Dezintegracja ultradźwiękowa: Zwilżanie, rozpuszczanie, dyspergowanie

Integratory ultradźwiękowe są szeroko stosowane do zwilżania, dyspergowania lub rozpuszczania cząstek i proszków w cieczach. Wysokowydajne ultradźwięki wytwarzają intensywne siły ścinające, które rozbijają i rozbijają agregaty, aglomeraty i cząstki pierwotne do mikroskopijnych lub nano rozmiarów. Jednolite przetwarzanie cząstek w polu kawitacji akustycznej skutkuje wąskim rozkładem cząstek i jednolitą powierzchnią cząstek.

Dezintegratory ultradźwiękowe i ich zastosowania

Dezintegratory ultradźwiękowe dostarczają intensywnych sił ścinających, co powoduje wymagany wpływ na ciała stałe, takie jak cząstki, kryształy i włókna, aby je rozbić i rozbić do docelowego rozmiaru, np. mikronowego lub nano-rozmiaru. W porównaniu z alternatywnymi metodami dezintegracji, takimi jak mieszalniki łopatkowe o wysokim ścinaniu, homogenizatory wysokociśnieniowe, młyny perełkowe, mikrofluidyzatory itp. dezintegratory ultradźwiękowe oferują kilka głównych zalet.

Zalety dezintegratorów ultradźwiękowych

• Kawitacja i ścinanie o wysokiej intensywności
• Jednolite przetwarzanie cząstek
• Wysokie stężenia substancji stałych
• Brak dysz / brak zatykania
• Nie jest wymagane medium mielące (np. kulki)
• liniowa skalowalność
• Łatwy & bezpieczne działanie
• Łatwy do czyszczenia
• Czas- & energooszczędny

 

Zasada działania dezintegratorów z sondą ultradźwiękową opiera się na generowaniu kawitacji akustycznej. Poprzez sondę ultradźwiękową fale ultradźwiękowe o wysokiej intensywności są przesyłane do medium procesowego (tj. cieczy lub zawiesiny). Fale ultradźwiękowe przemieszczają się przez ciecz, gdzie tworzą naprzemienne cykle wysokiego i niskiego ciśnienia. Podczas cykli niskociśnieniowych powstają drobne pęcherzyki próżniowe, tzw. pęcherzyki kawitacyjne. Te pęcherzyki kawitacyjne rosną przez kilka cykli ciśnienia, aż osiągną rozmiar, w którym nie mogą wchłonąć więcej energii. W tym momencie pęcherzyki kawitacyjne implodują gwałtownie i tworzą lokalnie ekstremalne warunki, takie jak bardzo wysokie temperatury, ciśnienia, ekstremalne różnice temperatur i ciśnień (ze względu na wysokie szybkości ogrzewania / chłodzenia i wahania ciśnienia), mikroturbulencje i strumienie cieczy o prędkościach do 180 m/s. Warunki te wywierają znaczący wpływ mechaniczny na cząstki w ośrodku, ponieważ strumienie cieczy o dużej prędkości przyspieszają cząstki w ośrodku, powodując ich zderzanie. W wyniku zderzeń międzycząsteczkowych ciała stałe (np. cząsteczki, włókna, komórki) ulegają erozji, rozpadają się i są rozdrabniane na fragmenty o rozmiarach mikro- i nano.
Wysokie turbulencje wytwarzane przez ultradźwięki zwiększają przenoszenie masy między fazami i sprzyjają rozpuszczaniu proszków lub heterogenicznych reakcji chemicznych. Sprawia to, że dezintegratory ultradźwiękowe są preferowanym narzędziem do intensyfikacji procesów, takich jak mielenie, dyspergowanie, emulgowanie i rozpuszczanie.

Dowiedz się więcej o ultradźwiękowej intensyfikacji reakcji chemicznych (sonochemii)!

Zastosowania dezintegratorów ultradźwiękowych

• frezowanie & Szlifowanie
• deaglomeracja & dyspersja
• emulgowanie
• Rozpuszczanie proszków
• Poprawa transferu masy
• Reakcja sonochemiczna

Dezintegratory ultradźwiękowe do redukcji wielkości cząstek

Dezintegratory ultradźwiękowe są stosowane do redukcji wielkości cząstek i rozkładu cząstek, niezależnie od tego, czy oznacza to rzeczywiste rozdrobnienie cząstek pierwotnych (określane jako mielenie), czy też pękanie aglomeratów (określane jako deaglomeracja / dyspersja).

