Mieszanie z wysokim ścinaniem za pomocą ultradźwięków
Mieszalniki o wysokim ścinaniu stosują wysokie siły ścinające do cieczy i zawiesin w celu zapewnienia równomiernego rozpraszania, mieszania i emulgowania dwóch lub więcej faz ciecz-ciało stałe lub ciecz-ciecz. Ultradźwięki generują duże siły ścinające poprzez kawitację akustyczną, która występuje, gdy ultradźwięki o dużej mocy są sprzężone z cieczami. Ultradźwiękowe mieszalniki o wysokim ścinaniu są doskonałą technologią mieszania, która z łatwością przewyższa powszechnie stosowane mieszalniki łopatkowe o wysokim ścinaniu, mieszalniki wielowałowe, homogenizatory wysokociśnieniowe, młyny koloidalne i mieszadła łopatkowe.
Zalety ultradźwiękowych mieszalników wysokoobrotowych
Ultradźwiękowe mieszalniki szybkotnące są dostępne od homogenizatorów laboratoryjnych o mocy 50 W do przemysłowych systemów mieszania o mocy 16 000 W. Szeroka gama ultradźwiękowych mieszalników laboratoryjnych, stołowych i przemysłowych umożliwia wybór idealnego ultradźwiękowego mieszalnika szybkotnącego do danego zastosowania i wielkości produkcji.
Wysokie amplitudy w sondzie ultradźwiękowej tworzą intensywną kawitację ze strumieniami cieczy o dużych prędkościach i złożonych turbulencjach. Generowane ultradźwiękowo intensywne ścinanie hydrauliczne i mechaniczne redukuje cząstki i kropelki do mikronów i nano-rozmiarów. Ponieważ parametry procesu sonikacji są precyzyjnie kontrolowane i regulowane, wpływ mieszania, mielenia lub dyspergowania może być precyzyjnie dostosowany do materiału i celu procesu. Ultradźwiękowe mieszalniki o wysokim ścinaniu skracają czas mieszania / mielenia i wytwarzają niezawodnie drobne i bardzo drobne dyspersje.
Mieszalnik ultradźwiękowy może być stosowany w procesach wsadowych i przepływowych. Różnorodność ultradźwiękowych komórek przepływowych i reaktorów pozwala na mieszanie strumieni przy bardzo różnych prędkościach przepływu i lepkościach. Ultradźwiękowy mieszalnik o wysokim ścinaniu może obsługiwać bardzo wysokie stężenia ciał stałych, a nawet bardzo ścierne cząstki nie stanowią problemu.
Jak działa mieszanie wysokociśnieniowe za pomocą sonikacji?
Ultradźwiękowe mieszalniki o wysokim ścinaniu wykorzystują tę samą zasadę mechaniczną, co przemysłowe systemy mieszania, takie jak mieszalniki łopatkowe o wysokim ścinaniu, mieszalniki wielowałowe, młyny koloidalne, homogenizatory wysokociśnieniowe i systemy mieszadeł łopatkowych. Ultradźwiękowe systemy mieszania są stosowane do dyspergowania i mielenia cząstek, emulgowania fazy olejowej i wodnej, rozpuszczania ciał stałych i wytwarzania jednorodnych mieszanin wszelkiego rodzaju materiałów w cieczach i zawiesinach. Ultradźwiękowe mieszalniki ścinające integrują sondę ultradźwiękową w naczyniu mieszającym, na przykład w zbiorniku wsadowym lub w komorze przepływowej. Ultradźwiękowa sonda dezintegrująca wibruje w cieczy z bardzo wysoką częstotliwością i wytwarza intensywną kawitację ultradźwiękową w cieczy. Zapadanie się pęcherzyków kawitacyjnych powoduje powstanie potężnych sił ścinających, które rozbijają i rozbijają kropelki, aglomeraty, agregaty, a nawet cząstki pierwotne. Ponieważ kawitacja ultradźwiękowa generuje strumienie kawitacyjne o dużej prędkości do 1000 km/h, kawitacyjne strumienie cieczy przyspieszają cząstki. Gdy przyspieszone cząstki zderzają się ze sobą, działają one jak media mielące. Następnie zderzające się cząstki rozpadają się i są redukowane do mikronów lub nano-rozmiarów. 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.
ultradźwiękowy mikser wysokoobrotowy UIP2000hdTpotężna jednostka mieszająca o mocy 2 kW
Wskazówka dotycząca przetwarzania: Mieszanie ultradźwiękowe pod ciśnieniem
Przyłożenie ciśnienia do reaktora ultradźwiękowego lub komory przepływowej intensyfikuje kawitację akustyczną. Hielscher Ultrasonics dostarcza różne typy komórek przepływowych i reaktorów, które można łatwo poddać działaniu ciśnienia do 5 barg. Dostosowane reaktory ultradźwiękowe mogą obsługiwać wyższe ciśnienia do 300 barg.
