Ultrasone stromingsreactoren – Ontwerp, toepassingen en voordelen

Ultrasone reactoren maken een continue inline behandeling van vloeistoffen en slurries mogelijk door toepassing van krachtige ultrasone geluidsgolven. Ultrasone reactoren worden gebruikt voor homogeniseren, mengen, emulgeren, dispergeren, extraheren, desintegreren van cellen, pasteuriseren, ontgassen, oplossen en het intensiveren van chemische reacties zoals synthese of katalyse. Lees meer over ultrasone reactortechnologie en hoe uw proces kan profiteren van sonicatie!

Waar worden stroomcellen voor gebruikt in sonificatieprocessen?

Een stromingscel, ook wel doorstroomcel of stromingsreactor genoemd, is een apparaat dat in verschillende wetenschappelijke en technische toepassingen wordt gebruikt om continue stromingsprocessen mogelijk te maken. Doorstroomcellen worden vaak gebruikt in sonicatieprocessen, vooral wanneer grote volumes worden behandeld met ultrageluid. Een ultrasone doorstroomcel of sonochemische reactor is een gespecialiseerde kamer of cel die is ontworpen om een vloeistof of slurries doorheen te laten stromen terwijl deze sonicatie ondergaat.

Flowcellen worden vaak gebruikt op gebieden zoals mengen en homogeniseren, chemie, biologie, elektrochemie en biotechnologie. Ze bieden verschillende voordelen ten opzichte van batchprocessen, waaronder meer uniforme sonificatie, verbeterde controle, verbeterde reactiekinetiek, efficiënte massaoverdracht en de mogelijkheid om het sonificatieproces efficiënt te integreren in een inline productieproces.

Informatieaanvraag




Let op onze privacybeleid.


Industriële ultrasone homogenisator met doorstroomcelreactor

De MultiSonoReactor MSR-4 is een industriële inline homogenisatiereactor voor industriële homogenisatie van vloeistoffen met een hoge verwerkingscapaciteit.

Toepassingen voor ultrasone flowcellen en sonochemische reactoren

Hielscher ultrasone reactoren kunnen nuttig zijn voor een breed scala aan chemische reacties waarbij vloeistof-vaste stof, vloeistof-vloeistof of vloeistof-gas interfaces betrokken zijn. Enkele voorbeelden van reacties die kunnen worden verbeterd met ultrasone reactoren zijn:

  • Homogeniseren van emulsies: Ultrasone reactoren kunnen helpen bij het afbreken en dispergeren van deeltjes in emulsies, wat leidt tot stabielere en uniformere producten.
  • Kristallisatie: Ultrasone bestraling kan kristallisatie in oplossingen induceren, wat leidt tot de vorming van kleine en uniforme kristallen met een hoge zuiverheid.
  • Ontgassen: Ultrasone bestraling kan worden gebruikt om opgeloste gassen uit vloeistoffen te verwijderen, wat de kwaliteit en stabiliteit van producten kan verbeteren.
  • Extractie: Ultrasone reactoren kunnen de efficiëntie van extractieprocessen verhogen door de diffusie van opgeloste stoffen over membranen of interfaces te bevorderen.
  • Polymerisatie: Ultrasone bestraling kan de initiatie en propagatie van polymerisatiereacties bevorderen, wat leidt tot snellere reactiesnelheden en hogere molecuulgewichten.
  • Synthese van nanodeeltjes: Ultrasone reactoren kunnen worden gebruikt om nanodeeltjes te synthetiseren met gecontroleerde grootte, vorm en oppervlakte-eigenschappen.
  • Sonokatalyse: Ultrasone bestraling kan de katalytische activiteit van bepaalde materialen verbeteren, wat leidt tot snellere reactiesnelheden en een betere selectiviteit.

 

Ultrasone UIP6000hdT met ultrasone flowcelreactor en geluidskast voor industriële processen met hoge doorvoer.

De industriële sonicator UIP6000hdT met ultrasone flowcelreactor en geluidswerende kast.

Deze video toont een door ultrasone cavitatie geïnduceerde kleurverandering in vloeistof. De sonicatiebehandeling intensiveert de oxidatieve redoxreactie.