Ultradźwiękowe dezintegratory do frezowania & Szlifowanie

Generowana ultradźwiękowo kawitacja wytwarza intensywne siły ścinające, a tym samym związane z nimi zderzenia międzycząsteczkowe. Ciała stałe w zawiesinie działają jako medium mielące (porównywalne do kulek lub pereł w młynie perełkowym): Są one przyspieszane przez kawitacyjne strumienie cieczy, które z łatwością osiągają prędkość do 180 m/s. Gdy cząstki uderzają o siebie z tak ogromną prędkością, pękają i rozpadają się na fragmenty wielkości mikronów i nano. Dezintegratory ultradźwiękowe mogą nawet rozbijać cząstki pierwotne. Ultradźwiękowe reaktory przepływowe zapewniają równomierną obróbkę wszystkich cząstek, dzięki czemu mielenie ultradźwiękowe skutkuje wąskim rozkładem wielkości cząstek.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o frezowaniu ultradźwiękowym!

Dezintegratory ultradźwiękowe do dezaglomeracji & dyspersja

Parametry procesu ultradźwiękowego mogą być bardzo precyzyjnie kontrolowane, dzięki czemu dezintegratory ultradźwiękowe mogą mielić cząstki pierwotne, gdy stosowane są wysokie amplitudy i podwyższone ciśnienie. Z drugiej strony, systemy dezintegracji ultradźwiękowej mogą być również eksploatowane przy niższych amplitudach i łagodniejszych warunkach, dzięki czemu struktura i powierzchnia cząstek pozostają nienaruszone, ale aglomeraty są rozbijane, a poszczególne cząstki są równomiernie rozprowadzane w zawiesinie.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o deaglomeracji ultradźwiękowej i dyspersji!

Dezintegratory ultradźwiękowe do emulgowania

Gdy dwie niemieszające się ciecze (np. woda i olej) są sonikowane, kawitacja ultradźwiękowa rozbija kropelki – wytwarzając bardzo małe kropelki dwóch niemieszających się faz, które są następnie mieszane ze sobą. Ponieważ dezintegratory ultradźwiękowe z łatwością wytwarzają kropelki wielkości nano, stabilizowane emulsje ultradźwiękowe wykazują długoterminową stabilność i wyraźny, przezroczysty wygląd.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o nanoemulsyfikacji ultradźwiękowej!

Dezintegratory ultradźwiękowe do rozpuszczania

Dezintegratory ultradźwiękowe służą do rozpuszczania proszku i tabletek w szybkiej, łatwej i bezpiecznej procedurze. Generowana ultradźwiękowo kawitacja powoduje erozję powierzchni ciał stałych i przenosi erodowane fragmenty do cieczy, tworząc w ten sposób jednorodny roztwór.
W przemyśle farmaceutycznym rozpuszczanie tabletek jest codziennym zadaniem, np. do celów analitycznych. Gdy tabletki są wystawione na działanie środowiska wodnego, tabletka rozpuszcza się powoli w bardzo czasochłonnym procesie. Nawet przy użyciu zwykłego mieszadła lub mieszadła łopatkowego, pełne rozpuszczenie tabletek pozostaje czasochłonne. Kawitacja ultradźwiękowa i jej niezwykle intensywne siły ścinające odrywają cząsteczki od tabletki i transportują je do rozcieńczalnika, utrzymując w ten sposób przenoszenie masy między powierzchnią tabletki a świeżym, nienasyconym rozcieńczalnikiem w sposób ciągły. Sprawia to, że rozpuszczanie ultradźwiękowe jest niezwykle szybkim i wydajnym procesem, który pomaga przyspieszyć rozpuszczanie leku.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o rozpuszczaniu ultradźwiękowym!

Jak działa dezintegrator mechaniczny?

