Ultrasone homogenisatoren voor laboratorium-, proef- en industriële toepassingen
Ultrasone homogenisatoren zijn krachtige hulpmiddelen om vast-vloeistof en vloeibaar-vloeistof suspensies te mengen en te homogeniseren. Ultrasoon homogeniseren is een mechanisch proces om deeltjes in een vloeistof te verkleinen zodat ze gelijkmatig klein en gelijkmatig verdeeld worden. Hielscher biedt krachtige ultrasone homogenisatoren voor laboratorium- en productietoepassingen.
Ultrasone homogenisatoren voor betrouwbaar mengen, dispergeren, emulgeren en het verkleinen van de deeltjesgrootte
De ultrasone homogenisatoren van Hielscher zorgen voor krachtige, regelbare cavitatie voor het vervaardigen van homogene mengsels, fijne dispersies, stabiele emulsies, nano-emulsies, cellysaten en kleinere deeltjesgroottes. Van kleine laboratoriummonsters tot continue industriële productie: de ultrasone apparaten van Hielscher leveren reproduceerbare homogenisatieresultaten voor onderzoek, productontwikkeling en productie.
Of u nu milliliters in het laboratorium moet verwerken, een receptuur op proefschaal wilt optimaliseren of een inline-productie met hoge doorvoercapaciteit wilt uitvoeren: Hielscher biedt ultrasone homogenisatoren met nauwkeurige regeling van amplitude, tijd, temperatuur, druk en energie-input. Dit maakt ultrasone homogenisatie tot een schaalbaar, herhaalbaar en efficiënt alternatief voor rotor-stator-mengers, parelmolens en hogedrukhomogenisatoren.
Waarom zou u voor een ultrasone homogenisator kiezen:
- Krachtige homogenisatie: Maak fijne dispersies, emulsies, nano-emulsies en homogene suspensies.
- Nauwkeurige procesregeling: Pas de amplitude, het vermogen, de tijd, de temperatuur en de druk aan voor reproduceerbare resultaten.
- Van laboratorium- naar industriële schaal: Verwerk kleine monsters, grote partijen of continue stromen.
- Geschikt voor veeleisende materialen: Geschikt voor schurende deeltjes, suspensies met een hoog vastestofgehalte, vezelachtige materialen, viskeuze vloeistoffen en complexe samenstellingen.
- Batch- en inline-werking: Gebruik open vaten, bekers, reactoren of doorstroomcellen.
- Onderhoudsarm ontwerp: De eenvoudige vormgeving van de sonotrode en de doorstroomcel zorgt voor minder reinigingswerk en minder slijtage.
- Ontworpen voor continu gebruik: Industriële ultrasone systemen zijn ontworpen voor intensief continu gebruik.
Geef ons uw verwerkingsvolume, de gewenste deeltjes- of druppelgrootte, de viscositeit, het gehalte aan vaste stoffen en de gewenste doorvoercapaciteit door. Wij zullen u dan de meest geschikte laboratorium-, proef- of industriële ultrasone apparatuur aanbevelen.
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 mixers die in laboratoria en de industrie worden gebruikt voor talloze toepassingen.
Een ultrasone homogenisator kan voor verschillende toepassingen worden gebruikt, waaronder:
- Homogenisatie: Ultrasone homogenisatoren kunnen monsters homogeniseren om uniforme en consistente mengsels te creëren.
- Verspreiding: Ultrasone homogenisatoren kunnen worden gebruikt om vaste deeltjes in vloeistoffen te dispergeren en zo stabiele suspensies te maken. Ultrasoon is buitengewoon efficiënt in het creëren van nano-dispersies.
- Emulgeren: Ultrasone homogenisatoren kunnen worden gebruikt om stabiele emulsies en nano-emulsies te maken door niet-mengbare vloeistoffen, zoals olie en water, te breken en te dispergeren.
- Celverstoring: Ultrasone homogenisatoren kunnen cellen openbreken om intracellulaire componenten zoals eiwitten, nucleïnezuren, enzymen en metabolieten te extraheren.
- Ontgassen: Ultrasone homogenisatoren kunnen worden gebruikt om opgeloste gassen uit vloeistoffen te verwijderen, zoals het ontgassen van HPLC-oplosmiddelen of koelvloeistoffen.
- Ultrasonisch ondersteunde chemische reacties: Ultrasone homogenisatoren kunnen ook worden gebruikt voor sonicatie-ondersteunde chemische reacties, zoals sonochemische synthese, katalyse of afbraak.
