homogenizatorów ultradźwiękowych

Homogenizatory ultradźwiękowe są potężnym narzędziem do mieszania i homogenizacji zawiesin stałych i ciekłych. Homogenizacja ultradźwiękowa to mechaniczny proces redukcji cząstek w cieczy tak, że stają się one równomiernie małe i równomiernie rozłożone. Hielscher oferuje wydajne homogenizatory ultradźwiękowe do zastosowań w laboratorium i w skali produkcyjnej.

Wpływ homogenizatorów ultradźwiękowych

W przypadku stosowania homogenizatorów ultradźwiękowych do zastosowań takich jak mieszanie, dyspergowanie i emulgowanie, celem jest redukcja małych cząstek lub kropel w cieczy lub zawiesinie w celu poprawy jednorodności i stabilności mieszaniny. Cząsteczki te (faza rozproszona) mogą mieć postać stałą lub płynną. Zmniejszenie średniej średnicy cząstek zwiększa liczbę pojedynczych cząstek. Prowadzi to do zmniejszenia średniej odległości cząstek i zwiększa powierzchnię cząstek. Grafika ((Kliknij, aby powiększyć) pokazuje korelację pomiędzy średnicy poszczególnych cząstek i łącznej powierzchni. Powierzchnia i średnia odległość cząstek może brać wpływ na reologie cieczy.

Jeśli istnieje różnica w ciężaru pomiędzy cząstek i cieczy, jednorodność mieszanki może mieć wpływ na stabilność dyspersji. Jeżeli większość cząstek ma podobną wielkość, tendencja do aglomeracji podczas osadzenia lub wznoszenia jest mniejsza, ponieważ cząsteczki podobnej wielkości mają podobną prędkość osadzenia lub wznoszenia.

Homogenizatory wysokociśnieniowe

Najpowszechniejszym mechanizmem homogenizacji jest homogenizacja wysokociśnieniowa. Tam ciecz jest tłoczona pod wysokim ciśnieniem (ok. 2000 barg) przez zawór homogenizujący. Podczas przechodzenia przez zawór ciecz przechodzi krótki (ok. 50 mikrosek.) cykl niskociśnieniowy.
Mechanizm działa na małe, miękkie cząsteczki, takie jak kuleczki tłuszczu w mleku, ale ma swoje ograniczenia jak jest używany do dyspersji twardych i ściernych materiałów, takich jak pigmenty, pasty do polerowania lub tlenków metali, materiałów włóknistych i żylastych, przeciery, glony lub osadu. Wynika to z dużej prędkości cieczy (do 120mtr/sek) i z małego otworu zaworów używanych. Jak materiał ścierny przechodzi pompę i otwór zawory, powoduje ścieranie. To redukuje czas wydajności i życia pompy i zaworu.

Zalety homogenizatorów ultradźwiękowych

Homogenizatory ultradźwiękowe są bardzo skuteczne w redukcji miękkich i twardych cząstek. Homogenizacja opiera się na kawitacji. Gdy ciecze są wystawione na intensywne działanie ultradźwięków, fale dźwiękowe rozprzestrzeniają się przez ciecz, powodując zmienne cykle wysokociśnieniowe i niskociśnieniowe (ok. 20000 cykli/sek.). Podczas cyklu niskociśnieniowego w cieczy powstają małe pęcherzyki próżniowe o dużej intensywności, w miarę osiągania ciśnienia pary cieczy.
Gdy pęcherzyki osiągną pewną wielkość, pękają podczas cyklu pod wysokim ciśnieniem. Podczas tej implozji tworzą się bardzo wysokie ciśnienia i prowadzą do przepływu cieczy z wysoką prędkością. Powstawający prąd i zawirowania przerywa aglomerat cząstek i prowadzi do kolizji między pojedynczych cząstek.

Jedna z przewag homogenizatorów ultradźwiękowych jest niska liczba ruchomych części i części które mają kontakt z cieczą. Zmniejsza to zużycie przez tarcie i czas na czyszczenie. Istnieją tylko dwie części które mają kontakt z cieczą: sonotrody i celki przepływowe. Obie mają prostą geometryię i nie mają małych lub ukrytych otworów.