Ultradźwiękowe dezintegratory laboratoryjne wykorzystują tę samą zasadę mechaniczną, co dezintegratory przemysłowe. Systemy mieszania dezintegratorów dezintegrują aglomeraty i agregaty, rozpuszczają substancje stałe lub rozpraszają cząstki stałe w mieszaninach cieczy. Dezintegracja ultradźwiękowa obejmuje sondę ultradźwiękową o wysokiej intensywności w zbiorniku wsadowym lub w reaktorze przepływowym in-line. Sonda (sonotroda) dezintegratora ultradźwiękowego wibruje w cieczy z bardzo wysoką częstotliwością i wytwarza intensywną kawitację ultradźwiękową w cieczy. Każde zapadnięcie się pęcherzyka kawitacyjnego powoduje potężne siły ścinające, które rozbijają aglomeraty, agregaty, a nawet cząstki pierwotne. Ponadto kawitacja ultradźwiękowa wytwarza szybkie strumienie kawitacyjne o prędkości do 1000 km/h. Kawitacyjne strumienie cieczy uderzają w aglomeraty cząstek, rozrywają ściany komórkowe, poprawiają przenoszenie materiału w zawiesinie i rozpraszają ciała stałe w całej objętości cieczy. W polu kawitacji ultradźwiękowej ciśnienie zmienia się szybko i wielokrotnie od próżni do 1000 barów. Mieszalnik obrotowy z 4 łopatkami mieszającymi musiałby pracować z oszałamiającą prędkością 300 000 obrotów na minutę, aby osiągnąć taką samą częstotliwość naprzemiennych cykli ciśnienia. Konwencjonalne mieszalniki obrotowe i mieszalniki typu wirnik-stojan nie wytwarzają znacznej ilości kawitacji ze względu na ich ograniczoną prędkość.

Zainteresowany oddolną syntezą nanocząstek? – Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej!

Laboratoryjne dezintegratory ultradźwiękowe

Urządzenia ultradźwiękowe typu sonda są bardzo przydatnym narzędziem w każdym laboratorium. Sonda ultradźwiękowa (znana również jako sonotroda) to prosty w geometrii i łatwy w czyszczeniu tytanowy pręt, który sprzęga drgania ultradźwiękowe z cieczą. Hielscher produkuje sondy ultradźwiękowe i końcówki w szerokim zakresie rozmiarów. Do najczęstszego rozpadu ciał stałych w laboratorium bardzo przydatne są sondy ultradźwiękowe o średnicy końcówki 3, 7, 14 lub 22 mm. Dostępne są inne rozmiary sond i sondy ultradźwiękowe o niestandardowych rozmiarach. Typowe urządzenia ultradźwiękowe do dezintegracji laboratoryjnej mają moc ultradźwiękową od 100 do 400 watów.

Przemysłowe dezintegratory ultradźwiękowe

Przemysłowe dezintegratory Hielscher to procesory ultradźwiękowe o dużej mocy przeznaczone do ciągłej dezintegracji dużych strumieni zawiesiny. Te przemysłowe systemy z łatwością radzą sobie z wysokimi stężeniami substancji stałych. Przemysłowe sondy ultradźwiękowe są wyposażone w kołnierz, który można zamontować na stalowych zbiornikach, szklanych reaktorach lub plastikowych pojemnikach w dowolnej orientacji. Zwiększenie ciśnienia w zbiorniku sonikacyjnym lub celi przepływowej intensyfikuje kawitację akustyczną, a tym samym proces sonikacji. Typowy ultradźwiękowy sprzęt do dezintegracji przemysłowej waha się od 1000 do 16 000 watów mocy ultradźwiękowej na sonotrodę.

Branże, w których powszechnie stosuje się dezintegrację ultradźwiękową:

• Dyspergowanie, rozpuszczanie, mieszanie preparatów stałych/ciekłych
• materiałoznawstwo
• Przygotowanie próbki przed analizą
• Zastosowania nanocząsteczek
• Funkcjonalizacja cząstek
• Reakcje przeniesienia fazowego
• Krystalizacja / wytrącanie
• przetwórstwo spożywcze
• Przemysł papierniczy
• Trawienie biomasy

Jak kupić odpowiedni dezintegrator ultradźwiękowy?

Hielscher Ultrasonics jest długoletnim doświadczonym producentem wysokowydajnych dezintegratorów ultradźwiękowych, które są używane do rozpraszania i rozbijania cząstek lub rozpuszczania proszków w cieczach. Jako lider na rynku, Hielscher projektuje, produkuje i dystrybuuje ultradźwiękowe dezintegratory i homogenizatory od laboratoryjnych i stołowych po skalę przemysłową.

Pomagamy odpowiedzieć na poniższe pytania w celu znalezienia najbardziej odpowiedniego dezintegratora ultradźwiękowego do danego zastosowania i potrzeb:

• Jakie jest Twoje docelowe zastosowanie?
• Jaki jest typowy wolumen, który musi zostać przetworzony?
• Jakie są krytyczne czynniki tego procesu?
• Jakie są standardy jakości, które muszą zostać osiągnięte?

Nasz dobrze wyszkolony i doświadczony personel pomoże w razie jakichkolwiek pytań i koncepcji procesu. Hielscher Ultrasonics oferuje dogłębne doradztwo w zakresie procesów ultradźwiękowych, aby pomóc naszym klientom w znalezieniu optymalnego urządzenia ultradźwiękowego. Ale usługi Hielscher nie kończą się tutaj, szkolimy klientów w ich zakładach lub w naszym laboratorium procesów ultradźwiękowych i centrum technicznym, aby pomóc im w rozwoju procesu, optymalizacji i zwiększaniu skali.
Hielscher Ultrasonics’ Przemysłowe procesory ultradźwiękowe z łatwością dostarczają bardzo wysokie amplitudy, które są wymagane do rozbijania twardych cząstek i aglomeratów lub do przetwarzania zawiesin o wysokim stężeniu ciał stałych. Przemysłowe dezintegratory Hielscher mogą pracować z amplitudami do 200 µm w sposób ciągły w trybie 24/7. Dla jeszcze wyższych amplitud dostępne są niestandardowe sonotrody ultradźwiękowe. Dalsze akcesoria, takie jak rogi wspomagające, komórki przepływowe, reaktory sonikacyjne i kompletne konfiguracje recyrkulacji są łatwo dostępne i pozwalają skonfigurować system ultradźwiękowy zgodnie z wymaganiami procesu.

Zaawansowane ultradźwiękowe dezintegratory i rozpuszczalniki

Hielscher Ultrasonics koncentruje się na wysokowydajnych dezintegratorach o najwyższej łatwości obsługi i najnowocześniejszych osiągnięciach technicznych. Oznacza to, że standardy dezintegratorów laboratoryjnych Hielscher coraz bardziej dostosowują się do inteligencji maszyn przemysłowych. Użytkownik może sterować cyfrowymi ultradźwiękami firmy Hielscher za pomocą pilota zdalnego sterowania w przeglądarce. Oprogramowanie do automatycznej rejestracji danych zapisuje wszystkie ważne parametry ultradźwiękowe, takie jak moc netto, moc całkowita, amplituda, temperatura, ciśnienie, czas i data jako plik CSV na wbudowanej karcie SD. Ponadto dezintegrator ultradźwiękowy można zaprogramować do automatycznego wyłączania po określonym czasie lub określonym poborze energii lub zaprogramować pulsacyjne tryby sonikacji. Podłączane czujniki temperatury i ciśnienia pozwalają na dokładne śledzenie warunków próbki. Ponieważ kontrola temperatury materiałów wrażliwych na ciepło jest kluczowym czynnikiem dla jakości wyników procesu, Hielscher oferuje różne rozwiązania w celu utrzymania temperatury procesu w docelowym zakresie temperatur.
Zaawansowane funkcje ultrasonografów Hielscher zapewniają najwyższą kontrolę procesu, niezawodne i powtarzalne wyniki sonikacji, łatwość obsługi i komfort pracy.
Hielscher Ultrasonics’ Przemysłowe procesory ultradźwiękowe mogą dostarczać bardzo wysokie amplitudy. Amplitudy do 200 µm mogą być łatwo stale uruchamiane w trybie 24/7. Dla jeszcze wyższych amplitud dostępne są niestandardowe sonotrody ultradźwiękowe. Zdolność do pracy z tak wysokimi amplitudami umożliwia naszym klientom skuteczne mielenie cząstek pierwotnych do nano-rozmiarów. Wytrzymałość sprzętu ultradźwiękowego firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużych obciążeniach i w wymagających środowiskach.
Przeczytaj więcej o rozpuszczaniu ultradźwiękowym i rozpuszczalnikach!

jakość – Wyprodukowano w Niemczech

Jako firma rodzinna, Hielscher jest dumny z wysokiej jakości swoich procesorów ultradźwiękowych. Wszystkie ultradźwięki są projektowane, produkowane i testowane w naszej siedzibie w Teltow koło Berlina w Niemczech. Wytrzymałość sprzętu ultradźwiękowego firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużym obciążeniu i w wymagających środowiskach.

Dezintegratory ultradźwiękowe Hielscher można kupić we wszystkich różnych rozmiarach, a zakres cenowy oferuje niedrogie ultradźwięki dopasowane do Twojego budżetu. Od dezintegracji cząstek w małych fiolkach laboratoryjnych do ciągłego przepływu dezintegracji zawiesin w produkcji przemysłowej, Hielscher Ultrasonics ma odpowiedni dezintegrator dla Ciebie! Prosimy o kontakt – z przyjemnością polecimy Ci najbardziej odpowiedni ultrasonograf!
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców: