Ultrasoon nat malen en microvermalen
Ultrasoon is een efficiënt middel voor het nat malen en micromalen van deeltjes. Naast Dispergeren en DeagglomererenNat malen is een belangrijke toepassing van Hielscher ultrasone apparaten.
In het bijzonder voor de productie van slurries met superfijne afmetingen heeft ultrasone trillingen veel voordelen in vergelijking met gebruikelijke apparatuur voor het verkleinen van de afmetingen, zoals: colloïdmolens (bijv. kogelmolens, parelmolens), schijvenmolens, jetmolens, rotor-statormengers (ultra turrax) of hogedrukhomogenisatoren. Ultrasoon malen maakt het mogelijk om slurries met een hoge concentratie en hoge viscositeit te verwerken, waardoor het te verwerken volume kleiner wordt. Ultrasoon malen is vooral geschikt voor het verwerken van slurries met micronafmetingen en nano-formaat materialen, zoals keramiek, aluminiumoxide trihydraat, bariumsulfaat, calciumcarbonaat en metaaloxiden. De tabellen hieronder tonen microscopische beelden van het malen van aluminiumoxide trihydraat (van 150 micron tot 10 micron), keramiek (van 30 micron tot 2 micron) en natriumcarbonaat (van 70 micron tot 3 micron).
|
resolutie 10x
|
resolutie 40x
|
|
|---|---|---|
| 0 |
 |
 |
| 1 |
 |
 |
| 2 |
 |
 |
| Klik op de bovenstaande afbeeldingen om de volledige resolutie te zien (640x480px). Het verwerkte aluminiumoxide trihydraat werd geleverd door Alcoa World Alumina LLC, Pittsburgh, PA, VS. Aluminiumoxide Trihydraat AL(OH)3 is ook bekend als Aluminium Trihydroxide ATH Series, Bayer gehydrateerd aluminiumoxide, C-30, KB-30, KC-30, KH-30, Hydragyllite of Gibbsiet. Het heeft een Mohs’ hardheid van 2,5 tot 3,5. |
||
|
resolutie 100x
|
|
|---|---|
| 0 |
 |
| 1 |
 |
| 2 |
 |
| Klik op de bovenstaande afbeeldingen om de volledige resolutie te zien (640x480px). |
Ultrasone apparaten zijn zeer eenvoudig te installeren en te bedienen. Er zijn slechts twee onderdelen die in contact komen met het te frezen materiaal: de titanium sonotrode en de roestvrijstalen stromingscel. Door het eenvoudige ontwerp van de ultrasone flowcel kunnen de apparaten snel worden gereinigd. Omdat Hielscher ultrasone apparaten een zeer hoog rendement hebben bij het omzetten van elektrische in mechanische energie, is er over het algemeen minder vermogen nodig voor het ultrasone frezen dan voor conventionele freesapparatuur.
Het deeltjesmaaleffect is gebaseerd op intense ultrasone cavitatie. Bij het sonificeren van vloeistoffen met hoge intensiteit resulteren de geluidsgolven die zich voortplanten in het vloeibare medium in afwisselende hogedrukcycli (compressie) en lagedrukcycli (rarefactie), waarbij de snelheid afhangt van de frequentie. Tijdens de lagedrukcyclus creëren ultrasone golven met hoge intensiteit kleine vacuümbellen of holtes in de vloeistof. Wanneer de belletjes een volume bereiken waarbij ze geen energie meer kunnen absorberen, storten ze heftig in elkaar tijdens een hogedrukcyclus. Dit fenomeen wordt cavitatie genoemd.
De implosie van de cavitatiebellen resulteert in microturbulenties en microjets tot 1000 km/u. Grote deeltjes zijn onderhevig aan oppervlakte-erosie (via cavitatie-instorting in de omringende vloeistof) of deeltjesgroottevermindering (als gevolg van splijting door botsing tussen deeltjes of het instorten van cavitatiebellen gevormd aan het oppervlak). Dit leidt tot een sterke versnelling van diffusie, massatransferprocessen en vaste-fasereacties doordat de kristallietgrootte en structuur veranderen.
ultrasone processors en doorstroomcellen voor Verspreiden en voor het nat malen van poeders zijn beschikbaar voor laboratorium en productie niveau. De industriële systemen kunnen eenvoudig worden aangepast om inline te werken. Voor het onderzoek en het testen van dit proces en voor veel sonochemische processen raden we onze laboratoriumapparaten of de UIP1000hd.