Ultrasone inlinemengers met hoge afschuiving

Ultrasone apparaten met hoge afschuiving voor inline mengprocessen bieden verschillende voordelen ten opzichte van conventionele colloïdhomogenisatoren. Door ultrasoon geluid met hoog vermogen voor het mengen te gebruiken, kunnen ultrasone mengers met hoge afschuiving van Hielscher uniform gedispergeerde colloïdale suspensies en emulsies in het nanobereik produceren. Ultrasone inlinehomogenisatoren kunnen elk volume en elke viscositeit verwerken en kunnen zelfs zeer abrasieve deeltjes aan.

Inline mengen met hoge afschuiving door middel van ultrasoon geluid met hoog vermogen

Inlinehomogenisatie van vast-vloeibare of vloeistof-vloeistofsuspensies is een noodzakelijke toepassing bij de productie van uiteenlopende materialen en goederen. Ultrasone inlinemengers met hoge afschuiving worden in veel industrieën gebruikt, waaronder de productie van verven, pigmenten & inkten, polymeren & composieten, brandstoffen, voedingsmiddelen & dranken, voedingssupplementen, farmaceutische producten, cosmetica & producten voor persoonlijke verzorging. Ultrasone inlinehomogenisatoren met hoge afschuiving worden gebruikt voor het mengen, dispergeren, deagglomereren, emulgeren, bevochtigen, oplossen en microvermalen van deeltjes. Een bijzonder sterk punt van ultrasone inlinemengers met hoge afschuiving is hun vermogen om nanomaterialen betrouwbaar te verwerken (bijv. nanodispersies, nano-emulsies).

Hoe werkt ultrasoon mengen met hoge afschuiving?

Ultrasoon mengen en homogeniseren met hoge afschuiving is gebaseerd op het werkingsprincipe van akoestische cavitatie. Wanneer vloeistoffen met hoge intensiteit worden gesoniceerd, planten de ultrasone golven zich door het vloeibare medium voort en veroorzaken ze afwisselende cycli van hoge druk (compressie) en lage druk (verdunning). Ultrasone apparaten met hoog vermogen werken met een frequentie van ongeveer 20kHz. Dit betekent 20.000 trillingen per seconde. Tijdens de lagedrukcyclus creëren ultrasone golven met hoge intensiteit kleine vacuümbellen in de vloeistof. Wanneer de cavitatiebel een grootte bereikt waarbij deze geen verdere energie meer kan absorberen, stort deze tijdens een hogedrukcyclus hevig in. Dit verschijnsel van belimplosie staat bekend onder de technische term “cavitatie”. Tijdens de implosie worden plaatselijk zeer hoge temperaturen (ca. 5.000K) en drukken (ca. 2.000atm) bereikt. De implosie van de cavitatiebel genereert ook vloeistofstralen met een snelheid tot 280m/s. (vgl. Suslick 1998)
Deze zeer intense en ontwrichtende krachten leveren voldoende energie om deeltjes in vloeistoffen te vermalen, te deagglomereren en te dispergeren en maken ultrasone mengers met hoge afschuiving tot de verwerkingstechnologie bij uitstek. Daarom worden ze gebruikt als productie- en verwerkingstechniek, vooral in sectoren waar nanotechnologie en nanomaterialen een cruciale rol spelen voor de prestaties en productkwaliteit.

Superieure proces- en energie-efficiëntie met ultrasone mengers

Ultrasone processoren van Hielscher hebben een uitstekende energie-efficiëntie van >85%. Dit verlaagt de elektriciteitskosten tijdens het gebruik en leidt tot hogere verwerkingsprestaties. Kusters et al. (1994) concluderen in hun studie dat ultrasone fragmentatie even efficiënt is als conventioneel vermalen.
Door druk toe te passen en het ultrasone proces te optimaliseren, overtreft de ultrasone mengtechnologie conventionele mengmethoden zoals mengers met roterende bladen, hogedrukhomogenisatoren of kogelmolens vaak ruimschoots.
In een andere studie vergeleken Pohl et al. (2004) de verwerkingsefficiëntie van ultrasone dispersie van silica met andere mengmethoden met hoge afschuiving, zoals met een IKA Ultra-Turrax (rotor-statorsysteem). Pohl et al. vergeleken de deeltjesgrootteverkleining van Aerosil 90 (2%wt) in water met behulp van een Ultra-Turrax (rotor-statorsysteem) bij verschillende instellingen met die van een ultrasone menger met hoge afschuiving van Hielscher, de UIP1000hd, met een doorstroomcel in continubedrijf. De studie van Pohl et al. concludeert dat “bij een constante specifieke energie EV ultrasoon geluid effectiever is dan het rotor-statorsysteem” en dat “de toegepaste ultrasone frequentie in het bereik van 20 kHz tot 30 kHz geen grote invloed heeft op het dispersieproces.”

Ultrasone deeltjesgrootteverkleining van calciumhydroxyapatiet (30% concentratie vaste stoffen, 150Ws/g US)

Waar kunt u uw ultrasone inlinemenger met hoge afschuiving kopen?

Hielscher Ultrasonics is uw betrouwbare partner voor sonicatieprocessen met hoge prestaties, zoals ultrasoon vermalen, dispergeren, emulgeren en oplossen. De ultrasone inlinemengers met hoge afschuiving van Hielscher kunnen zeer hoge amplitudes leveren. Amplitudes tot 200µm kunnen eenvoudig continu worden toegepast bij 24/7/365-bedrijf. Voor nog hogere amplitudes zijn ultrasone sonotrodes op maat beschikbaar. Een breed scala aan ultrasone inlinereactoren en aanvullende accessoires maakt de ideale configuratie voor uw ultrasone toepassing mogelijk (bijv. inline-emulgeren, deeltjesgrootteverkleining en homogenisatie).
Slimme software, een digitaal menu via een aanraakscherm, automatische gegevensregistratie en afstandsbediening via een browser zijn kenmerken van ultrasone homogenisatoren met hoge afschuiving van Hielscher die de bediening uiterst gebruiksvriendelijk en eenvoudig maken. De technologie voor reiniging ter plaatse (CIP) maakt het gebruik van ultrasone mengers met hoge afschuiving gemakkelijk. Robuustheid, betrouwbaarheid, eenvoudige installatie en bediening en weinig onderhoud zijn aanvullende kenmerken die het dagelijkse werk met ultrasone apparaten van Hielscher vergemakkelijken.

Neem nu contact met ons op om meer te weten te komen over hoe een ultrasone inlinemenger met hoge afschuiving uw verwerking van vast-vloeibare en vloeistof-vloeistofsystemen kan verbeteren! Ons goed opgeleide team met jarenlange ervaring helpt u graag met meer informatie over toepassingen en prijzen.

De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasone apparaten: