Ultraskaņas maisītāji ar augstiem bīdes spēkiem darbam ar partijām laboratorijas un ražošanas mērogā
Mitrināšana, hidratācija, homogenizācija, smalcināšana, disperģēšana, emulģēšana un šķīdināšana ir izplatīti Hielscher ultraskaņas maisītāju ar augstiem bīdes spēkiem lietojumi darbam ar partijām. Maisīšana pa partijām ar ultraskaņu tiek veikta lielā ātrumā ar uzticamiem, reproducējamiem rezultātiem, nodrošinot izcilus procesa rezultātus laboratorijas, laboratorijas galda iekārtu un pilna apjoma komerciālās ražošanas mērogā. Hielscher daudzfunkcionālie homogenizatori darbam ar partijām nodrošina ātru maisīšanu, iegūstot viendabīgus cietas vielas/šķidruma un šķidruma/šķidruma maisījumus, kas atbilst visaugstākajām produkta kvalitātes prasībām.
Ātrgaitas maisīšana pa partijām ar ultraskaņu: procesa intensifikācija ar augstiem bīdes spēkiem
- Ātra disperģēšana: Tūlītēja submikronu materiālu un nanomateriālu deaglomerācija.
- Daudzpusīga apstrāde: Ideāli piemērota augstas viskozitātes vielām, pastām un abrazīviem materiāliem.
- Lineāra mēroga palielināšana: Pilnībā reproducējami rezultāti no laboratorijas līdz pilna apjoma ražošanai.
- Energoefektīva darbība: Mazāks enerģijas patēriņš nekā konkurējošām tehnoloģijām.
Ātrgaitas maisīšana pa partijām ar ultraskaņas radītiem augstiem bīdes spēkiem
Maisīšana pa partijām ar ultraskaņas radītiem augstiem bīdes spēkiem ir ievērojams progress salīdzinājumā ar tradicionālajām tehnoloģijām, piemēram, rotora–statora maisītājiem, strūklas maisītājiem un UltraTurrax sistēmām, nodrošinot augstāku procesa efektivitāti un produkta kvalitāti. Tradicionālās metodes balstās uz mehānisku bīdi, savukārt ultraskaņas maisītāji izmanto augstas enerģijas skaņas viļņus, lai izraisītu akustisko kavitāciju, radot unikālu mikromaisīšanas vidi, ko raksturo ekstremāli lokāli apstākļi. Šī parādība rada triecienviļņus un ātras šķidruma strūklas, kuru ātrums sasniedz līdz 280 m/s un kuras nodrošina intensīvu mikromaisīšanu, kas nepieciešama ātrai pulveru mitrināšanai, tūlītējai submikronu daļiņu un nanodaļiņu deaglomerācijai un pilnīgi viendabīgu emulsiju iegūšanai.
Papildus šīm mikromaisīšanas priekšrocībām ultraskaņas sistēmas ir ievērojami energoefektīvākas, viegli apstrādā abrazīvus materiālus un ļauj veikt ātru tīrīšanu bez bojājumiem (CIP/SIP), tādēļ tās ir ideāla izvēle prasīgiem rūpnieciskiem lietojumiem.
Katrs maisījums ir unikāls. Pastāstiet par sava materiāla īpašībām, vēlamo daļiņu izmēru, apstrādes ražīgumu un pašreizējiem apstrādes šķēršļiem. Mūsu lietojumu inženieri analizēs jūsu prasības un ieteiks jūsu konkrētajam procesam optimālu ultraskaņas maisītāja ar augstiem bīdes spēkiem konfigurāciju darbam ar partijām.
Rūpnieciskais sonikators UIP2000hdT integrēts nerūsējošā tērauda periodiskas darbības reaktorā
Kam būtu jāizmanto maisīšana pa partijām ar ultraskaņas radītiem augstiem bīdes spēkiem?
Maisīšana pa partijām ar ultraskaņas radītiem augstiem bīdes spēkiem ir ideāli piemērota ražotājiem, formulāciju izstrādātājiem un pētniecības un izstrādes komandām dažādās nozarēs, kur precizitāte, nemainīga kvalitāte un ātra disperģēšana ir obligātas prasības. Tā ir īpaši vērtīga uzņēmumiem, kas apstrādā nanomateriālus un submikronu materiālus, augstas viskozitātes pastas, abrazīvas suspensijas vai sarežģītas cietas vielas–šķidruma un šķidruma–šķidruma formulācijas. Tādas nozares kā kosmētika, farmācija, progresīvie materiāli, pārtika un dzērieni, krāsas un pārklājumi, speciālā ķīmija un nanotehnoloģijas paļaujas uz šo tehnoloģiju, lai panāktu tūlītēju pulveru samitrināšanu, viendabīgas emulsijas un vienmērīgu daļiņu izmēra samazināšanu bez termiskas degradācijas. Ja jūsu procesam nepieciešami reproducējami rezultāti, pilnīgi lineāra mēroga palielināšana no laboratorijas līdz ražošanai un mazāks enerģijas patēriņš salīdzinājumā ar tradicionālajām rotora–statora sistēmām, maisīšana pa partijām ar ultraskaņas radītiem augstiem bīdes spēkiem ir izstrādāta, lai precīzi atbilstu jūsu prasībām.
