Hielscher Cascatrode – Sonicatiesonde met groot oppervlak

Hielscher Cascatrodes™ zijn speciaal ontworpen sonotroden (ultrasone sondes) voor effectieve sonicatie bij verhoogde ultrasone vermogens en lage of middelhoge sonicatie-intensiteiten – doorgaans onder 60W/cm² en met een amplitude onder 60 micrometer.

Hielscher ontwikkelde de Cascatrode™ voor industriële verwerkingstoepassingen. Cascatrodes™ zijn verkrijgbaar voor alle industriële ultrasone processoren – van UIP500hdT (0,5kW), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5kW) en UIP2000hdT (2kW) tot het krachtigste ultrasone apparaat ter wereld UIP16000 (16kW).

Bij het ontwikkelen of testen van nieuwe sonicatieprocessen, zoals: emulgeren, dispergeren, homogeniseren, celontsluiting en extractie, deagglomeratie, of ontgassen zult u merken dat specifieke sonicatieparameters beter werken voor het proces dan andere.

Zonder het uitgangsvermogen te veranderen kunt u de sonicatie-intensiteit variëren: concentreer het uitgangsvermogen op een klein oppervlak bij hoge intensiteit (hoge W/cm²) of koppel het vermogen aan het medium via een groot oppervlak bij lagere intensiteiten (lage W/cm²). De intensiteit neemt toe bij een hogere sonicatieamplitude, een hogere vloeistofdruk of een hogere viscositeit en neemt af bij een hogere temperatuur. Zodra u een optimale parameterconfiguratie voor uw proces hebt vastgesteld, moet u deze configuratie tijdens het opschalen constant houden. Bij het opschalen mag u de amplitude en druk van de sonicatie niet veranderen. Zo houdt u de sonicatie-intensiteit – dit is het ultrasone uitgangsvermogen per oppervlakte-eenheid (Watts/cm²) – constant. Als logisch gevolg hebt u meer sonotrode-oppervlak nodig om bij een gegeven oppervlakte-intensiteit meer vermogen te koppelen – dit is een lineair verband.

Hielscher biedt een breed assortiment sonotroden (=sonicatiesondes) voor zijn ultrasone apparaten. Doorgaans verschillen de sonotroden in tipdiameter om verschillende tipoppervlakken te bieden. De verticale oppervlakken van een sonotrode zijn doorgaans verwaarloosbaar voor de vermogensoverdracht, omdat hun naar het vloeibare medium gerichte trillingsamplitude zeer laag is. Het ontwerp van de Cascatrode™ is anders, omdat het ringvormige horizontale oppervlakken aan het tipoppervlak toevoegt. Elke ring bevindt zich op een van de trillingsmaxima van de sonotrode. Dankzij deze ringen kan het trillende oppervlak dat het ultrageluid aan het te soniceren medium koppelt, aanzienlijk worden vergroot – waardoor bij een gegeven oppervlakte-intensiteit een hoger ultrasoon vermogen aan de vloeistof kan worden gekoppeld. De Cascatrode™ maakt het mogelijk om bij hoge amplitudes een hoog ultrasoon vermogen over te dragen aan het verwerkte medium.

De Hielscher Cascatrodes™ zijn verkrijgbaar in verschillende lengtes en diameters en met verschillende aantallen ringen – ontworpen om aan te sluiten bij de procesintensiteit en de specifieke ultrasone toepassing. Omdat ze worden gebruikt voor processen met een hoog vermogen en een groot volume, worden de Cascatrodes™ meestal geïnstalleerd in continue doorstroomsystemen. Ze kunnen worden aangepast voor gebruik met doorstroomcelreactoren die efficiënte inlineverwerking op industriële schaal mogelijk maken.