskaņas radītā kavitācija rada intensīvus bīdes spēkus un ar tiem saistītas daļiņu savstarpējas sadursmes. Suspensijā esošās cietās daļiņas darbojas kā malšanas vide (līdzīgi lodītēm lodīšu dzirnavās): tās paātrina kavitācijas radītās šķidruma plūsmas, kas viegli sasniedz ātrumu līdz 180m/s. Kad daļiņas ar tik milzīgu ātrumu saduras cita ar citu, tās lūst un sašķīst mikrometru un nanometru izmēra fragmentos. Ultraskaņas dezintegratori spēj sašķelt pat primārās daļiņas. Ultraskaņas plūsmas šūnu reaktori nodrošina visu daļiņu vienmērīgu apstrādi, tādēļ malšana ar ultraskaņu rada šauru daļiņu izmēru sadalījumu.
Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par malšanu ar ultraskaņu!

Ultraskaņas dezintegratori deaglomerācijai un disperģēšanai

Ultraskaņas procesa parametrus var ļoti precīzi kontrolēt, tādēļ ultraskaņas dezintegratori var samalt primārās daļiņas, ja tiek izmantotas augstas amplitūdas un paaugstināts spiediens. Savukārt ultraskaņas dezintegrācijas sistēmas var darbināt arī ar zemākām amplitūdām un saudzīgākos apstākļos, lai daļiņu struktūra un virsma paliktu neskarta, bet aglomerāti tiktu sašķelti un atsevišķās daļiņas vienmērīgi sadalītos suspensijā.
Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par deaglomerāciju un disperģēšanu ar ultraskaņu!

Pirogēnā silīcija dioksīda disperģēšana ar ultraskaņu: Hielscher ultraskaņas homogenizators UP400S ātri un efektīvi disperģē silīcija dioksīda pulveri līdz atsevišķām nanodaļiņām.

Ultraskaņas dezintegratori emulģēšanai

Apstrādājot ar ultraskaņu divus savstarpēji nesajaucamus šķidrumus (piemēram, ūdeni un eļļu), ultraskaņas kavitācija sašķeļ pilienus – veidojot ļoti mazus abu savstarpēji nesajaucamo fāžu pilienus, kurus pēc tam sajauc kopā. Tā kā ultraskaņas dezintegratori viegli rada nanometru izmēra pilienus, stabilizētām ultraskaņas emulsijām piemīt ilgtermiņa stabilitāte un dzidrs, caurspīdīgs izskats.
Noklikšķiniet šeit, lai lasītu vairāk par nanoemulģēšanu ar ultraskaņu!

Ultraskaņas dezintegratori šķīdināšanai

Ultraskaņas dezintegratorus izmanto pulvera un tablešu šķīdināšanai ātrā, vienkāršā un drošā procedūrā. Ultraskaņas radītā kavitācija erodē cietvielu virsmu un pārnes erodētos fragmentus šķidrumā, tādējādi veidojot viendabīgu šķīdumu.
Farmācijas nozarē tablešu šķīdināšana ir ikdienas uzdevums, piemēram, analītiskiem mērķiem. Kad tabletes nonāk ūdens vidē, tās šķīst lēni, un šis process aizņem ļoti daudz laika. Pat izmantojot parastu maisītāju vai lāpstiņu maisītāju, pilnīga tablešu izšķīšana joprojām aizņem daudz laika. Ultraskaņas kavitācija un tās ārkārtīgi intensīvie bīdes spēki atdala daļiņas no tabletes un pārnes tās atšķaidītājā, tādējādi uzturot nepārtrauktu masas pārnesi starp tabletes virsmu un svaigu, nepiesātinātu atšķaidītāju. Tas padara šķīdināšanu ar ultraskaņu par ārkārtīgi ātru un efektīvu procesu, kas palīdz paātrināt zāļu izšķīšanu.
Noklikšķiniet šeit, lai lasītu vairāk par šķīdināšanu ar ultraskaņu!

Šķīdināšana ir viens no daudzajiem jaudas ultraskaņas lietojumiem. Video demonstrēta želejkonfekšu ātra šķīdināšana ūdenī, izmantojot Hielscher UP200St.

Kā darbojas mehāniskais dezintegrators?

