Ultraskaņas augstas bīdes caurplūdes maisītāji
Augstas bīdes ultraskaņas ierīces caurplūdes maisīšanas procesos piedāvā dažādas priekšrocības salīdzinājumā ar parastajiem koloīdu homogenizatoriem. Lieljaudas ultraskaņas izmantošana maisīšanai ļauj Hielscher ultraskaņas augstas bīdes maisītājiem iegūt vienmērīgi disperģētas koloidālās suspensijas un emulsijas nanometru diapazonā. Ultraskaņas caurplūdes homogenizatori var apstrādāt jebkāda tilpuma un viskozitātes materiālus un pat ļoti abrazīvas daļiņas.
Augstas bīdes caurplūdes maisīšana ar lieljaudas ultraskaņu
Cietas vielas un šķidruma vai divu šķidrumu suspensiju caurplūdes homogenizācija ir nepieciešams process daudzveidīgu materiālu un preču ražošanā. Ultraskaņas augstas bīdes caurplūdes maisītājus izmanto daudzās nozarēs, tostarp krāsu, pigmentu un iespiedkrāsu, polimēru un kompozītmateriālu, degvielas, pārtikas un dzērienu, uztura bagātinātāju, farmaceitisko preparātu, kosmētikas un personīgās higiēnas līdzekļu ražošanā. Ultraskaņas augstas bīdes caurplūdes homogenizatorus izmanto daļiņu maisīšanai, disperģēšanai, deaglomerācijai, emulģēšanai, mitrināšanai, šķīdināšanai un mikrosmalcināšanai. Īpaša ultraskaņas augstas bīdes caurplūdes maisītāju priekšrocība ir spēja uzticami apstrādāt nanomateriālus (piemēram, nanodispersijas un nanoemulsijas).
Ultraskaņas augstas bīdes caurplūdes maisītāji apstrādā lielus tilpumus, materiālus ar augstu cietvielu koncentrāciju un abrazīvas daļiņas.
Kā darbojas ultraskaņas augstas bīdes maisīšana?
Ultraskaņas augstas bīdes maisīšanas un homogenizācijas darbības pamatā ir akustiskā kavitācija. Šķidrumus apstrādājot ar augstas intensitātes ultraskaņu, ultraskaņas viļņi izplatās šķidrajā vidē un rada mainīgus augsta spiediena (saspiešanas) un zema spiediena (retinājuma) ciklus. Lieljaudas ultraskaņas ierīces darbojas ar aptuveni 20kHz frekvenci. Tas nozīmē 20 000 svārstību sekundē. Zema spiediena cikla laikā augstas intensitātes ultraskaņas viļņi šķidrumā rada mazus vakuuma burbulīšus. Kad kavitācijas burbulītis sasniedz izmēru, pie kura tas vairs nespēj absorbēt papildu enerģiju, augsta spiediena cikla laikā tas strauji sabrūk. Šo burbulīša implozijas parādību apzīmē ar tehnisko terminu “kavitācija”. Implozijas laikā lokāli tiek sasniegta ļoti augsta temperatūra (aptuveni 5 000K) un spiediens (aptuveni 2 000atm). Kavitācijas burbulīša implozija rada arī šķidruma strūklas ar ātrumu līdz 280m/s. (sal. Suslick 1998)
Šie ļoti intensīvie un ārdošie spēki nodrošina pietiekamu enerģiju daļiņu malšanai, deaglomerācijai un disperģēšanai šķidrumos, padarot ultraskaņas augstas bīdes maisītājus par izcilu apstrādes tehnoloģiju. Tādēļ tos izmanto kā ražošanas un apstrādes paņēmienu, īpaši nozarēs, kurās nanotehnoloģijām un nanomateriāliem ir izšķiroša nozīme veiktspējā un produktu kvalitātē.
Izcila procesu efektivitāte un energoefektivitāte ar ultraskaņas maisītājiem
Hielscher ultraskaņas procesoriem ir izcila energoefektivitāte – >85%. Tas samazina ekspluatācijas elektroenerģijas izmaksas un nodrošina augstāku apstrādes veiktspēju. Kusters un līdzautori (1994) savā pētījumā secina, ka ultraskaņas fragmentācija ir tikpat efektīva kā parastā malšana.
Paaugstinot spiedienu un optimizējot ultraskaņas procesu, ultraskaņas maisīšanas tehnoloģija bieži vien ievērojami pārspēj parastās maisīšanas metodes, piemēram, rotējošu lāpstiņu maisītājus, augstspiediena homogenizatorus vai lodīšu dzirnavas.
