Ultradźwiękowe mieszalniki liniowe o wysokim ścinaniu
Ultradźwięki o wysokim ścinaniu do procesów mieszania inline oferują różne zalety w porównaniu z konwencjonalnymi homogenizatorami koloidalnymi. Zastosowanie ultradźwięków o dużej mocy do mieszania umożliwia ultradźwiękowym mieszalnikom Hielscher wytwarzanie równomiernie zdyspergowanych zawiesin koloidalnych i emulsji w zakresie nano. Ultradźwiękowe homogenizatory liniowe mogą przetwarzać dowolną objętość i lepkość, a nawet mogą obsługiwać bardzo ścierne cząstki.
Mieszanie w linii o wysokim ścinaniu za pomocą ultradźwięków mocy
Homogenizacja liniowa zawiesin ciało stałe-ciecz lub ciecz-ciecz jest niezbędnym zastosowaniem w produkcji różnorodnych materiałów i towarów. Ultradźwiękowe mieszalniki liniowe o wysokim ścinaniu są stosowane w wielu gałęziach przemysłu, w tym w produkcji farb, pigmentów & tusze, polimery & kompozyty, paliwa, żywność & napoje, suplementy diety, farmaceutyki, kosmetyki & między innymi do higieny osobistej. Ultradźwiękowe homogenizatory liniowe o wysokim ścinaniu są używane do mieszania, dyspergowania, deaglomeracji, emulgowania, zwilżania, rozpuszczania i mikrorozdrabniania cząstek. Szczególną zaletą ultradźwiękowych mieszalników liniowych o wysokim ścinaniu jest możliwość niezawodnego przetwarzania nanomateriałów (np. nano-dyspersji, nano-emulsji).
Ultradźwiękowe mieszalniki liniowe o wysokim ścinaniu obsługują duże objętości, wysokie stężenia ciał stałych i cząstki ścierne.
Jak działa ultradźwiękowe mieszanie wysokoobrotowe?
Ultradźwiękowe mieszanie i homogenizacja z wysokim ścinaniem opiera się na zasadzie działania kawitacji akustycznej. Gdy ciecze są sonikowane z dużą intensywnością, fale ultradźwiękowe rozchodzą się w ciekłym ośrodku i powodują naprzemienne cykle wysokiego ciśnienia (kompresja) i niskiego ciśnienia (rozrzedzenie). Ultradźwięki o dużej mocy działają z częstotliwością ok. 20 kHz. Oznacza to 20 000 drgań na sekundę. Podczas cyklu niskiego ciśnienia fale ultradźwiękowe o wysokiej intensywności tworzą małe pęcherzyki próżniowe w cieczy. Gdy pęcherzyk kawitacyjny osiągnie rozmiar, przy którym nie może absorbować dalszej energii, zapada się gwałtownie podczas cyklu wysokiego ciśnienia. Zjawisko implozji pęcherzyków znane jest pod technicznym terminem "kawitacja". Podczas implozji lokalnie osiągane są bardzo wysokie temperatury (ok. 5000 K) i ciśnienia (ok. 2000 atm). Implozja pęcherzyka kawitacyjnego generuje również strumienie cieczy o prędkości do 280 m/s. (por. Suslick 1998)
Te wysoce intensywne i niszczące siły zapewniają wystarczającą energię do mielenia, deaglomeracji i rozpraszania cząstek w płynach i przekształcają ultradźwiękowe mieszalniki o wysokim ścinaniu w technologię przetwarzania par excellence. Dlatego są one wykorzystywane jako technika wytwarzania i przetwarzania, szczególnie w sektorach, w których nanotechnologia i nanomateriały odgrywają kluczową rolę dla wydajności i jakości produktu.
Doskonała wydajność procesowa i energetyczna dzięki mieszalnikom ultradźwiękowym
Hielscher ultrasonic processors have an outstanding energy efficiency of >85%. This reduces operational electricity costs and results in higher processing performance. Kusters et al. (1994) resume in their study that ultrasonic fragmentation is equally efficient as conventional grinding.
Dzięki zastosowaniu ciśnienia i optymalizacji procesu ultradźwiękowego, technologia mieszania ultradźwiękowego często przewyższa konwencjonalne metody mieszania, takie jak obrotowe mieszalniki łopatkowe, wysokociśnieniowe homogenizatory lub młyny kulowe.
W innym badaniu, Pohl i wsp. (2004) porównali wydajność przetwarzania ultradźwiękowej dyspersji krzemionki z innymi metodami mieszania o wysokim ścinaniu, takimi jak IKA Ultra-Turrax (system rotor-stator). Pohl i in. porównali redukcję wielkości cząstek Aerosil 90 (2%wt) w wodzie przy użyciu Ultra-Turrax (rotor-stator-system) przy różnych ustawieniach z ultradźwiękowym mieszalnikiem wysokoobrotowym Hielscher UIP1000hd z komorą przepływową w trybie ciągłym. W badaniu Pohl i in. stwierdzono, że "przy stałej energii właściwej EV ultradźwięki są bardziej skuteczne niż system rotor-stator" i że "zastosowana częstotliwość ultradźwięków w zakresie od 20 kHz do 30 kHz nie ma większego wpływu na proces dyspersji".
- wysoka wydajność
- dla mikro- i nanocząstek
- ciągły inline
- dla dowolnego wolumenu
- może przetwarzać bardzo wysokie lepkości
- może obsługiwać cząstki ścierne
- bez ruchomych części (bez wirników, łopatek)
- bez środków mielących (bez kulek)
- CIP (clean-in-place)
Ultradźwiękowa redukcja wielkości cząstek hydroksyapatytu wapnia (stężenie stałe 30%, 150Ws/g US)
UIP4000hdTPrzemysłowy mieszalnik wysokoobrotowy o mocy 4000 W do przetwarzania inline, np. mielenia na mokro, dyspergowania, emulgowania i rozpuszczania zawiesin koloidalnych.
Gdzie kupić ultradźwiękowy mikser liniowy o wysokim ścinaniu?
Hielscher Ultrasonics jest zaufanym partnerem, jeśli chodzi o wysokowydajne procesy sonikacji, takie jak mielenie ultradźwiękowe, dyspergowanie, emulgowanie i rozpuszczanie. Ultradźwiękowe mieszalniki liniowe o wysokim ścinaniu firmy Hielscher mogą dostarczać bardzo wysokie amplitudy. Amplitudy do 200 µm mogą być łatwo uruchamiane w sposób ciągły w trybie 24/7/365. Dla jeszcze wyższych amplitud dostępne są niestandardowe sonotrody ultradźwiękowe. Szeroka gama ultradźwiękowych reaktorów inline i innych akcesoriów pozwala na idealną konfigurację dla aplikacji ultradźwiękowej (np. emulgowanie inline, redukcja wielkości cząstek i homogenizacja).
Inteligentne oprogramowanie, cyfrowe menu za pomocą wyświetlacza dotykowego, automatyczne rejestrowanie danych i zdalne sterowanie przez przeglądarkę to cechy ultradźwiękowych homogenizatorów wysokoobrotowych Hielscher, które sprawiają, że obsługa jest najbardziej przyjazna dla użytkownika i prosta. Technologia czyszczenia na miejscu (CIP) sprawia, że korzystanie z ultradźwiękowego mieszalnika wysokoobrotowego jest wygodne. Solidność, niezawodność, prosta instalacja i obsługa, a także niskie koszty utrzymania to dodatkowe cechy, które ułatwiają codzienną pracę z ultradźwiękami Hielscher.
Skontaktuj się z nami już teraz, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak ultradźwiękowy mieszalnik liniowy o wysokim ścinaniu może usprawnić przetwarzanie układów ciało stałe-ciecz i ciecz-ciecz! Nasz dobrze wyszkolony i doświadczony zespół z przyjemnością pomoże Ci uzyskać więcej informacji na temat zastosowań i cen.
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców:
| Wielkość partii | natężenie przepływu | Polecane urządzenia |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20-400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| b.d. | 10-100L/min | UIP16000 |
| b.d. | większe | klaster UIP16000 |
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe do mieszania, dyspersji, emulgowania i ekstrakcji na skalę laboratoryjną, pilotażową i przemysłową.
Literatura / Referencje
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Suslick, K. S. (1998): Sonochemistry. in: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed. J. Wiley & Sons, New York, vol. 26, 1998. 517-541.
- Kusters, K. A.; Pratsinis, S. E.; Thomas, S. G. and Smith, D. M. (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology 80, 1994. 253-263.
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Pohl, M. and Schubert, H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. PARTEC 2004.
Ultradźwięki o wysokiej wydajności! Asortyment produktów firmy Hielscher obejmuje pełne spektrum, od kompaktowych ultradźwiękowych urządzeń laboratoryjnych, przez urządzenia stołowe, po w pełni przemysłowe systemy ultradźwiękowe.