Komory przepływowe i reaktory do pracy w linii dla sonikatorów laboratoryjnych

Laboratoryjne homogenizatory ultradźwiękowe można stosować do przetwarzania cieczy i zawiesin w trybie porcjowym oraz w linii. Typowe zastosowania obejmują homogenizację, dyspergowanie, emulgowanie, rozpuszczanie oraz reakcje sonochemiczne. Do ciągłej sonikacji w linii dostępne są komory przepływowe i reaktory do pracy w linii o różnych rozmiarach i geometriach.

Przetwarzanie ultradźwiękowe w linii w skali laboratoryjnej

Reaktory z komorą przepływową do homogenizatorów ultradźwiękowych są dobrze znane i szeroko stosowane do przetwarzania dużych objętości w produkcji przemysłowej. Jednak stosowanie ultradźwiękowych komór przepływowych oferuje również różne korzyści podczas przetwarzania mniejszych objętości w skali laboratoryjnej i przy użyciu urządzeń stołowych. Ultradźwiękowe komory przepływowe umożliwiają uzyskanie jednorodnych wyników przetwarzania, ponieważ materiał przepływa w określony sposób przez ograniczoną przestrzeń komory. Czynniki sonikacji, takie jak czas przebywania, temperatura procesu i liczba przejść, można precyzyjnie kontrolować, dzięki czemu założone cele są niezawodnie osiągane.
Komory przepływowe i reaktory do pracy w linii firmy Hielscher są wyposażone w płaszcze chłodzące służące do utrzymywania optymalnej temperatury procesu. Reaktory z komorą przepływową są dostępne w różnych rozmiarach i geometriach, aby spełniać określone wymagania procesu. 
Stosując sonikator laboratoryjny w połączeniu z reaktorem z komorą przepływową, można przetwarzać większe objętości próbek bez dużego nakładu pracy personelu. W układzie z ultradźwiękową komorą przepływową ciecz jest pompowana do reaktora ultradźwiękowego wykonanego ze stali nierdzewnej lub szkła. W komorze przepływowej ciecz lub zawiesina jest poddawana sonikacji, której parametry można precyzyjnie regulować. Cały materiał przepływa przez strefę intensywnej kawitacji pod sonotrodą i jest poddawany równomiernej obróbce ultradźwiękowej. Po przejściu przez strefę kawitacji ciecz dociera do wylotu komory przepływowej. W zależności od procesu ultradźwiękową obróbkę przepływową można prowadzić w jednym lub wielu przejściach. Aby utrzymać określoną, korzystną temperaturę procesu, np. zapobiec degradacji materiału wrażliwego na ciepło podczas sonikacji, reaktory z komorą przepływową są wyposażone w płaszcze poprawiające odprowadzanie ciepła.
Od małych do dużych objętości: Wyniki procesu można skalować liniowo od mniejszych objętości przetwarzanych w skali laboratoryjnej i przy użyciu urządzeń stołowych do bardzo dużych wydajności przetwarzania w skali produkcji przemysłowej. Sonikatory Hielscher są dostępne do przetwarzania dowolnych objętości, od mikrolitrów po galony.
Komory przepływowe Hielscher można w całości sterylizować w autoklawie i nadają się one do stosowania z większością substancji chemicznych.

Dowiedz się więcej o naszych laboratoryjnych i przemysłowych homogenizatorach ultradźwiękowych!

Laboratoryjne urządzenia ultradźwiękowe i komory przepływowe

Poniżej przedstawiono nasze laboratoryjne urządzenia ultradźwiękowe wraz z pasującymi komorami przepływowymi i sonotrodami
UP400ST (24kHz, 400W):
Sonotrody S24d14D, S24d22D i S24d22L2D są wyposażone w uszczelnienie typu O-ring. Sonotrody typu S24d14D i S24d22D są kompatybilne z komorą przepływową FC22K (ze stali nierdzewnej, z płaszczem chłodzącym).

UP200ST (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
Sonotrody S24d2D i S24d7D są wyposażone w uszczelnienie typu O-ring i są kompatybilne z komorami przepływowymi FC7K (ze stali nierdzewnej, z płaszczem chłodzącym) i FC7GK (szklana komora przepływowa, z płaszczem chłodzącym).

UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
Zarówno w przypadku UP50H, jak i UP100H można stosować te same modele sonotrod i komór przepływowych. Sonotrody MS7 i MS7L2 mają uszczelnienie, dzięki któremu nadają się do stosowania z komorami przepływowymi D7K (ze stali nierdzewnej) i GD7K (szklana komora przepływowa, z płaszczem chłodzącym).

Jak zoptymalizować warunki pracy w ultradźwiękowych komorach przepływowych

Hielscher Ultrasonics oferuje różnorodne ultradźwiękowe komory przepływowe i reaktory sonochemiczne. Konstrukcję komory przepływowej (tj. jej geometrię i rozmiar) oraz sonotrodę należy dobierać odpowiednio do cieczy lub zawiesiny i docelowych wyników procesu.
Poniższa tabela przedstawia najważniejsze parametry wpływające na warunki działania ultradźwięków w komorze przepływowej.

• Temperatura: Komory przepływowe z płaszczami chłodzącymi pomagają utrzymać pożądaną temperaturę przetwarzania. Wysokie temperatury zbliżone do temperatury wrzenia danej cieczy powodują zmniejszenie intensywności kawitacji, ponieważ gęstość cieczy maleje.
• Ciśnienie: Ciśnienie jest parametrem zwiększającym intensywność kawitacji. Zwiększenie ciśnienia w ultradźwiękowej komorze przepływowej powoduje wzrost gęstości cieczy, a tym samym nasilenie kawitacji akustycznej. W laboratoryjnych komorach przepływowych Hielscher można stosować ciśnienie do 1 barg, natomiast w przemysłowych komorach przepływowych i reaktorach Hielscher można stosować ciśnienie do 300atm (około 300 barg).
• Lepkość cieczy: Lepkość cieczy jest ważnym czynnikiem w przypadku ultradźwiękowego układu do pracy w linii. Małe laboratoryjne komory przepływowe najlepiej stosować z mediami o niskiej lepkości, natomiast przemysłowe komory przepływowe Hielscher nadają się do materiałów o lepkości od niskiej do wysokiej, w tym past.
• Skład cieczy: Wpływ lepkości cieczy opisano powyżej. Jeśli przetwarzana ciecz nie zawiera ciał stałych, pompowanie i podawanie są proste, a właściwości przepływowe przewidywalne. W przypadku zawiesin zawierających ciała stałe, takie jak cząstki i włókna, kształt komory przepływowej należy dobierać z uwzględnieniem rozmiaru cząstek lub długości włókien. Odpowiednia geometria komory przepływowej ułatwia przepływ cieczy zawierających ciała stałe i zapewnia jednorodną sonikację.
• Rozpuszczone gazy: Ciecze podawane do ultradźwiękowej komory przepływowej nie powinny zawierać dużych ilości rozpuszczonych gazów, ponieważ pęcherzyki gazu zakłócają powstawanie kawitacji akustycznej i charakterystycznych dla niej pęcherzyków próżniowych.

Ultradźwiękowe reaktory przepływowe do pracy w małej i dużej skali są bardzo popularne w badaniach naukowych, pracach badawczo-rozwojowych i przemyśle, ponieważ umożliwiają badanie i kontrolowanie mechanizmów oraz efektów przetwarzania ultradźwiękowego o dużej mocy. Dlatego ultradźwiękowe komory przepływowe i reaktory do pracy w linii wdrożono do różnych zastosowań w procesach biologicznych, farmaceutycznych i chemicznych – w skali laboratoryjnej, pilotażowej i przemysłowej.
Homogenizatory, sonotrody i komory przepływowe Hielscher Ultrasonics są dostępne w różnych wersjach konstrukcyjnych, co pozwala zestawić idealny układ do przetwarzania ultradźwiękowego. Nasz doświadczony personel doradzi w zakresie optymalnej konfiguracji urządzeń odpowiedniej do celów Twojego procesu!

Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych sonikatorów: