Ultraskaņas homogenizatori
Ultraskaņas homogenizatori ir spēcīgi instrumenti, lai sajauktu un homogenizētu cietā šķidruma un šķidruma-šķidruma suspensijas. Ultraskaņas homogenizācija ir mehānisks process, lai samazinātu daļiņas šķidrumā, lai tās kļūtu vienmērīgi mazas un vienmērīgi sadalītas. Hielscher piedāvā spēcīgus ultraskaņas homogenizatorus pielietošanai laboratorijā un ražošanas mērogā.
Ultraskaņas homogenizatoru pielietojumi un ietekme
Ultraskaņas homogenizatori ir spēcīgi un uzticami maisītāji, kurus izmanto laboratorijā un rūpniecībā daudziem lietojumiem.
Ultraskaņas homogenizatoru var izmantot dažādiem lietojumiem, tostarp:
- Homogenizācija: Ultraskaņas homogenizatori var homogenizēt paraugus, lai radītu vienveidīgus un konsekventus maisījumus.
- Dispersijas: Ultraskaņas homogenizatorus var izmantot, lai izkliedētu cietās daļiņas šķidrumos, lai izveidotu stabilas suspensijas. Ultrasonication ir ārkārtīgi efektīvs, veidojot nano-dispersijas.
- Emulgācija: Ultraskaņas homogenizatorus var izmantot, lai izveidotu stabilas emulsijas un nanoemulsijas, sadalot un izkliedējot nesajaucamus šķidrumus, piemēram, eļļu un ūdeni.
- Šūnu darbības traucējumi: Ultraskaņas homogenizatori var izjaukt atvērtas šūnas, lai iegūtu intracelulāros komponentus, piemēram, olbaltumvielas, nukleīnskābes, fermentus un metabolītus.
- Degazēšana: Ultraskaņas homogenizatorus var izmantot, lai noņemtu izšķīdušās gāzes no šķidrumiem, piemēram, degazējot HPLC šķīdinātājus vai dzesēšanas šķidrumus.
- Ultraskaņas ķīmiskās reakcijas: Ultraskaņas homogenizatorus var izmantot arī ultraskaņas ķīmiskās reakcijām, piemēram, sonochemical sintēzei, katalīzei vai degradācijai.
Kopumā ultraskaņas homogenizatori ir daudzpusīgs rīks, ko var izmantot plašam lietojumu klāstam pētniecībā, attīstībā un rūpnieciskajos procesos.
Ultraskaņas homogenizators UIP1000hdT attiecībā uz R&D un ražošana
Jaudas ultraskaņa daļiņu izmēra samazināšanai: Ja ultraskaņas homogeizatori tiek izmantoti tādiem lietojumiem kā sajaukšana, izkliedēšana un emulgācija, mērķis ir samazināt mazas daļiņas vai pilienus šķidrumā vai vircā, lai uzlabotu maisījuma viendabīgumu un stabilitāti. Šīs daļiņas (disperģētā fāze) var būt gan cietas vielas, gan šķidrumi. Daļiņu vidējā diametra samazinājums palielina atsevišķu daļiņu skaitu. Tas samazina vidējo daļiņu attālumu un palielina daļiņu virsmas laukumu. Grafikā parādīta korelācija starp atsevišķu daļiņu diametru un kopējo virsmas laukumu. Virsmas laukums un vidējais daļiņu attālums var ietekmēt šķidruma reoloģiju.
Ja starp daļiņām un šķidrumu atšķiras īpatnējais svars, maisījuma viendabīgums var ietekmēt dispersijas stabilitāti. Ja daļiņu izmērs lielākajai daļai daļiņu ir līdzīgs, tendence aglomerēties nosēdināšanas vai pacelšanās laikā samazinās, jo līdzīgām daļiņām ir līdzīgs celšanās vai nosēšanās ātrums.
Ultraskaņas dispersijas parāda vienmērīgu daļiņu izmēra sadalījumu ar viendabīgi samazinātām daļiņām. Līknes parāda silīcija dioksīda daļiņu sadalījumu pirms ultraskaņas (zaļā līkne) un pēc ultraskaņas dispersijas (sarkanā līkne).
Ultraskaņas vs augstspiediena homogenizatori
Visizplatītākais homogenizācijas mehānisms ir augstspiediena homogenizācija. Tur šķidrums tiek saspiests augstā spiedienā (aptuveni 2000 barg) caur homogenizējošu vārstu. Izlaižot vārstu, šķidrums iziet īsu (aptuveni 50 mikrosek.) augstspiediena zema spiediena ciklu.