Ultradźwiękowe mieszalniki wysokoobrotowe i ich zastosowania
Ultradźwiękowe mieszalniki o wysokim ścinaniu wytwarzają intensywne siły ścinające, które mają wymagany wpływ na cząstki, takie jak ciała stałe, kropelki, kryształy i włókna, w celu ich rozbicia i rozbicia do docelowego rozmiaru, który może być w zakresie mikronów lub nano. W zależności od twardości i kruchości materiałów, parametry procesu ultradźwiękowego można dokładnie dostosować, aby osiągnąć pożądany wynik mieszania. W porównaniu z alternatywnymi metodami mieszania, takimi jak mieszadła łopatkowe o wysokim ścinaniu, homogenizatory wysokociśnieniowe, młyny koloidalne / perełkowe, mieszalniki wałkowe itp. dezintegratory ultradźwiękowe oferują kilka głównych zalet.
Zalety ultradźwiękowych mieszadeł szybkotnących
- 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
Ultradźwiękowe mieszalniki szybkotnące 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).
Przeczytaj więcej o frezowaniu ultradźwiękowym i rozpraszaniu cząstek!
Ultradźwiękowe mieszalniki szybkotnące do emulgowania
Gdy dwie niemieszające się ciecze (np. woda i olej) są sonifikowane za pomocą mieszalnika ultradźwiękowego typu sondy, kawitacja ultradźwiękowa rozbija kropelki – wytwarzając bardzo małe kropelki dwóch niemieszających się faz, które są następnie mieszane ze sobą. Ponieważ ultradźwiękowe mieszalniki o wysokim ścinaniu z łatwością wytwarzają kropelki o wielkości nano, stabilizowane emulsje ultradźwiękowe wykazują długoterminową stabilność i wyraźny, przezroczysty wygląd.
Ponieważ każdy rodzaj emulsji ma swój specyficzny próg emulgowania / ścinania, przy którym uzyskuje się optymalną wielkość kropli i charakterystykę, precyzyjne dostosowanie parametrów mieszania ma kluczowe znaczenie. Podczas gdy zbyt niskie ścinanie skutkuje zbyt dużymi kroplami, które szybko się łączą i powodują separację faz, zbyt wysokie ścinanie może zniszczyć produkt. Ultradźwiękowe mieszalniki o wysokim ścinaniu można precyzyjnie kontrolować i dostosowywać do potrzeb procesu.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o nanoemulsyfikacji ultradźwiękowej!
ultradźwiękowy mikser wysokoobrotowy UP200Ht Emulgowanie
Ultradźwiękowe mieszalniki szybkotnące do mieszania i rozpuszczania
Ultradźwiękowe mieszalniki o wysokim ścinaniu są używane do mieszania, mielenia, dyspergowania i rozpuszczania cząstek, takich jak proszki, pigmenty i włókna w szybkim, niezawodnym i łatwym procesie. Kawitacja generowana ultradźwiękami zwiększa przenoszenie masy między ciałami stałymi a cieczą. Kawitacja ultradźwiękowa ma silny wpływ na cząstki stałe: Kawitacyjne strumienie cieczy erodują powierzchnię ciał stałych i transportują erodowane fragmenty do cieczy, tworząc w ten sposób jednorodną zawiesinę.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o rozpuszczaniu ultradźwiękowym!
Zastosowania ultradźwiękowych mieszarek szybkotnących
- frezowanie & Szlifowanie
- deaglomeracja & dyspersja
- emulgowanie
- Rozpuszczanie proszków
- Poprawa transferu masy
- Reakcja sonochemiczna
The SonoStation – system ultradźwiękowy z ultradźwiękami 2x 2kW, zbiornikiem z mieszadłem i pompą – to przyjazny dla użytkownika system do mieszania, mielenia i dyspergowania.
Mieszalniki wysokoobrotowe o dowolnym rozmiarze
Hielscher Ultrasonics projektuje, produkuje i dystrybuuje wysokowydajne mieszalniki wysokoobrotowe z kompaktowego, ale potężnego urządzenia laboratoryjnego do pilotażowych i przemysłowych mieszalników wysokoobrotowych do przetwarzania dużych strumieni objętości na komercyjnym poziomie produkcji.
Mieszalniki szybkoobrotowe dla laboratoriów
Mieszalniki ultradźwiękowe typu sondowego są uznanymi narzędziami w każdym laboratorium. Ponieważ procesy ultradźwiękowe mogą być liniowo skalowane do dużych objętości, ultradźwiękowe mieszalniki Hielscher o wysokim ścinaniu są idealne do opracowywania i optymalizacji procesu na małą skalę. Następnie, po ustaleniu optymalnych parametrów procesu, aplikacja mieszania może być skalowana liniowo do produkcji pilotażowej i masowej.
Hielscher oferuje ultradźwiękowe mieszalniki o wysokim ścinaniu do pracy w skali laboratoryjnej z zakresem mocy od 50 do 400 watów ultradźwiękowej mocy mieszania.
Mieszalniki szybkoobrotowe dla przemysłu
Przemysłowe mieszalniki wysokoobrotowe Hielscher to procesory ultradźwiękowe o dużej mocy przeznaczone do mielenia, dyspergowania, emulgowania i mieszania dużych strumieni zawiesiny pod dużym obciążeniem. Te przemysłowe mieszalniki z łatwością radzą sobie z wysokimi stężeniami ciał stałych i cząstkami ściernymi. Sondy (sonotrody) przemysłowych mieszalników ultradźwiękowych o wysokim ścinaniu są wyposażone w kołnierz, dzięki czemu mieszalnik można zintegrować ze stalowymi zbiornikami, szklanymi naczyniami lub plastikowymi pojemnikami w dowolnej orientacji. Pozwala to na zwiększenie ciśnienia w naczyniu sonikacyjnym. Nałożenie ciśnienia na naczynie ultradźwiękowe lub komorę przepływową intensyfikuje kawitację akustyczną, a tym samym proces mieszania ultradźwiękowego. Hielscher Ultrasonics oferuje przemysłowe mieszalniki wysokoobrotowe o mocy od 500 do 16 000 watów. Dzięki UIP16000 firma Hielscher oferuje najpotężniejszy na świecie ultradźwiękowy mieszalnik wysokoobrotowy.
Materiały o wysokiej lepkości? – Żaden problem! Wszystkie procesory ultradźwiękowe Hielscher w kategorii stołowej i przemysłowej mogą z łatwością przetwarzać lepkie zawiesiny o lepkości do 250 000 centypoli. W przypadku lepkości wyższych niż 2000 cPs zalecamy stosowanie komórek przepływowych w połączeniu z progresywnymi pompami wnękowymi w celu lepszego sprzężenia fal ultradźwiękowych z płynem.
Jak znaleźć odpowiedni ultradźwiękowy mikser wysokoobrotowy?
Hielscher Ultrasonics jest długoletnim doświadczonym producentem wydajnych i niezawodnych ultradźwiękowych systemów mieszania o wysokim ścinaniu, które są używane do dyspergowania i rozbijania cząstek, przygotowywania nanoemulsji lub rozpuszczania proszków w cieczach. Będąc liderem na rynku mieszalników ultradźwiękowych, Hielscher projektuje, produkuje i dystrybuuje ultradźwiękowe mieszalniki i homogenizatory o wysokim ścinaniu, od laboratoryjnych i stołowych po pilotażowe i w pełni przemysłowe.
Odpowiedzi na poniższe pytania pomogą znaleźć mieszalnik wysokoobrotowy najbardziej odpowiedni dla danego procesu:
- 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 mieszania. Hielscher Ultrasonics oferuje dogłębne doradztwo w zakresie obróbki ultradźwiękowej, aby pomóc naszym klientom w znalezieniu najbardziej idealnego ultradźwiękowego mieszalnika o wysokim ścinaniu. Ale usługi Hielscher nie kończą się na tym, 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. Mieszalniki przemysłowe Hielscher z łatwością pracują przy amplitudach do 200 µm w trybie ciągłym 24/7. Jeśli określone procesy wymagają jeszcze wyższych amplitud, dostępne są niestandardowe sondy ultradźwiękowe. Akcesoria, takie jak rogi wspomagające, ogniwa przepływowe, reaktory sonikacyjne i kompletne zestawy recyrkulacyjne są łatwo dostępne i pozwalają skonfigurować ultradźwiękowy system mieszania dostosowany optymalnie do wymagań procesu. Wszystkie sonotrody i reaktory, które są jedynymi częściami mającymi kontakt z medium, są CIP/SIP (czyszczenie i sterylizacja na miejscu).
Zaawansowane ultradźwiękowe mieszalniki wysokoobrotowe
Hielscher Ultrasonics koncentruje się na wysokowydajnych dezintegratorach komórkowych 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.
jakość – Wyprodukowano w Niemczech
Jako firma rodzinna, Hielscher priorytetowo traktuje najwyższe standardy jakości dla swoich procesorów ultradźwiękowych. Wszystkie ultradźwięki są projektowane, produkowane i dokładnie testowane w naszej siedzibie w Teltow koło Berlina w Niemczech. Solidność i niezawodność sprzętu ultradźwiękowego firmy Hielscher sprawiają, że jest to koń roboczy w Twojej produkcji. Praca 24/7 pod pełnym obciążeniem i w wymagających środowiskach jest naturalną cechą wysokowydajnych mikserów Hielscher.
Możesz kupić ultradźwiękowe mieszalniki wysokoobrotowe Hielscher w dowolnym rozmiarze i skonfigurowane do Twojego procesu. Od obróbki płynów w małej zlewce laboratoryjnej do ciągłego mieszania przepływowego zawiesin na poziomie przemysłowym, Hielscher Ultrasonics oferuje odpowiedni mieszalnik wysokoobrotowy dla Ciebie! Prosimy o kontakt – z przyjemnością polecimy Ci idealną konfigurację miksera ultradźwiękowego!
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!
Wysokiej mocy homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do pilot i Przemysł skala.
Fakty, które warto znać
Ultradźwięki i ich zastosowanie jako mieszalników wysokoobrotowych
Ultradźwięki są urządzeniami ultradźwiękowymi typu sondy, które są definiowane przez przesyłanie drgań ultradźwiękowych za pomocą sondy ultradźwiękowej do medium przetwarzającego. Sonda, znana również jako sonotroda, jest tytanowym prętem, który wibruje w częstotliwości ultradźwiękowej, np. 20 kHz. Wibracje z częstotliwością 20 kHz oznaczają, że pozioma powierzchnia sondy rozszerza się i kurczy 20 000 razy na sekundę. Te szybkie ruchy w zakresie częstotliwości ultradźwiękowych na końcu sondy są sprzężone z płynem. W płynie fale ultradźwiękowe przemieszczają się przez medium i generują naprzemienne cykle wysokiego i niskiego ciśnienia. Podczas cyklu niskiego ciśnienia powstają niewielkie pęcherzyki próżniowe, które rosną przez kilka cykli ciśnienia, aż osiągną punkt, w którym nie mogą absorbować dalszej energii. W punkcie maksymalnego wzrostu pęcherzyk kawitacyjny gwałtownie pęka. W wyniku implozji powstaje gęste energetycznie pole z bardzo wysokimi temperaturami i ciśnieniami, odpowiednimi różnicami temperatur i ciśnień, strumieniami cieczy o prędkości do 180 m/s i turbulencjami. Ta energia kawitacyjna ma silny wpływ na ciecze i zawiesiny, co skutkuje niezwykłymi wynikami mieszania, mieszania, mielenia, dyspergowania i emulgowania. Ultradźwiękowe mieszalniki o wysokim ścinaniu z łatwością wytwarzają nanocząstki i kropelki o bardzo wąskim rozkładzie wielkości cząstek/kropel.
Przeczytaj tutaj, jakie są różnice między kawitacją ultradźwiękową / akustyczną a kawitacją hydrodynamiczną!
Popularne branże dla ultradźwiękowych mieszalników wysokoobrotowych
- Dyspergowanie, rozpuszczanie, mieszanie preparatów stałych/ciekłych
- emulgowanie
- materiałoznawstwo
- Przygotowanie próbki przed analizą
- Zastosowania nanocząsteczek
- Funkcjonalizacja cząstek
- Reakcje przeniesienia fazowego
Literatura / Referencje
- Pohl M.; Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. International Congress for Particle Technology PARTEC 2004; Nuremberg, Germany.
- Thomas Leong, Muthupandian Ashokkumar, Sandra Kentish(2011): The Fundamentals of Power Ultrasound. – A Review. Acoustics Australia, 54 – Vol. 39 August 2011.
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, September 1994. 253-263.
- Pekarovicova, A.; Pekarovic, J. (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Pira International (2009).
- S.E. Karekar; B.A. Bhanvase; S.H. Sonawane; M.P. Deosarkar; D.V. Pinjari; A.B. Pandit(2014): Synthesis of zinc molybdate and zinc phosphomolybdate nanopigments by an ultrasound assisted route: Advantage over conventional method. Chemical Engineering and Processing 87; Nov. 2014.