Kolejną zaletą jest dokładna kontrola parametrów pracy wpływających na kawitację. Homogenizatory ultradźwiękowe firmy Hielscher mogą być stosowane przy amplitudzie drgań od ok. 1 do 200 mikronów. Ciśnienie cieczy może wynosić od 0 do ok. 500 psig. Ponieważ amplituda i ciśnienie są najbardziej wpływowymi parametrami, szeroki zakres roboczy każdego parametru pozwala na bardzo delikatną i bardzo destrukcyjną obróbkę.

Homogenizatory ultradźwiękowe Hielschera są sterowane amplitudą. W ten sposób regulowana amplituda będzie utrzymywana we wszystkich warunkach operacyjnych. Dzięki temu ultrasonizacja jest kontrolowana i powtarzalna. Sonizacja przy identycznych parametrach operacyjnych da spójne i powtarzalne wyniki. Jest to ważne dla jakości produkowanego materiału i dla zwiększenia skali wyników procesu od laboratorium do poziomu produkcji.

Ultradźwiękowe homogenizatory tkankowe

Oprócz przygotowywania dyspersji i emulsji, homogenizatory ultradźwiękowe są mocno ugruntowane w biotechnologii, biologii komórkowej i molekularnej oraz naukach przyrodniczych w zakresie lizy i frakcjonowania komórek, zaburzeń tkanek, ekstrakcji związków wewnątrzkomórkowych oraz strzyżenia DNA, RNA i chromatyny. Homogenizatory ultradźwiękowe są dostępne do przygotowywania próbek o małych objętościach (0,1 ml) do bardzo dużych objętości w procesach przemysłowych (np. ekstrakcja związków bioaktywnych do produkcji suplementów).
W celu przerwania tkanki za pomocą homogenizatora ultradźwiękowego, stosuje się roztwór buforu izotonicznego, który zatrzymuje uszkodzenia osmotyczne. Homogenizatory ultradźwiękowe firmy Hielscher są wyposażone w czujnik temperatury i nastawę kontroli temperatury, które pozwalają na utrzymanie próbek w dobrze kontrolowanym zakresie temperatur.

Homogenizatory ultradźwiękowe dla każdej skali

Hielscher produkuje homogenizatory ultradźwiękowe do homogenizacji do wszelkich objętościach próbek wysokiej mocy w trybie wsadowym lub wstawkowym . Laboratoryjne homogenizatory ultradźwiękowe mogą służyć do objętości od 1,5 mL do ok. 2 l. Ultradźwiękowe homogenizatory przemysłowe są stosowane do rozwoju procesu i produkcji partii od 0,5 do ok 2000L lub natężenie przepływu od 0.1L do 20 m³ / godz.

Poniższa tabela przedstawia ogólne zalecenia urządzenia w zależności od objętości partii lub natężenia przepływu, które mają być przetwarzane. Kliknij na typ urządzenia, aby uzyskać więcej informacji na temat każdego homogenizatora ultradźwiękowego.

Homogenizatory ultradźwiękowe do zastosowań o wysokiej wydajności

Homogenizatory ultradźwiękowe firmy Hielscher są koniem roboczym do mieszania i homogenizacji. Laboratoryjne homogenizatory ultradźwiękowe są kompaktowymi i niezawodnymi narzędziami do efektywnego i szybkiego rozpraszania i emulgowania małych i średnich próbek. Przemysłowe homogenizatory ultradźwiękowe firmy Hielscher są skuteczne i przewyższają tradycyjne techniki homogenizacji, takie jak homogenizatory wysokociśnieniowe lub młyny perełkowe. Homogenizatory przemysłowe firmy Hielscher mogą dostarczać bardzo duże amplitudy, dzięki czemu są wyjątkowo wydajne w procesach mieszania, dyspergowania i mielenia. Amplitudy do 200 µm mogą być z łatwością wykorzystywane w trybie ciągłym w trybie 24/7. Dla jeszcze większych amplitud, dostępne są sonotrody ultradźwiękowe dostosowane do potrzeb klienta. Wytrzymałość urządzeń ultradźwiękowych firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużych obciążeniach i w wymagających środowiskach.
Nasi klienci są zadowoleni z wyjątkowej wytrzymałości i niezawodności systemu Ultrasonics firmy Hielscher.’ homogenizatory. Instalacja w trudnych warunkach pracy, w wymagających środowiskach i w trybie 24/7 zapewnia wydajne i ekonomiczne przetwarzanie danych. Intensyfikacja procesu ultradźwiękowego skraca czas przetwarzania i pozwala uzyskać lepsze wyniki, tj. wyższą jakość, wyższą wydajność, innowacyjne produkty.