Kleurverandering door cavitatie met de Sonicator UP400St

Video miniatuur

Geavanceerd ultrasoon reactorontwerp voor superieure procesresultaten

Als het gaat om inline reactoren voor het verwerken van vloeistoffen, moeten verschillende belangrijke factoren in overweging worden genomen. Hielscher ultrasone reactoren worden ontworpen en geproduceerd. Deze factoren kunnen variëren afhankelijk van de specifieke toepassing en vereisten, maar hier volgen enkele relevante overwegingen:

  • Reactorontwerp: Het ontwerp van een reactor zelf is een van de meest invloedrijke factoren als het gaat om succesvolle ultrasone inline verwerking. Factoren zoals grootte, geometrie, positie van de sonotrode en constructiemateriaal moeten overwogen worden om compatibiliteit te garanderen met de vloeistof die gesoneerd wordt, evenals de gewenste reactiecondities (bijv. ultrasone intensiteit, temperatuur, druk).
  • Mengen en agitatie: Sonificatie zorgt voor een zeer efficiënte micro-menging. Voor reactoren met grotere tanks kan het nuttig zijn om extra te mengen en te agiteren om een goede macro-menging te verkrijgen. Een schoepenmenger of waaier draagt bij aan een optimale massaoverdracht omdat al het materiaal in de ultrasone cavitatiezone terechtkomt. Daarom is het bij het ontwerp van Hielscher-reactoren mogelijk om macro-mengers, zoals waaiers of roerders, in te bouwen.
  • Verblijfsduur: De verblijftijd in de sonochemische reactor, die verwijst naar de tijd die de vloeistof in de reactor doorbrengt, is een kritieke parameter: Het is de tijd waarin het materiaal wordt blootgesteld aan de ultrasone trilling, cavitatie en schuifkrachten. Dit beïnvloedt de mate van reactie en de productiviteit van het proces. Hielscher ultrasone reactoren zijn ontworpen om de gewenste verblijftijd eenvoudig en betrouwbaar te regelen en aan te passen met behoud van een geschikt debiet.
  • Temperatuurregeling: Voor veel materialen en reacties is een nauwkeurige temperatuurregeling essentieel. Daarom zijn Hielscher ultrasoonreactoren uitgerust met voorzieningen om de gewenste temperatuur te regelen en te handhaven. Dit wordt op verschillende manieren bereikt, zoals omhulling of externe verwarmings-/koelsystemen.
  • Drukregeling: Sommige reacties hebben baat bij specifieke drukcondities. In het algemeen worden de sonificatie-effecten versterkt bij hogere drukken. De reactor moet het gewenste drukbereik veilig en effectief aankunnen. Uiteraard biedt Hielscher drukregelmechanismen, zoals ontlastkleppen of drukregelaars, voor zijn ultrasoonreactoren.
  • Veiligheidsoverwegingen: Eenvoudige bediening en veiligheid zijn van het grootste belang bij het ontwerp van reactoren. In overeenstemming met industriële normen en de hoogste veiligheidsoverwegingen worden Hielscher ultrasoonreactoren ontworpen en gebruikt met de juiste veiligheidsvoorzieningen, zoals overdrukventielen, druk- en temperatuurbewakingssystemen, automatische gegevensregistratie en de mogelijkheid om indien nodig inert gas te purgen.
  • Potentieel voor schaalvergroting: Als verwacht wordt dat de vloeistofverwerkingsbehoeften in de toekomst zullen toenemen, is het belangrijk om te kijken naar de schaalbaarheid van de reactor. Hielscher ultrasoonreactoren zijn zo ontworpen dat ze eenvoudig kunnen worden opgeschaald voor hogere productievolumes met behoud van procesefficiëntie.
  • Onderhoud en reinigbaarheid: Hielscher sonochemische reactoren zijn zeer robuust en ontworpen voor eenvoudig onderhoud, inspectie en reiniging. Gladde interne oppervlakken, toegankelijke en snel te verwijderen aansluitingen, goede afvoerbaarheid en de clean-in-place (CIP) functie helpen de stilstandtijd te minimaliseren en zorgen voor een goede hygiëne.
  • Compatibiliteit en corrosiebestendigheid: Met het oog op de compatibiliteit van de reactormaterialen met de vloeistof die wordt verwerkt, biedt Hielscher op maat gemaakte sonochemische reactoren. Chemische compatibiliteit is cruciaal om corrosie, verontreiniging of ongewenste reacties te voorkomen.
  • Procesbewaking en -regeling: De ingebouwde druk- en temperatuursensoren, de instelbare voedings- en doorloopsnelheid en verwante bewakingsapparatuur, evenals de automatische dataprotocollering van de ultrasone procesomstandigheden, leveren realtime gegevens over kritieke procesparameters. Deze informatie maakt procesbesturing, optimalisatie en standaardisatie op het hoogste niveau mogelijk.
  • Integratie met procesapparatuur: Hielscher ultrasoonreactoren kunnen eenvoudig en comfortabel worden geïntegreerd in het totale vloeistofverwerkingssysteem. Compatibiliteit en juiste aansluitingen met upstream- en downstreamapparatuur, zoals pompen, filters, warmtewisselaars en eenheden voor het verzamelen en opslaan van producten, kunnen eenvoudig worden geïmplementeerd en vervolgens worden aangepast aan veranderingen in de productielijn.
    • Hielscher UIP4000hdT inline ultrasoonapparaat met flowcel voor inline homogenisatie- en mengprocessen

    Industriële 4kW ultrasone homogenisator UIP4000hdT met doorstroomreactor voor inline mengen en homogeniseren

    Informatieaanvraag




    Let op onze privacybeleid.


    Sonificatoren en sonochemische reactoren voor inline stromingsprocessen

    Hielscher Ultrasonics biedt hoogwaardige sonicators en ultrasone reactors voor vloeistofverwerking van elke grootte.

    Ontwerp, productie en advies – Kwaliteit Made in Germany

    De ultrasone doorstroomreactor voldoet aan industriële normen voor processen met grote volumes, zoals mengen, dispergeren, homogeniseren, emulgeren en chemische reacties.Hielscher sonicators en sonochemische reactors staan bekend om hun hoogste kwaliteit en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening zorgen voor een soepele integratie van onze sonicators en ultrasone flowcellen in industriële faciliteiten. Ruwe omstandigheden en veeleisende omgevingen kunnen Hielscher sonicators gemakkelijk aan.

    Hielscher Ultrasonics is een ISO-gecertificeerd bedrijf en legt speciale nadruk op hoogwaardige ultrasone apparaten met state-of-the-art technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard zijn de Hielscher ultrasoonapparaten CE-conform en voldoen ze aan de eisen van UL, CSA en RoHs.
     
    De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:

    BatchvolumeDebietAanbevolen apparaten
    0.5 tot 1.5mLn.v.t.VialTweeter
    1 tot 500 ml10 tot 200 ml/minUP100H
    10 tot 2000 ml20 tot 400 ml/minUP200Ht, UP400St
    0.1 tot 20L0.2 tot 4L/minUIP2000hdT
    10 tot 100 liter2 tot 10 l/minUIP4000hdT
    15 tot 150 liter3 tot 15 l/minUIP6000hdT
    n.v.t.10 tot 100 l/minUIP16000
    n.v.t.grotercluster van UIP16000

    Neem contact met ons op! / Vraag het ons!

    Meer informatie aanvragen

    Gebruik het onderstaande formulier om meer informatie aan te vragen over sonochemische reactoren, toepassingen en prijs. We bespreken graag uw mengproces met u en bieden u een ultrasoon systeem dat aan uw eisen voldoet!









    Let op onze privacybeleid.


    Ultrasone high-shear homogenisatoren worden gebruikt in laboratorium-, test- en industriële processen.

    Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispergeren, emulgeren en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.

    Verwante onderwerpen

    Literatuur / Referenties

    High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

    Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van lab naar industrieel formaat.

    We bespreken graag uw proces.

    Let's get in contact.


    ✕