Lai gan šis mehānisms labi darbojas mazām, mīkstām daļiņām, piemēram, tauku lodītēm pienā, tam ir ierobežojumi, ja to izmanto cietu un abrazīvu materiālu, piemēram, pigmentu, pulēšanas līdzekļu vai metāla oksīdu, vai šķiedru un stīgu materiālu, piemēram, augļu biezeņu, aļģu vai dūņu, dispersijām. Tas ir saistīts ar lielo šķidruma ātrumu (līdz 120mtr / sek) un izmantoto vārstu mazo atveru dēļ. Tā kā abrazīvais materiāls šķērso sūkņus un vārsta atveri, tas izraisa nodilumu. Tas samazina sūkņa un vārsta efektivitāti un kalpošanas laiku.
Ultraskaņas homogenizatoru priekšrocības
- Ultraskaņas homogenizatori rada mazas daļiņas / pilienus un šauru sadalījuma līkni.
- Ultraskaņas homogenizatori var apstrādāt augstas cietās koncentrācijas.
- Ultraskaņas homogenizatori sagatavo stabils suspensijas, dispersijas un emulsijas.
- Ultraskaņas homogenizatori ir precīzi kontrolējami, jo var ietekmēt un pielāgot svarīgus procesa parametrus (piemēram, amplitūdu, jaudu, laiku, temperatūru un spiedienu).
- Ultraskaņas homogenizatori ir ļoti efektīvi, energoefektīvi, lietotājam draudzīgi un droši darboties.
Ultraskaņas homogenizatori lieljaudas lietojumiem
Mitrā frēzēšana, slīpēšana un sajaukšana ir tipiski pielietojumi, kur ultrasonikatori tiek izmantoti kā uzticami homogenizatori. Ultraskaņas homogenizatori ir ļoti efektīvi mīksto un cieto daļiņu samazināšanai. Atšķirībā no daudzām citām homogenizācijas tehnoloģijām, ultraskaņas zondes tipa homogenizatori var apstrādāt pat ļoti cietus, abrazīvus un šķiedru materiālus.
Ultraskaņas homogenizācijas darba princips ir balstīts uz kavitāciju. Kad šķidrumi tiek pakļauti intensīvai ultrasonikācijai, skaņas viļņi izplatās caur šķidrumu, izraisot mainīgus augstspiediena un zema spiediena ciklus (aptuveni 20000 cikli / sek.). Zema spiediena cikla laikā šķidrumā rodas augstas intensitātes mazi vakuuma burbuļi, jo tiek sasniegts šķidruma tvaika spiediens.
Kad burbuļi sasniedz noteiktu izmēru, augstspiediena cikla laikā tie vardarbīgi sabrūk. Šīs implosijas laikā lokāli rodas ļoti augsts spiediens un ātrgaitas šķidruma strūklas. Iegūtās strāvas un turbulences izjauc daļiņu aglomerātus un izraisa vardarbīgas sadursmes starp atsevišķām daļiņām.
Viena no galvenajām ultraskaņas homogenizatoru priekšrocībām ir zemais samitrināto un kustīgo daļu skaits. Tas samazina berzes nodilumu un tīrīšanas laiku. Ir tikai divas samitrinātas daļas: sonotrode un plūsmas šūna. Abiem ir vienkāršas ģeometrijas un ne mazas vai slēptas atveres.
Vēl viena priekšrocība ir precīza kontrole pār darbības parametriem, kas ietekmē kavitāciju. Hielscher ultraskaņas homogenizatorus var izmantot svārstību amplitūdās no aptuveni 1 līdz 200 mikroniem. Šķidruma spiediens var svārstīties no 0 līdz aptuveni 500psig. Tā kā amplitūda un spiediens ir visietekmīgākie parametri, katra parametra plašais darbības diapazons ļauj veikt ļoti maigu vai ļoti destruktīvu apstrādi.
Hielscher ultraskaņas homogenizatori tiek kontrolēti amplitūdā. Tādējādi pielāgotā amplitūda tiks uzturēta visos ekspluatācijas apstākļos. Tas padara ultrasonication kontrolējamu un atkārtojamu. Ultraskaņas apstrāde ar identiskiem darbības parametriem dos konsekventus un reproducējamus rezultātus. Tas ir svarīgi saražotā materiāla kvalitātei un procesa rezultātu paplašināšanai no laboratorijas līdz ražošanas līmenim.
Ultraskaņas homogenizatori jebkurai skalai
Hielscher ražo ultraskaņas homogenizatorus jebkura parauga tilpuma homogenizācijai partijas vai inline apstrādei. Laboratorijas ultraskaņas homogenizatorus var izmantot tilpumiem no 1,5 ml līdz aptuveni 5L. Ultraskaņas rūpnieciskie homogenizatori tiek izmantoti procesu izstrādei un partiju ražošanai no 0,5 līdz aptuveni 2000L vai plūsmas ātrumam no 0,1L līdz 20m³ stundā.
Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Kvalitāte ražots Vācijā
Hielscher ultrasonikatori ir labi pazīstami ar saviem augstākajiem kvalitātes un dizaina standartiem. Robustums un viegla darbība ļauj vienmērīgi integrēt mūsu ultrasonikatorus rūpnieciskajās iekārtās. Hielscher ultrasonikatori viegli apstrādā neapstrādātus apstākļus un prasīgu vidi.
Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.
| Partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 0.5 līdz 1,5 ml | n.p. | VialTweeter |
| 1 līdz 500 ml | 10 līdz 200 ml/min | UP100H |
| 10 līdz 2000 ml | 20 līdz 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 02 līdz 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 līdz 150L | 3 līdz 15L/min | UIP6000hdT |
| n.p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.p. | Lielāku | kopa UIP16000 |
Ultraskaņas homogenizatori augstas veiktspējas lietojumiem
Hielscher ultraskaņas homogenizatori ir darba zirgs sajaukšanai un homogenizācijai. Ultraskaņas laboratorijas homogenizatori ir kompakts un uzticams līdzeklis mazu un vidēju paraugu efektīvai un ātrai izkliedēšanai un emulgācijai. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas homogenizatori ir efektīvi un pārspēj tradicionālās homogenizācijas metodes, piemēram, augstspiediena homogenizatorus vai lodīšu dzirnavas. Hielscher rūpnieciskie homogenizatori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas un tādējādi ir ārkārtīgi spēcīgi, kad runa ir par sajaukšanas, izkliedēšanas un frēzēšanas procesiem. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodes. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē.
Mūsu klienti ir apmierināti ar Hielscher Ultrasonics izcilo izturību un uzticamību’ homogenizatori. Uzstādīšana lieljaudas pielietojuma, prasīgas vides un 24/7 darbības jomās nodrošina efektīvu un ekonomisku apstrādi. Ultraskaņas procesa intensifikācija samazina apstrādes laiku un sasniedz labākus rezultātus, t.i. augstāka kvalitāte, augstāka raža, inovatīvi produkti.
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Ultraskaņas audu homogenizatori
Papildus dispersiju un emulsiju sagatavošanai ultraskaņas homogenizatori ir stingri izveidoti biotehnoloģijā, šūnu un molekulārajā bioloģijā un dzīvības zinātnē šūnu līzei un frakcionēšanai, audu darbības traucējumiem, intracelulāro savienojumu ekstrakcijai, kā arī DNS, RNS un hromatīna nobīdei. Ultraskaņas homogenizatori ir pieejami nelielu tilpumu (0,1 ml) paraugu sagatavošanai līdz ļoti lieliem apjomiem rūpnieciskiem procesiem (piemēram, bioaktīvo savienojumu ekstrakcija papildinājumu ražošanai).
Lai izjauktu audus ar ultraskaņas homogenizatoru, osmotisku bojājumu apturēšanai tiek izmantots izotonisks buferšķīdums. Hielscher ultraskaņas homogenizatori ir aprīkoti ar temperatūras sensoru un temperatūras kontroles iestatījumu, kas ļauj saglabāt paraugus labi kontrolētā temperatūras diapazonā.
Lai iegūtu sīkāku informāciju par ultraskaņas audu homogenizatoriem, noklikšķiniet šeit!
Literatūra / Atsauces
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
7 ultraskaņas homogenizatori UIP1000hdT (7x 1kW ultraskaņas jauda), kas uzstādīta kā klasteris
Fakti, kurus ir vērts zināt
Ultraskaņas zondes tipa homogenizatoru pielietojumi
Lietojumu joma, kurā veiksmīgi tiek izmantoti ultraskaņas zondes homogenizatori, aptver kolektora procesus dažādās nozarēs. visredzamākie ultrasonikatoru pielietojumi ietver suspensiju, dispersiju un emulsiju sagatavošanu, mikronu un nanodaļiņu mitru malšanu, izšķīdināšanas pulverus un tabletes, botānisko vielu ekstraktu ražošanu, šūnu līzi, DNS, RNS un hromatīna ekstrakciju un turpmāko nobīdi, olbaltumvielu ekstrakciju, API iekapsulēšanu liposomās un sonoķīmiskās reakcijas, kur tiek izmantoti spēcīgi ultraskaņas viļņi, lai uzsāktu un paātrinātu rekcijas (sono-katalīze, sono-sintēze), lai palielinātu masas pārnesi un pārslēgtu reakcijas ceļus.
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Lab līdz rūpnieciskais izmērs.