Citā pētījumā Pohl un līdzautori (2004) salīdzināja silīcija dioksīda ultraskaņas disperģēšanas efektivitāti ar citām augstas bīdes maisīšanas metodēm, piemēram, izmantojot IKA Ultra-Turrax (rotora un statora sistēmu). Pohl un līdzautori salīdzināja Aerosil 90 (2%wt) daļiņu izmēra samazināšanu ūdenī, izmantojot Ultra-Turrax (rotora un statora sistēmu) ar dažādiem iestatījumiem, ar daļiņu izmēra samazināšanu, izmantojot Hielscher ultraskaņas augstas bīdes maisītāju UIP1000hd ar plūsmas šūnu nepārtrauktā režīmā. Pohl un līdzautoru pētījumā secināts, ka “pie nemainīgas īpatnējās enerģijas EV ultraskaņa ir efektīvāka par rotora un statora sistēmu” un ka “izmantotajai ultraskaņas frekvencei diapazonā no 20 kHz līdz 30 kHz nav būtiskas ietekmes uz disperģēšanas procesu.”
- augsta efektivitāte
- mikrodaļiņām un nanodaļiņām
- nepārtraukta caurplūdes darbība
- jebkuram tilpumam
- var apstrādāt materiālus ar ļoti augstu viskozitāti
- var apstrādāt abrazīvas daļiņas
- bez kustīgām daļām (bez rotoriem un lāpstiņām)
- bez malšanas ķermeņiem (bez lodītēm)
- CIP (tīrīšana uz vietas)
Kalcija hidroksiapatīta daļiņu izmēra samazināšana ar ultraskaņu (30% cietvielu koncentrācija, 150Ws/g US)
UIP4000hdT, jaudīgs rūpniecisks augstas bīdes maisītājs ar 4000 vatu jaudu caurplūdes apstrādei, piemēram, koloidālo suspensiju slapjajai malšanai, disperģēšanai, emulģēšanai un šķīdināšanai.
Kur iegādāties ultraskaņas augstas bīdes caurplūdes maisītāju?
Hielscher Ultrasonics ir jūsu uzticamais partneris augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādes procesos, piemēram, ultraskaņas malšanā, disperģēšanā, emulģēšanā un šķīdināšanā. Hielscher ultraskaņas augstas bīdes caurplūdes maisītāji var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas. Amplitūdas līdz 200µm var viegli uzturēt nepārtrauktā 24/7/365 darbības režīmā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejamas individuāli pielāgotas ultraskaņas sonotrodes. Plašs ultraskaņas caurplūdes reaktoru un citu piederumu klāsts ļauj izveidot ideālu konfigurāciju jūsu ultraskaņas lietojumam (piemēram, caurplūdes emulģēšanai, daļiņu izmēra samazināšanai un homogenizācijai).
Vieda programmatūra, digitāla izvēlne skāriendisplejā, automātiska datu reģistrēšana un attālināta vadība pārlūkprogrammā ir Hielscher ultraskaņas augstas bīdes homogenizatoru funkcijas, kas padara to lietošanu maksimāli ērtu un vienkāršu. Tīrīšanas uz vietas (CIP) tehnoloģija padara ultraskaņas augstas bīdes maisītāja lietošanu ērtu. Izturība, uzticamība, vienkārša uzstādīšana un lietošana, kā arī nelielas apkopes prasības ir papildu īpašības, kas atvieglo ikdienas darbu ar Hielscher ultraskaņas ierīcēm.
Sazinieties ar mums jau tagad, lai uzzinātu vairāk par to, kā ultraskaņas augstas bīdes caurplūdes maisītājs var uzlabot jūsu cietas vielas un šķidruma, kā arī divu šķidrumu sistēmu apstrādi! Mūsu labi apmācītā komanda ar ilggadēju pieredzi labprāt sniegs jums plašāku informāciju par lietojumiem un cenām.
Tālāk redzamā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas ierīču aptuveno apstrādes ražīgumu:
| Partijas tilpums | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 1 līdz 500mL | 10 līdz 200mL/min | UP100H |
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 līdz 20L | 0,2 līdz 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| nav piemērojams | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| nav piemērojams | lielāks | ierīču grupa: UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus maisīšanai, disperģēšanai, emulģēšanai un ekstrakcijai laboratorijas, pilotražošanas un rūpnieciskā mērogā.
Literatūra / Atsauces
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Suslick, K. S. (1998): Sonochemistry. in: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed. J. Wiley & Sons, New York, vol. 26, 1998. 517-541.
- Kusters, K. A.; Pratsinis, S. E.; Thomas, S. G. and Smith, D. M. (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology 80, 1994. 253-263.
- 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.
- Pohl, M. and Schubert, H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. PARTEC 2004.
Augstas veiktspējas ultraskaņa! Hielscher produktu klāsts aptver visu spektru – no kompaktas laboratorijas ultraskaņas ierīces un galda ierīcēm līdz pilna rūpnieciskā mēroga ultraskaņas sistēmām.