Laboratorijas ultraskaņas dezintegratori darbojas pēc tā paša mehāniskā principa kā rūpnieciskie dezintegratori. Dezintegratoru maisīšanas sistēmas sašķeļ aglomerātus un agregātus, izšķīdina cietvielas vai disperģē cietas daļiņas šķidros maisījumos. Dezintegrācijā ar ultraskaņu izmanto augstas intensitātes ultraskaņas zondi, kas ievietota periodiskas darbības tvertnē vai plūsmas šūnas reaktorā, kas uzstādīts tieši procesa plūsmā. Ultraskaņas dezintegratora zonde (sonotrode) šķidrumā svārstās ar ļoti augstu frekvenci un rada tajā intensīvu ultraskaņas kavitāciju. Katra kavitācijas burbuļa sabrukšana rada spēcīgus bīdes spēkus, kas sašķeļ aglomerātus, agregātus un pat primārās daļiņas. Turklāt ultraskaņas kavitācija rada ātras kavitācijas plūsmas ar ātrumu līdz 1000km/h. Kavitācijas radītās šķidruma strūklas ietriecas daļiņu aglomerātos, pārrauj šūnu sieniņas, uzlabo vielas pārnesi suspensijā un izkliedē cietvielas visā šķidruma tilpumā. Ultraskaņas kavitācijas laukā spiediens strauji un atkārtoti mainās starp vakuumu un spiedienu līdz 1000bar. Rotācijas maisītājam ar 4 maisīšanas lāpstiņām būtu jādarbojas ar iespaidīgu ātrumu – 300 000 apgriezieniem minūtē –, lai sasniegtu tādu pašu mainīga spiediena ciklu frekvenci. Parastie rotācijas maisītāji un rotora–statora maisītāji to ierobežotā ātruma dēļ nerada ievērojamu kavitāciju.

Vai jūs interesē nanodaļiņu sintēze no mazākām struktūrvienībām? – Noklikšķiniet šeit, lai lasītu vairāk!

Laboratorijas ultraskaņas dezintegratori

Zondes tipa ultraskaņas ierīces ir ļoti noderīgs instruments ikvienā laboratorijā. Ultraskaņas zonde (pazīstama arī kā sonotrode) ir viegli tīrāms titāna stienis ar vienkāršu ģeometrisko formu, kas ievada ultraskaņas svārstības šķidrumā. Hielscher ražo ultraskaņas zondes un uzgaļus plašā izmēru diapazonā. Visizplatītākajiem cietvielu dezintegrācijas uzdevumiem laboratorijā ļoti noderīgas ir ultraskaņas zondes ar uzgaļa diametru 3, 7, 14 vai 22mm. Ir pieejamas arī citu izmēru zondes un pēc pasūtījuma izgatavotas ultraskaņas zondes ar pielāgotiem izmēriem. Tipisku laboratorijas dezintegrācijas ultraskaņas ierīču ultraskaņas jauda ir no 100 līdz 400 vatiem.

Rūpnieciskie ultraskaņas dezintegratori

Hielscher rūpnieciskie dezintegratori ir lieljaudas ultraskaņas procesori, kas paredzēti nepārtrauktai lielu suspensijas plūsmu dezintegrācijai lielas slodzes apstākļos. Šīs rūpnieciskās sistēmas var viegli apstrādāt suspensijas ar augstu cietvielu koncentrāciju. Rūpnieciskās ultraskaņas zondes ir aprīkotas ar atloku, ko var piestiprināt pie tērauda tvertnēm, stikla reaktoriem vai plastmasas konteineriem jebkurā orientācijā. Spiediena paaugstināšana ultraskaņas apstrādes traukā vai plūsmas šūnā pastiprina akustisko kavitāciju un līdz ar to arī apstrādi ar ultraskaņu. Tipisku rūpnieciskās dezintegrācijas ultraskaņas iekārtu ultraskaņas jauda ir no 1000 līdz 16 000 vatiem uz vienu sonotrodi.

Nozares, kurās plaši izmanto dezintegrāciju ar ultraskaņu:

• Cietvielu/šķidrumu formulējumu disperģēšana, šķīdināšana un maisīšana
• Materiālzinātne
• Paraugu sagatavošana pirms analīzes
• Nanodaļiņu lietojumi
• Daļiņu funkcionalizēšana
• Fāžu pārneses reakcijas
• Kristalizācija / Izgulsnēšana
• Pārtikas pārstrāde
• Papīra rūpniecība
• Biomasas noārdīšana

Kā iegādāties piemērotu ultraskaņas dezintegratoru?

Hielscher Ultrasonics ir ražotājs ar ilggadēju pieredzi augstas veiktspējas ultraskaņas dezintegratoru ražošanā; šīs ierīces izmanto daļiņu disperģēšanai un sašķelšanai vai pulveru šķīdināšanai šķidrumos. Kā tirgus līderis Hielscher projektē, ražo un izplata ultraskaņas dezintegratorus un homogenizatorus mērogiem no laboratorijas un galda iekārtām līdz pilnam rūpnieciskam mērogam.

Mēs palīdzam jums atbildēt uz šiem jautājumiem, lai atrastu jūsu lietojumam un vajadzībām vispiemērotāko ultraskaņas dezintegratoru:

• Kādam lietojumam ierīce ir paredzēta?
• Kāds ir tipiskais apstrādājamais tilpums?
• Kādi ir procesa kritiskie faktori?
• Kādi kvalitātes standarti ir jāsasniedz?