Over het algemeen zijn ultrasone homogenisatoren een veelzijdig hulpmiddel dat kan worden gebruikt voor een groot aantal toepassingen in onderzoek, ontwikkeling en industriële processen.
Industriële sonicator UIP4000hdT met doorstroomcellen voor continue inline-productie
Krachtig ultrageluid voor het verkleinen van de deeltjesgrootte:
Wanneer ultrasone homogeizers worden gebruikt voor toepassingen zoals mengen, dispergeren en emulgeren, is het doel om kleine deeltjes of druppeltjes in een vloeistof of slurry te reduceren om de uniformiteit en stabiliteit van het mengsel te verbeteren. Deze deeltjes (disperse fase) kunnen zowel vaste als vloeibare deeltjes zijn. Door de gemiddelde diameter van de deeltjes te verkleinen, neemt het aantal afzonderlijke deeltjes toe. Dit leidt tot een verkleining van de gemiddelde deeltjesafstand en vergroot het deeltjesoppervlak. De grafiek toont de correlatie tussen de individuele deeltjesdiameter en het totale oppervlak. Oppervlakte en gemiddelde deeltjesafstand kunnen de reologie van een vloeistof beïnvloeden.
Als er een verschil in soortelijk gewicht is tussen de deeltjes en de vloeistof, kan de homogeniteit van het mengsel de stabiliteit van de dispersie beïnvloeden. Als de deeltjesgrootte voor de meerderheid van de deeltjes gelijk is, vermindert de neiging om samen te klonteren tijdens het bezinken of stijgen, omdat de gelijksoortige deeltjes een vergelijkbare snelheid van stijgen of bezinken hebben.
Ultrasone dispersies tonen een uniforme deeltjesgrootteverdeling met homogeen gereduceerde deeltjes. De curven tonen de deeltjesverdeling van silica vóór de ultrasone dispersie (groene curve) en na de ultrasone dispersie (rode curve).
Ultrasone vs Hogedruk Homogenisatoren
Hogedrukhomogenisatoren persen vloeistof onder zeer hoge druk door een homogenisatieklep. Dit werkt goed voor zachte deeltjes of druppeltjes, zoals vetbolletjes in melk. Op de huidige pagina wordt echter opgemerkt dat hogedrukhomogenisatoren beperkingen kunnen hebben bij het verwerken van harde, schurende, vezelige of draderige materialen, omdat hoge vloeistofsnelheden en kleine klepopening slijtage veroorzaken en de levensduur van de pomp of klep verkorten.
Ultrasone homogenisatoren werken op een andere manier. In plaats van het materiaal door een kleine opening in een klep te persen, brengen ze via een trillende sonotrode mechanische energie in de vloeistof. Hierdoor ontstaat direct in het procesmedium cavitatie.
Voordelen van ultrasone homogenisatoren
- Geen kleine klepopening die snel verstopt raakt
- Geschikt voor schurende en vezelrijke materialen
- Eenvoudige aanpassing van de procesintensiteit
- Opties voor batch- en continue verwerking
- Weinig onderdelen die in contact komen met vloeistoffen en bewegende onderdelen
- Efficiënte ontklontering van deeltjes en verkleining van de druppelgrootte
- Uitstekende schaalbaarheid, van laboratoriumtests tot productie
Ultrasone homogenisatoren voor laboratorium-, proef- en industriële toepassingen
Hielscher biedt ultrasone homogenisatoren voor diverse procesvolumes en doorvoercapaciteiten. Ultrasone homogenisatoren voor laboratoriumgebruik worden ingezet voor de voorbereiding van kleine monsters, het testen van formuleringen, de verwerking van biologische monsters en R&D. Proef- en industriële ultrasone apparaten worden gebruikt voor procesontwikkeling, opschaling, productie en continue inline-verwerking.
Op deze pagina wordt een breed bereik aan volumes weergegeven: ultrasone homogenisatoren voor laboratoriumgebruik 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.
| Homogenisatorcategorie | Het meest geschikt voor | Typische toepassingen |
|---|---|---|
| Laboratoriumhomogenisatoren | Compacte ultrasone apparaten voor kleine monsters, laboratoriumwerk, R&D, en de ontwikkeling van formuleringen. | Monstervoorbereiding, celverbreking, extractie van DNA, RNA en eiwitten, emulsies in kleine hoeveelheden, dispersie van nanodeeltjes, screening van formuleringen en haalbaarheidstests. |
| Homogenisatoren op proefschaal | Proefinstallaties voor procesontwikkeling, opschalingsstudies, parameteroptimalisatie en de productie van testpartijen. | Optimalisatie van amplitude, energie-inbreng, tijd en temperatuur, ontwikkeling van opschalingsparameters, testen met continue doorstroming, proefproductie in kleine schaal en validatie van de proceseconomie. |
| industriële homogenisatoren | Industriële ultrasone systemen voor grootschalige verwerking, continue productie en productie met hoge doorvoercapaciteit. | Continu-productie, homogenisatie van grote partijen, dispersie van grote volumes, inline-emulgering, nat malen, procesintensivering en 24/7-productie. |
De juiste ultrasone homogenisator kiezen
Welke ultrasone homogenisator het meest geschikt is, hangt af van het beoogde proces en de materiaaleigenschappen. Houd rekening met de volgende parameters voor een betrouwbaar advies over de juiste apparatuur:
- Monster- of partijvolume
- Continu debiet
- Viscositeit van vloeistoffen
- Inhoud
- De hardheid van de deeltjes
- Oorspronkelijke deeltjes- of druppelgrootte
- Gewenste deeltjes- of druppelgrootte
- Temperatuurgevoeligheid
- Benodigde verwerkingstijd
- Behoefte aan koeling of drukregeling
- Batch-, recirculatie- of inline-werking met één doorloop
- Eisen inzake reiniging en materiaalcompatibiliteit
Op basis van deze procesparameters kunnen wij u een geschikte ultrasone homogenisator, sonotrode, booster, doorstroomcel en koelopstelling aanbevelen.
Waarom zou je een ultrasone homogenisator van Hielscher kopen?
De ultrasone homogenisatoren van Hielscher zijn ontworpen voor betrouwbare cavitatie, reproduceerbare procesregeling en een lange levensduur. De systemen zijn bedoeld voor gebruik in laboratoria, proeffabrieken en industriële omgevingen.
Op de huidige pagina staat vermeld dat de ultrasone apparaten van Hielscher amplitudegeregeld zijn, wat inhoudt dat de gekozen amplitude onder bedrijfsomstandigheden constant blijft. Ook wordt benadrukt dat identieke ultrasone parameters zorgen voor consistente en reproduceerbare resultaten, wat van belang is voor de productkwaliteit en opschaling.
Voordelen van de Hielscher-sonicator:
- Krachtige ultrasone verwerkers, van laboratorium- tot industriële schaal
- Nauwkeurige amplituderegeling
- Instelbaar vermogen, tijd, temperatuur en druk
- Batch- en inline verwerking
- Robuuste sonotroden en doorstroomcellen
- Weinig onderdelen die in contact komen met vloeistoffen en eenvoudig te reinigen
- Geschikt voor schurende, vezelachtige en materiaal met een hoog vastestofgehalte
- Industriële systemen voor 24/7-bedrijf
- Procesadvies en applicatieondersteuning
- Duitse ontwerp- en productiekwaliteit
In de onderstaande tabel vindt u algemene aanbevelingen voor apparaten, afhankelijk van het te verwerken batchvolume of debiet. Klik op het model van de ultrasone homogenisator voor meer informatie over elk apparaat.
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 0.5 tot 1.5mL | n.v.t. | VialTweeter |
| 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml/min | UP100H |
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100 liter | 2 tot 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 tot 150 liter | 3 tot 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000 |
| n.v.t. | groter | cluster van UIP16000 |
Ultrasone weefselhomogenisators
Naast de bereiding van dispersies en emulsies zijn ultrasone homogenisatoren een gevestigde waarde in de biotechnologie, cellulaire en moleculaire biologie en biowetenschappen voor cellyse en fractionering, weefseldisruptie, de extractie van intracellulaire verbindingen en het afschuiven van DNA, RNA en chromatine. Ultrasone homogenisatoren zijn beschikbaar voor monstervoorbereiding van zeer kleine volumes (0,1mL) tot zeer grote volumes voor industriële processen (bijv. extractie van bioactieve verbindingen voor de productie van supplementen).
Om weefsel met een ultrasone homogenisator te disrupten, wordt een isotone bufferoplossing gebruikt om osmotische schade te voorkomen. Hielscher ultrasone homogenisatoren zijn uitgerust met een temperatuursensor en temperatuurregelaar, waardoor de monsters in een goed gecontroleerd temperatuurbereik gehouden kunnen worden.
Klik hier voor meer informatie over ultrasone weefselhomogenisators!
Veelgestelde vragen: Ultrasone homogenisatoren
Wat is een ultrasone homogenisator?
Een ultrasone homogenisator is een krachtig ultrasoon apparaat dat wordt gebruikt om deeltjes en druppeltjes in vloeistoffen te mengen, te verspreiden, te emulgeren, te deagglomereren, te breken of te verkleinen. Het maakt gebruik van een trillende sonde om akoestische cavitatie in de vloeistof te veroorzaken.
Hoe werkt ultrasone homogenisatie?
Ultrasone homogenisatie werkt op basis van akoestische cavitatie. Door ultrasone golven met hoge intensiteit ontstaan microscopisch kleine belletjes die met grote kracht uiteenspatten. Dit leidt tot schuifkrachten, turbulentie en botsingen tussen de deeltjes, waardoor de deeltjes- of druppelgrootte afneemt en de homogeniteit van het mengsel toeneemt.
Waarvoor wordt een ultrasone homogenisator gebruikt?
Ultrasone homogenisatoren worden gebruikt voor dispersie, emulgering, nano-emulgering, nat malen, verkleining van de deeltjesgrootte, cellysis, weefselafbraak, ontgassing, extractie en sonochemische reacties.
Wat is het verschil tussen een ultrasone homogenisator en een ultrasone sonde?
Deze termen worden vaak gebruikt voor hetzelfde type apparaat. Een sondesonicator is een ultrasone homogenisator die ultrasone golven via een sonde of sonotrode rechtstreeks in de vloeistof overbrengt.
Kunnen ultrasone homogenisatoren nano-emulsies maken?
Ja. Ultrasone homogenisatoren worden veelvuldig gebruikt om fijne emulsies en nano-emulsies te vervaardigen 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 breken van deeltjesagglomeraten in vloeistoffen. Ze worden gebruikt voor materialen zoals silica, pigmenten, grafiet, grafeen, koolstofnanobuisjes, metaaloxiden, keramiek en katalysatoren.
Zijn ultrasone homogenisatoren geschikt voor schurende materialen?
Ja. Ultrasone homogenisatoren zijn geschikt voor veel schurende of harde deeltjes, omdat ze niet afhankelijk zijn van kleine klepopeningetjes zoals hogedrukhomogenisatoren. Op de huidige pagina van Hielscher wordt specifiek vermeld dat schurende materialen zoals pigmenten, polijstmiddelen en metaaloxiden een uitdaging vormen voor hogedrukhomogenisatoren.
Kunnen ultrasone homogenisatoren viskeuze vloeistoffen verwerken?
Ja. Ultrasone homogenisatoren kunnen tal van viskeuze vloeistoffen en slurries verwerken. De optimale configuratie hangt af van de viscositeit, de vorm van het vat, het debiet, de afmetingen van de sonotrode en de vereisten op het gebied van koeling.
Kan ultrasone homogenisatie op grotere schaal worden toegepast?
Ja. Ultrasone homogenisatie kan worden opgeschaald van laboratoriumproeven naar proef- en industriële productie. Hielscher biedt ultrasone homogenisatoren voor kleine monstervolumes, grote batches en continue inline-verwerking.
Welke parameters zijn bepalend voor ultrasone homogenisatie?
Belangrijke parameters zijn onder meer amplitude, ultrasone bewerkingstijd, energie-inbreng, temperatuur, druk, vloeistofvolume, stroomsnelheid, viscositeit, deeltjesconcentratie en de geometrie van de sonotrode.
Is ultrasone homogenisatie reproduceerbaar?
Ja, wanneer de procesparameters worden geregeld. De ultrasone homogenisatoren van Hielscher werken op basis van amplituderegeling, wat zorgt voor herhaalbare ultrasone bewerkingsomstandigheden en consistente resultaten.
Welke ultrasone homogenisator van Hielscher moet ik kiezen?
Welk model het meest geschikt is, hangt af van het monstervolume, het debiet, de viscositeit, de concentratie aan vaste stoffen, de gewenste deeltjes- of druppelgrootte, en of het om een batch- of een inline-proces gaat. Laboratoriumgebruikers kiezen doorgaans voor compacte ultrasone apparaten, terwijl industriële gebruikers de voorkeur geven aan krachtige systemen met doorstroomcellen of reactoren.
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 (7 x 1 kW ultrasoon vermogen), geïnstalleerd als cluster voor industriële verwerking met hoge doorvoercapaciteit
Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van lab naar industrieel formaat.