Hielscher Cascatrode – sonda do sonikacji o dużej powierzchni

Hielscher Cascatrodes™ to sonotrody (sondy ultradźwiękowe) o specjalnej konstrukcji, przeznaczone do skutecznej sonikacji przy podwyższonych poziomach mocy ultradźwięków i niskiej lub średniej intensywności sonikacji – zazwyczaj poniżej 60W/cm² i przy amplitudzie poniżej 60 mikrometrów.

Hielscher opracował Cascatrode™ do zastosowań w przetwarzaniu przemysłowym. Cascatrodes™ są dostępne do wszystkich przemysłowych procesorów ultradźwiękowych – od UIP500hdT (0,5kW), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5kW) i UIP2000hdT (2kW) aż po najpotężniejsze na świecie urządzenie ultradźwiękowe UIP16000 (16kW).

Podczas opracowywania lub testowania nowych procesów sonikacji, takich jak: emulgowanie, dyspergowanie, homogenizacja, rozbijanie komórek i ekstrakcja, deaglomeracja, lub odgazowywanie zauważysz, że określone parametry sonikacji sprawdzają się w danym procesie lepiej niż inne.

Bez zmiany mocy wyjściowej możesz zmieniać intensywność sonikacji: skupiając moc wyjściową na małej powierzchni przy wysokiej intensywności (wysoka wartość W/cm²) lub przekazując moc do medium przez dużą powierzchnię przy niższych intensywnościach (niska wartość W/cm²). Intensywność wzrasta wraz ze wzrostem amplitudy sonikacji, wzrostem ciśnienia cieczy lub wzrostem lepkości i maleje wraz ze wzrostem temperatury. Po ustaleniu optymalnej konfiguracji parametrów dla swojego procesu musisz utrzymywać tę konfigurację na stałym poziomie podczas zwiększania skali. Podczas zwiększania skali nie należy zmieniać amplitudy ani ciśnienia sonikacji. W ten sposób utrzymujesz stałą intensywność sonikacji – czyli stałą moc wyjściową ultradźwięków na jednostkę powierzchni (Watts/cm²). Wynika z tego logicznie, że do przekazania większej mocy przy danej intensywności powierzchniowej potrzebna jest większa powierzchnia sonotrody – jest to zależność liniowa.

Hielscher oferuje szeroką gamę sonotrod (=sond do sonikacji) do swoich urządzeń ultradźwiękowych. Zazwyczaj sonotrody różnią się średnicą końcówki , co zapewnia różne powierzchnie końcówek. Pionowe powierzchnie sonotrody mają na ogół pomijalny udział w przenoszeniu mocy, ponieważ amplituda ich drgań skierowanych do ciekłego medium jest bardzo mała. Konstrukcja Cascatrode™ jest inna, ponieważ dodaje poziome powierzchnie w kształcie pierścieni do powierzchni końcówki. Każdy pierścień znajduje się w jednym z miejsc maksymalnej amplitudy drgań sonotrody. Dzięki tym pierścieniom można znacznie zwiększyć drgającą powierzchnię, która przekazuje ultradźwięki do medium poddawanego sonikacji – umożliwiając przekazywanie większej mocy ultradźwięków do cieczy przy danej intensywności powierzchniowej. Cascatrode™ umożliwia przekazywanie dużej mocy ultradźwięków przy wysokich amplitudach do przetwarzanego medium.

Hielscher Cascatrodes™ są dostępne w różnych długościach i średnicach oraz z różną liczbą pierścieni – zaprojektowane tak, aby odpowiadały intensywności procesu i konkretnemu zastosowaniu ultradźwięków. Ponieważ są wykorzystywane w procesach wymagających dużej mocy i przetwarzania dużych objętości, Cascatrodes™ są najczęściej instalowane w systemach o ciągłym przepływie. Można je dostosować do reaktorów z komorą przepływową, które umożliwiają wydajne przetwarzanie w linii na skalę przemysłową.