Akustiskā kavitācija – ultraskaņas radīto bīdes spēku un maisīšanas darbības princips
Kad šķidrumos un suspensijās tiek ievadīti augstas enerģijas ultraskaņas viļņi, mainīgi augsta un zema spiediena cikli (piem., 20 000 ciklu sekundē pie 20kHz) šķidrumā rada vakuuma burbuļus vai dobumus. Šie burbuļi aug vairāku ciklu laikā, līdz tie strauji sabrūk, jo vairs nespēj absorbēt enerģiju. Burbuļu implozijas laikā lokāli rodas ekstremāli apstākļi: temperatūra līdz 5 000K, spiediens līdz 2 000atm un šķidruma strūklas ar ātrumu līdz 280m/s. Šo parādību sauc par kavitāciju. Ultraskaņas kavitāciju sekmīgi izmanto dažādos maisīšanas, malšanas un smalcināšanas procesos, piem., koloīdu, pulveru, šķidrumu, eļļu, ziežvielu, sveķu, epoksīdsveķu, pigmentu pastu, tinšu, krāsu, silikonu, krēmu, gelu, polimēru, uretānu un daudzu citu materiālu apstrādei.
Maisīšana ar ultraskaņu balstās uz akustisko kavitāciju un tās hidrodinamiskajiem bīdes spēkiem.
Kāpēc ultraskaņa? – Pilnīgai procesa kontrolei
Maisīšana ar ultraskaņu ļauj precīzi kontrolēt visus svarīgos procesa parametrus. Tas ir izšķiroši svarīgi, lai sasniegtu optimālus procesa rezultātus, vienlaikus strādājot ar visaugstāko efektivitāti.
- Ultraskaņas amplitūda:
- Spiediens:
- Apstrādes ar ultraskaņu ilgums:
- Temperatūra:
- Viskozitāte:
Sonotrodes (ultraskaņas rupora/zondes) horizontālo virsmu pārvietojumu var pielāgot procesa prasībām, mainot ultraskaņas ierīces jaudas iestatījumu, izvēloties sonotrodi un izmantojot amplitūdas pastiprināšanas ruporu.
Spiediena piemērošana apstrādei ar ultraskaņu pastiprina procesu, un to sauc par manosonikāciju (MS). Paaugstināta spiediena apstākļos ultraskaņas kavitācija kļūst intensīvāka un spēcīgāka. Tādēļ Hielscher piedāvā slēgtus partiju reaktorus, kuros var paaugstināt spiedienu.
Parasti, jo ilgāka ir apstrāde ar ultraskaņu, jo vairāk norit process, piem., izmēra samazināšana, disperģēšana u. c. – ar nosacījumu, ka tiek izmantota pietiekama intensitāte, lai iedarbotos uz apstrādājamo vidi.
Apstrāde ar ultraskaņu ir netermiska, mehāniska apstrādes metode. Tomēr saskaņā ar termodinamikas likumu vielā ievadītā enerģija galu galā vienmēr pārvēršas siltumā. Taču Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīču izcilā energoefektivitāte nodrošina, ka līdz 90% no elektrotīkla saņemtās enerģijas tiek pārvērsti ultraskaņas viļņos un ievadīti apstrādājamajā vidē.
Apstrādājamās vides viskozitāte ir svarīgs faktors apstrādē ar ultraskaņu. Tādos lietojumos kā daļiņu izmēra samazināšana, malšana un disperģēšana kavitācijas triecienviļņu izraisītās daļiņu savstarpējās sadursmes ir viens no galvenajiem procesa efektiem, kas izraisa daļiņu sašķelšanos, tādēļ liels daļiņu saturs ir labvēlīgs.
Apstrāde ar ultraskaņu pa partijām, izmantojot ultraskaņas apstrādes ierīci UP400S
Izstrādāsim jūsu ideālo maisīšanas risinājumu!
Lai noteiktu optimālos procesa apstākļus (= labākais rezultāts ar minimālo nepieciešamo enerģijas patēriņu), iepriekš minētie parametri jānosaka atbilstoši izvirzītajam procesa mērķim.
Īstenojamības pārbaudes un procesa optimizāciju var viegli veikt laboratorijas un galda iekārtu mērogā. Visus sasniegtos rezultātus var precīzi reproducēt un lineāri mērogot līdz ražošanas mērogam. Hielscher Ultrasonics piedāvā profesionālas konsultācijas un pilnībā aprīkotu procesu laboratoriju, kurā mēs varam optimizēt procesu kopā ar jums vai jūsu uzdevumā!
Hielscher ir jūsu eksperts ultraskaņas procesu risinājumu jomā. Sazinieties ar mums jau šodien – mēs labprāt ieteiksim piemērotu ierīci jūsu lietojuma vajadzībām!
Rūpnieciska ultraskaņas sistēma krāsvielu un pigmentu disperģēšanai un malšanai pa partijām.
- ļoti vienmērīga disperģēšana
- uzticama nanomateriālu apstrāde
- abrazīvu materiālu apstrāde
- augsta viskozitāte (pastas, liels daļiņu saturs)
- laika ietaupījums līdz 90%
- pilnīga procesa kontrole
- pilnīgi lineāra mērogošana
- pilnīga reproducējamība
- piemērots ūdens bāzes formulācijām un šķīdinātājiem
Bieži uzdotie jautājumi par maisīšanu ar ultraskaņu pa partijām, izmantojot lielus bīdes spēkus
Kādi ir galvenie ātrdarbīgo ultraskaņas partiju maisītāju lietojumi?
Ātrgaitas ultraskaņas partiju maisītāji ir daudzpusīgas ierīces, ko izmanto samitrināšanai, hidratācijai, homogenizācijai, smalcināšanai, disperģēšanai, emulģēšanai un šķīdināšanai. Tie ir īpaši efektīvi cietvielu iestrādāšanai, viendabīgu dispersiju sagatavošanai, deaglomerācijai, daļiņu izmēra samazināšanai un cietvielu/šķidrumu un šķidrumu/šķidrumu maisījumu ātrai sajaukšanai.
Kā ultraskaņas kavitācija darbojas partiju maisīšanā?
Ultraskaņas kavitācija ietver augstas enerģijas ultraskaņas viļņu ievadīšanu šķidrumos, radot mainīgus augsta un zema spiediena ciklus. Tā veidojas vakuuma burbuļi, kas aug un strauji sabrūk, radot lokāli ekstremālus apstākļus, piemēram, temperatūru līdz 5 000K, spiedienu līdz 2 000 atm un šķidruma strūklas, kuru ātrums sasniedz 280 m/s. Šie intensīvie spēki veicina efektīvu maisīšanu, malšanu un smalcināšanu.
Kādas ir Hielscher ultraskaņas partiju maisītāju galvenās priekšrocības?
Galvenās priekšrocības ir ļoti vienmērīga disperģēšana, iespēja apstrādāt nanodaļiņas, kā arī spēja apstrādāt abrazīvus materiālus un materiālus ar augstu viskozitāti (piemēram, pastas un maisījumus ar lielu daļiņu saturu). Turklāt šie maisītāji nodrošina laika ietaupījumu līdz 90%, pilnīgu procesa kontroli, pilnīgi lineāru mēroga palielināšanu un pilnīgu rezultātu reproducējamību.
Kādu veidu materiālus var apstrādāt ar ultraskaņas partiju maisītājiem?
Ultraskaņas kavitāciju veiksmīgi izmanto visdažādāko vielu apstrādei, tostarp koloīdu, pulveru, šķidrumu, eļļu, plastisko smērvielu, sveķu, epoksīdsveķu, pigmentu pastu, tinšu, krāsu, silikonu, krēmu, gelu, polimēru un uretānu apstrādei.
Kā tiek nodrošināta procesa kontrole ultraskaņas partiju maisīšanas laikā?
Procesa kontroli nodrošina, precīzi regulējot tādus parametrus kā amplitūda, spiediens (manosonikācija), apstrādes ar ultraskaņu ilgums, temperatūra un viskozitāte. Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīcēm ir ļoti augsta energoefektivitāte – tās pārvērš aptuveni 95% enerģijas ultraskaņas viļņos, lai nodrošinātu optimālus rezultātus ar minimālu enerģijas patēriņu.
Vai ultraskaņas partiju maisīšanas procesus var mērogot no laboratorijas līdz rūpnieciskajai ražošanai?
Jā, Hielscher piedāvā pilnīgu procesa kontroli un pilnīgi lineāru mēroga palielināšanu. Tas ļauj laboratorijas un galda iekārtu mērogā iegūtos rezultātus precīzi reproducēt un palielināt procesa mērogu līdz ražošanas apjomam. Turklāt apstrāde ar ultraskaņu ļauj vienkārši un uzticami pāriet no partiju apstrādes uz apstrādi plūsmā.
Literatūra / Atsauces
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- Badgujar, N.P.; Bhoge, Y.E.; Deshpande, T.D.; Bhanvase, B.A.; Gogate, P.R.; Sonawane, S.H.; Kulkarni, R.D. (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment ; Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
- Marija Ćosić, Antonija Čelan, Ivana Crnogorac, Ante Bilušić (2025): The effects of impeller diameter in sonicated and silent systems on crystallisation of borax decahydrate. Chemical Engineering Research and Design, Volume 223, 2025. 706-716.