Mūsu labi apmācītie un pieredzējušie darbinieki palīdzēs jums visos jautājumos un jūsu procesa koncepcijas izstrādē. Hielscher Ultrasonics piedāvā padziļinātas konsultācijas par ultraskaņas procesiem, lai palīdzētu mūsu klientiem atrast optimālo ultraskaņas ierīci. Taču Hielscher pakalpojumi ar to nebeidzas – mēs apmācām klientus gan viņu uzņēmumos, gan mūsu ultraskaņas procesu laboratorijā un tehniskajā centrā, lai palīdzētu viņiem procesu izstrādē, optimizācijā un mēroga palielināšanā.
Hielscher Ultrasonics rūpnieciskie ultraskaņas procesori viegli nodrošina ļoti lielas amplitūdas, kas nepieciešamas cietu daļiņu un aglomerātu sašķelšanai vai suspensiju ar augstu cietvielu koncentrāciju apstrādei. Hielscher rūpnieciskie dezintegratori var nepārtraukti darboties ar amplitūdu līdz 200µm 24/7 režīmā. Vēl lielākām amplitūdām ir pieejamas individuāli pielāgotas ultraskaņas sonotrodes. Ir viegli pieejami arī papildu piederumi, piemēram, amplitūdas pastiprinātāji, plūsmas šūnas, reaktori apstrādei ar ultraskaņu un pilnīgas recirkulācijas sistēmas, kas ļauj konfigurēt ultraskaņas sistēmu atbilstoši jūsu procesa prasībām.

Pilnveidoti ultraskaņas dezintegratori un šķīdinātāji

Hielscher Ultrasonics koncentrējas uz augstas veiktspējas dezintegratoriem ar visaugstāko lietošanas ērtumu un jaunākajiem tehniskajiem sasniegumiem. Tas nozīmē, ka Hielscher laboratorijas dezintegratoru standarti arvien vairāk tuvojas rūpniecisko iekārtu intelektisko funkciju līmenim. Lietotājs var attālināti vadīt Hielscher digitālās ultraskaņas ierīces, izmantojot pārlūkprogrammu. Automātiskās datu reģistrēšanas programmatūra ieraksta visus svarīgos ultraskaņas parametrus, piemēram, neto jaudu, kopējo jaudu, amplitūdu, temperatūru, spiedienu, laiku un datumu, CSV failā iebūvētā SD kartē. Turklāt ultraskaņas dezintegratoru var ieprogrammēt tā, lai tas automātiski izslēgtos pēc noteikta laika vai noteikta enerģijas daudzuma ievadīšanas, kā arī var ieprogrammēt pulsējošus apstrādes ar ultraskaņu režīmus. Pievienojami temperatūras un spiediena sensori ļauj rūpīgi uzraudzīt parauga apstākļus. Tā kā siltumjutīgu materiālu temperatūras kontrole ir izšķirošs faktors procesa rezultātu kvalitātei, Hielscher piedāvā dažādus risinājumus procesa temperatūras uzturēšanai vēlamajā temperatūras diapazonā.
Hielscher ultraskaņas ierīču pilnveidotās funkcijas nodrošina visaugstāko procesa kontroli, uzticamus un reproducējamus apstrādes ar ultraskaņu rezultātus, lietošanas ērtumu un darba komfortu.
Hielscher Ultrasonics rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti lielas amplitūdas. Darbu ar amplitūdu līdz 200µm var viegli nepārtraukti nodrošināt 24/7 režīmā. Vēl lielākām amplitūdām ir pieejamas individuāli pielāgotas ultraskaņas sonotrodes. Iespēja strādāt ar tik lielām amplitūdām ļauj mūsu klientiem efektīvi samalt primārās daļiņas līdz nanoizmēram. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj tās darbināt 24/7 režīmā ar lielu slodzi un prasīgos vides apstākļos.
Lasiet vairāk par šķīdināšanu ar ultraskaņu un ultraskaņas šķīdinātājiem!

Kvalitāte – ražots Vācijā

Hielscher ir ģimenes īpašumā esošs un ģimenes vadīts uzņēmums, kas lepojas ar savu ultraskaņas procesoru augsto kvalitāti. Visas ultraskaņas ierīces tiek projektētas, ražotas un pārbaudītas mūsu galvenajā mītnē Teltovā netālu no Berlīnes, Vācijā. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj tās darbināt 24/7 režīmā ar lielu slodzi un prasīgos vides apstākļos.

Jūs varat iegādāties dažādu izmēru Hielscher ultraskaņas dezintegratorus, un cenu diapazons ļauj izvēlēties ultraskaņas ierīci par jūsu budžetam atbilstošu, pieejamu cenu. No daļiņu dezintegrācijas nelielos laboratorijas flakonos līdz suspensiju dezintegrācijai nepārtrauktā plūsmā rūpnieciskajā ražošanā – Hielscher Ultrasonics piedāvā jums piemērotu dezintegratoru! Lūdzu, sazinieties ar mums – mēs labprāt ieteiksim jums vispiemērotāko ultraskaņas ierīci!
Tālāk redzamā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas ierīču aptuveno apstrādes jaudu: