Ultrasone homogenisatoren voor verwerking op laboratorium-, pilot- en industriële schaal
Ultrasone homogenisatoren zijn krachtige hulpmiddelen voor het mengen en homogeniseren van vast-vloeistof- en vloeistof-vloeistofsuspensies. Ultrasone homogenisatie is een mechanisch proces om deeltjes in een vloeistof te verkleinen, zodat ze gelijkmatig klein worden en gelijkmatig worden verdeeld. Hielscher biedt krachtige ultrasone homogenisatoren voor toepassingen op laboratorium- en productieschaal.
Ultrasone homogenisatoren voor betrouwbaar mengen, dispergeren, emulgeren en verkleinen van deeltjes
Ultrasone homogenisatoren van Hielscher leveren krachtige, regelbare cavitatie voor de productie van uniforme mengsels, fijne dispersies, stabiele emulsies, nano-emulsies, cellysaten en kleinere deeltjes. Van kleine laboratoriummonsters tot continue industriële productie bieden sonicatoren van Hielscher reproduceerbare homogenisatieresultaten voor onderzoek, productontwikkeling en productie.
Of u nu milliliters in het laboratorium moet verwerken, een formulering op pilotschaal wilt optimaliseren of inlineproductie met een hoge verwerkingscapaciteit wilt uitvoeren, Hielscher biedt ultrasone homogenisatoren met nauwkeurige regeling van amplitude, tijd, temperatuur, druk en energietoevoer. Hierdoor is ultrasone homogenisatie een schaalbaar, herhaalbaar en efficiënt alternatief voor rotor-statormengers, parelmolens en hogedrukhomogenisatoren.
Waarom kiezen voor een ultrasone homogenisator:
- Krachtige homogenisatie: Maak fijne dispersies, emulsies, nano-emulsies en uniforme suspensies.
- Nauwkeurige procesregeling: Stel amplitude, vermogen, tijd, temperatuur en druk in voor reproduceerbare resultaten.
- Van laboratorium- tot industriële schaal: Verwerk kleine monsters, grote batches of continue vloeistofstromen.
- Werkt met veeleisende materialen: Geschikt voor abrasieve deeltjes, suspensies met een hoog gehalte aan vaste stoffen, vezelachtige materialen, viskeuze vloeistoffen en complexe formuleringen.
- Batchgewijze en inline werking: Gebruik open vaten, bekerglazen, reactoren of doorstroomcellen.
- Onderhoudsarm ontwerp: Eenvoudige geometrieën van sonotroden en doorstroomcellen verminderen de reinigingsinspanning en slijtage.
- Gebouwd voor 24/7-bedrijf: Industriële ultrasone systemen zijn ontworpen voor zware, continue verwerking.
Vertel ons uw verwerkingsvolume, beoogde deeltjes- of druppelgrootte, viscositeit, gehalte aan vaste stoffen en vereiste verwerkingscapaciteit. Wij adviseren de meest geschikte sonicator voor laboratorium-, pilot- of industriële toepassingen.
Ultrasone homogenisator UIP1000hdT, een krachtige sonicator van 1000 watt voor nanodispersies en -emulsies
Toepassingen en impact van ultrasone homogenisatoren
Ultrasone homogenisatoren zijn krachtige en betrouwbare mengers die in laboratoria en de industrie voor talrijke toepassingen worden gebruikt.
Een ultrasone homogenisator kan voor verschillende toepassingen worden gebruikt, waaronder:
- Homogenisatie: Ultrasone homogenisatoren kunnen monsters homogeniseren om uniforme en consistente mengsels te maken.
- Dispersie: Ultrasone homogenisatoren kunnen worden gebruikt om vaste deeltjes in vloeistoffen te dispergeren en zo stabiele suspensies te maken. Sonicatie is buitengewoon efficiënt bij het maken van nanodispersies.
- Emulgering: Ultrasone homogenisatoren kunnen worden gebruikt om stabiele emulsies en nano-emulsies te maken door niet-mengbare vloeistoffen, zoals olie en water, op te breken en te dispergeren.
- Celontsluiting: Ultrasone homogenisatoren kunnen cellen openbreken om intracellulaire componenten zoals eiwitten, nucleïnezuren, enzymen en metabolieten te extraheren.
- Ontgassing: Ultrasone homogenisatoren kunnen worden gebruikt om opgeloste gassen uit vloeistoffen te verwijderen, bijvoorbeeld voor het ontgassen van HPLC-oplosmiddelen of koelvloeistoffen.
- Ultrasoon ondersteunde chemische reacties: Ultrasone homogenisatoren kunnen ook worden gebruikt voor door sonicatie ondersteunde chemische reacties, zoals sonochemische synthese, katalyse of afbraak.
Over het geheel genomen zijn ultrasone homogenisatoren een veelzijdig hulpmiddel dat kan worden gebruikt voor een breed scala aan toepassingen in onderzoek, ontwikkeling en industriële processen.
Industriële sonicator UIP4000hdT met doorstroomcellen voor continue inlineproductie
Krachtig ultrageluid voor het verkleinen van deeltjes:
Wanneer ultrasone homogenisatoren worden gebruikt voor toepassingen zoals mengen, dispergeren en emulgeren, is het doel om kleine deeltjes of druppels in een vloeistof of slurry te verkleinen en zo de uniformiteit en stabiliteit van het mengsel te verbeteren. Deze deeltjes (gedispergeerde fase) kunnen zowel vaste stoffen als vloeistoffen zijn. Een verkleining van de gemiddelde diameter van de deeltjes verhoogt het aantal afzonderlijke deeltjes. Dit leidt tot een verkleining van de gemiddelde afstand tussen de deeltjes en vergroot het deeltjesoppervlak. De grafiek toont het verband tussen de diameter van afzonderlijke deeltjes en het totale oppervlak. Het oppervlak en de gemiddelde afstand tussen de deeltjes kunnen de reologie van een vloeistof beïnvloeden.
Als er een verschil in relatieve dichtheid bestaat tussen de deeltjes en de vloeistof, kan de homogeniteit van het mengsel de stabiliteit van de dispersie beïnvloeden. Als de deeltjesgrootte voor de meeste deeltjes vergelijkbaar is, neemt de neiging om te agglomereren tijdens het bezinken of opstijgen af, omdat vergelijkbare deeltjes een vergelijkbare opstijg- of bezinksnelheid hebben.
Ultrasone dispersies vertonen een uniforme deeltjesgrootteverdeling met gelijkmatig verkleinde deeltjes. De curven tonen de deeltjesverdeling van silica vóór behandeling met ultrageluid (groene curve) en na ultrasone dispersie (rode curve).
Ultrasone homogenisatoren versus hogedrukhomogenisatoren
Hogedrukhomogenisatoren persen vloeistof onder zeer hoge druk door een homogenisatieventiel. Dit kan goed werken voor zachte deeltjes of druppels, zoals vetbolletjes in melk. De huidige pagina vermeldt echter dat hogedrukhomogenisatoren beperkingen kunnen hebben bij het verwerken van harde, abrasieve, vezelachtige of draderige materialen, omdat hoge vloeistofsnelheden en kleine ventielopeningen slijtage veroorzaken en de levensduur van de pomp of het ventiel verkorten.
Ultrasone homogenisatoren werken anders. In plaats van het materiaal door een kleine ventielopening te persen, brengen ze via een trillende sonotrode mechanische energie in de vloeistof. Hierdoor ontstaat cavitatie rechtstreeks in het procesmedium.
Voordelen van ultrasone homogenisatoren
- Geen kleine ventielopeningen die gemakkelijk kunnen verstoppen
- Geschikt voor abrasieve en vezelachtige materialen
- Eenvoudige aanpassing van de procesintensiteit
- Mogelijkheden voor batchgewijze en continue verwerking
- Weinig met vloeistof in contact komende en bewegende onderdelen
- Efficiënte deagglomeratie van deeltjes en verkleining van druppels
- Goede schaalbaarheid van laboratoriumtests naar productie
Ultrasone homogenisatoren voor laboratorium-, pilot- en industriële schaal
Hielscher biedt ultrasone homogenisatoren voor uiteenlopende procesvolumes en verwerkingscapaciteiten. Ultrasone laboratoriumhomogenisatoren worden gebruikt voor de bereiding van kleine monsters, het testen van formuleringen, de verwerking van biologische monsters en R&D. Ultrasone apparaten voor pilot- en industriële toepassingen worden gebruikt voor procesontwikkeling, opschaling, productie en continue inlineverwerking.
De huidige pagina geeft een breed schaalbereik aan: ultrasone laboratoriumhomogenisatoren kunnen volumes van ongeveer 1,5 mL tot 5 L verwerken, terwijl industriële ultrasone homogenisatoren batches van ongeveer 0,5 tot 2000 L of debieten van 0,1 L tot 20 m³ per uur kunnen verwerken.
| Homogenisatorklasse | Het meest geschikt voor | Typische toepassingen |
|---|---|---|
| Laboratoriumhomogenisatoren | Compacte sonicatoren met sonde voor kleine monsters, laboratoriumwerk, R&D en de ontwikkeling van formuleringen. | Monstervoorbereiding, celontsluiting, extractie van DNA, RNA en eiwitten, emulsies in kleine batches, dispersie van nanodeeltjes, screening van formuleringen en haalbaarheidstests. |
| Homogenisatoren op pilotschaal | Pilotsystemen voor procesontwikkeling, opschalingsstudies, parameteroptimalisatie en de productie van testbatches. | Optimalisatie van amplitude, energietoevoer, tijd en temperatuur, ontwikkeling van opschalingsparameters, tests met continue doorstroming, productie van proefbatches en validatie van de economische haalbaarheid van het proces. |
| Industriële homogenisatoren | Industriële ultrasone systemen voor grootschalige verwerking, continue productie en productie met een hoge verwerkingscapaciteit. | Continue productie, homogenisatie van grote batches, dispersie van grote volumes, inline-emulgering, nat malen, procesintensivering en 24/7-productie. |
De juiste ultrasone homogenisator kiezen
De beste ultrasone homogenisator hangt af van het procesdoel en de materiaaleigenschappen. Houd voor een betrouwbaar apparatuuradvies rekening met de volgende parameters:
- Monster- of batchvolume
- Debiet bij continue verwerking
- Viscositeit van de vloeistof
- Gehalte aan vaste stoffen
- Hardheid van de deeltjes
- Aanvankelijke deeltjes- of druppelgrootte
- Beoogde deeltjes- of druppelgrootte
- Temperatuurgevoeligheid
- Vereiste verwerkingstijd
- Behoefte aan koeling of drukregeling
- Batchgewijze werking, recirculatie of inline werking met één doorgang
- Eisen aan reiniging en materiaalcompatibiliteit
Op basis van deze procesparameters kunnen wij een geschikte ultrasone homogenisator, sonotrode, booster, doorstroomcel en koelopstelling aanbevelen.
Waarom een ultrasone homogenisator van Hielscher kopen?
Ultrasone homogenisatoren van Hielscher zijn ontwikkeld voor betrouwbare cavitatie, reproduceerbare procesregeling en een lange levensduur. De systemen zijn ontworpen voor gebruik in laboratoria, pilotinstallaties en industriële omgevingen.
De bestaande pagina vermeldt dat de ultrasone apparaten van Hielscher amplitudegeregeld zijn, wat betekent dat de gekozen amplitude onder bedrijfsomstandigheden wordt gehandhaafd. Ook wordt benadrukt dat identieke sonicatieparameters consistente en reproduceerbare resultaten ondersteunen, wat belangrijk is voor productkwaliteit en opschaling.
Voordelen van sonicatoren van Hielscher:
- Ultrasone processoren met hoge prestaties van laboratorium- tot industriële schaal
- Nauwkeurige amplituderegeling
- Instelbaar vermogen, tijd, temperatuur en druk
- Batchgewijze en inlineverwerking
- Robuuste sonotroden en doorstroomcellen
- Weinig met vloeistof in contact komende onderdelen en eenvoudige reiniging
- Geschikt voor abrasieve, vezelachtige materialen en materialen met een hoog gehalte aan vaste stoffen
- Industriële systemen voor 24/7-bedrijf
- Procesadvies en toepassingsondersteuning
- Duitse ontwerp- en productiekwaliteit
De onderstaande tabel geeft algemene aanbevelingen voor apparaten op basis van het te verwerken batchvolume of debiet. Klik op het sonicatormodel voor meer informatie over elke ultrasone homogenisator.
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 0,5 tot 1,5mL | n.v.t. | VialTweeter |
| 1 tot 500mL | 10 tot 200mL/min | UP100H |
| 10 tot 2000mL | 20 tot 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 tot 20L | 0,2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100L | 2 tot 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 tot 150L | 3 tot 15L/min | UIP6000hdT |
| n.v.t. | 10 tot 100L/min | UIP16000 |
| n.v.t. | hoger | cluster van UIP16000 |
Ultrasone weefselhomogenisatoren
Naast de bereiding van dispersies en emulsies zijn ultrasone homogenisatoren stevig ingeburgerd in de biotechnologie, cel- en moleculaire biologie en biowetenschappen voor cellyse en fractionering, weefselontsluiting, de extractie van intracellulaire verbindingen en de afschuiving van DNA, RNA en chromatine. Ultrasone homogenisatoren zijn beschikbaar voor monstervoorbereiding van zeer kleine volumes (0,1mL) tot zeer grote volumes voor industriële processen (bijvoorbeeld de extractie van bioactieve verbindingen voor de productie van supplementen).
Om weefsel met een ultrasone homogenisator te ontsluiten, wordt een isotone bufferoplossing gebruikt om osmotische schade tegen te gaan. Ultrasone homogenisatoren van Hielscher worden geleverd met een temperatuursensor en een instelling voor temperatuurregeling, waarmee de monsters binnen een goed gecontroleerd temperatuurbereik kunnen worden gehouden.
Klik hier voor meer informatie over ultrasone weefselhomogenisatoren!
Veelgestelde vragen: ultrasone homogenisatoren
Wat is een ultrasone homogenisator?
Een ultrasone homogenisator is een apparaat dat ultrageluid met een hoog vermogen levert en wordt gebruikt om deeltjes en druppels in vloeistoffen te mengen, dispergeren, emulgeren, deagglomereren, open te breken of te verkleinen. Het gebruikt een trillende sonde om akoestische cavitatie in de vloeistof op te wekken.
Hoe werkt ultrasone homogenisatie?
Ultrasone homogenisatie werkt door akoestische cavitatie. Ultrageluid met een hoge intensiteit creëert microscopische belletjes die met grote kracht imploderen. Hierdoor ontstaan afschuifkrachten, turbulentie en botsingen tussen deeltjes die de deeltjes- of druppelgrootte verkleinen en de uniformiteit van het mengsel verbeteren.
Waarvoor wordt een ultrasone homogenisator gebruikt?
Ultrasone homogenisatoren worden gebruikt voor dispersie, emulgering, nano-emulgering, nat malen, het verkleinen van deeltjes, cellyse, weefselontsluiting, ontgassing, extractie en sonochemische reacties.
Wat is het verschil tussen een ultrasone homogenisator en een sonicator met sonde?
De termen worden vaak voor hetzelfde type apparatuur gebruikt. Een sonicator met sonde is een ultrasone homogenisator die ultrageluid rechtstreeks via een sonde of sonotrode in de vloeistof overbrengt.
Kunnen ultrasone homogenisatoren nano-emulsies maken?
Ja. Ultrasone homogenisatoren worden veel gebruikt om fijne emulsies en nano-emulsies te maken door de druppelgrootte te verkleinen en de druppelverdeling in olie-water- of water-oliesystemen te verbeteren.
Kunnen ultrasone homogenisatoren nanodeeltjes dispergeren?
Ja. Ultrasone homogenisatoren zijn zeer effectief voor het dispergeren van nanodeeltjes en het opbreken van deeltjesagglomeraten in vloeistoffen. Ze worden gebruikt voor materialen zoals silica, pigmenten, grafiet, grafeen, CNT’s, metaaloxiden, keramiek en katalysatoren.
Zijn ultrasone homogenisatoren geschikt voor abrasieve materialen?
Ja. Ultrasone homogenisatoren zijn geschikt voor veel abrasieve of harde deeltjes, omdat ze niet afhankelijk zijn van kleine ventielopeningen zoals hogedrukhomogenisatoren. De huidige pagina van Hielscher benoemt abrasieve materialen zoals pigmenten, polijstmiddelen en metaaloxiden specifiek als een uitdaging voor hogedrukhomogenisatoren.
Kunnen ultrasone homogenisatoren viskeuze vloeistoffen verwerken?
Ja. Ultrasone homogenisatoren kunnen veel viskeuze vloeistoffen en slurries verwerken. De optimale configuratie hangt af van de viscositeit, de geometrie van het vat, het debiet, de grootte van de sonotrode en de koelingsvereisten.
Kan ultrasone homogenisatie worden opgeschaald?
Ja. Ultrasone homogenisatie kan worden opgeschaald van laboratoriumtests naar pilot- en industriële productie. Hielscher biedt ultrasone homogenisatoren voor kleine monstervolumes, grote batches en continue inlineverwerking.
Welke parameters regelen ultrasone homogenisatie?
Belangrijke parameters zijn onder meer amplitude, sonicatietijd, energietoevoer, temperatuur, druk, vloeistofvolume, debiet, viscositeit, deeltjesconcentratie en sonotrodegeometrie.
Is ultrasone homogenisatie reproduceerbaar?
Ja, wanneer de procesparameters worden gecontroleerd. Ultrasone homogenisatoren van Hielscher zijn amplitudegeregeld, wat herhaalbare sonicatieomstandigheden en consistente resultaten ondersteunt.
Welke ultrasone homogenisator van Hielscher moet ik kiezen?
Het juiste model hangt af van het monstervolume, het debiet, de viscositeit, de concentratie vaste stoffen, de beoogde deeltjes- of druppelgrootte en de vraag of het proces batchgewijs of inline wordt uitgevoerd. Laboratoriumgebruikers kiezen doorgaans compacte ultrasone apparaten, terwijl industriële gebruikers systemen met een hoog vermogen en doorstroomcellen of reactoren kiezen.
Literatuur / Referenties
-
1000hd
- 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.
- 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.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
7 ultrasone homogenisatoren UIP1000hdT (7x 1kW ultrasoon vermogen) geïnstalleerd als cluster voor industriële verwerking met een hoge verwerkingscapaciteit
Hielscher Ultrasonics produceert ultrasone homogenisatoren met hoge prestaties van laboratoriumformaat tot industrieel formaat.