Zwiększ wydajność powolnych i niewystarczająco wydajnych procesów produkcyjnych

Sonikacja to sprawdzona technika intensyfikacji procesów, stosowana w wielu zastosowaniach związanych z cieczami, takich jak homogenizacja, mieszanie, dyspergowanie, mielenie na mokro, emulgowanie, a także usprawnianie heterogenicznych reakcji chemicznych. Jeśli Twój proces produkcyjny ma zbyt niską wydajność i nie pozwala osiągnąć określonych celów produkcyjnych, warto rozważyć sonikację jako sposób na jego intensyfikację.

Ultradźwiękowe mieszanie, homogenizacja i dyspergowanie

Sonikacja to wysoce wydajna technika mieszania, łączenia, homogenizacji, dyspergowania i emulgowania układów ciało stałe–ciecz oraz ciecz–ciecz. Mieszalniki ultradźwiękowe o wysokim ścinaniu rozbijają cząstki i krople oraz skutecznie zmniejszają ich rozmiary, umożliwiając uzyskanie stabilnej, jednorodnej mieszaniny. Ważną zaletą mieszania ultradźwiękowego jest łatwość przetwarzania cieczy i zawiesin o lepkości od bardzo niskiej do bardzo wysokiej, typowej dla past. Nawet cząstki ścierne nie stanowią problemu dla mieszalników ultradźwiękowych.
Dowiedz się więcej o mieszaniu ultradźwiękowym o wysokim ścinaniu!

Zastosowania sonochemiczne

Mieszanie układów ciało stałe–ciecz oraz ciecz–ciecz za pomocą ultradźwięków o dużej mocy usprawnia transport masy między dwiema lub większą liczbą faz lub składników mieszaniny. Powszechnie wiadomo, że zwiększony transport masy korzystnie wpływa na wiele reakcji chemicznych, takich jak kataliza heterogeniczna. Ponadto kawitacja ultradźwiękowa wprowadza do układów chemicznych dużą ilość energii, inicjując w ten sposób reakcje i/lub zmieniając ich przebieg. Prowadzi to do znacznej poprawy stopnia konwersji chemicznej i wydajności reakcji. Urządzenia i reaktory sonochemiczne są powszechnie stosowane do transestryfikacji, polimeryzacji, odsiarczania, procesów zol–żel oraz wielu innych heterogenicznych reakcji katalitycznych i reakcji syntezy organicznej. Przeczytaj więcej o reakcjach sonochemicznych!

Zastosowania ultradźwięków w przemyśle spożywczym

Homogenizacja ultradźwiękowa o wysokim ścinaniu to technologia nietermiczna stosowana w licznych procesach produkcji żywności, napojów i suplementów diety. Ekstrakcję ultradźwiękową stosuje się w produkcji sosów, zup, soków, smoothie i suplementów diety (np. z czarnego bzu lub konopi) w celu uwolnienia związków smakowo-zapachowych, barwników, witamin i składników odżywczych, aby uzyskać zdrowszy produkt spożywczy o intensywniejszym smaku. Dzięki wyekstrahowanym związkom smakowo-zapachowym i naturalnym cukrom można uniknąć dodawania cukru rafinowanego i syntetycznych dodatków smakowo-zapachowych. Przeczytaj więcej o ultradźwiękowym przetwarzaniu żywności i napojów!

Sonikację stosuje się podczas przetwarzania żywności w celu intensyfikacji i usprawnienia następujących procesów:

• ekstrakcja
• homogenizacja
• pasteryzacja
• emulgowanie
• enkapsulacja (liposomy, stałe nanocząstki lipidowe)

Ultradźwiękowa synteza i funkcjonalizacja nanomateriałów

Przetwarzanie ultradźwiękowe i wywoływana przez nie kawitacja akustyczna mogą poddawać cząstki ekstremalnym naprężeniom i rozdrabniać je w sposób kontrolowany do rozmiarów submikronowych i nanometrycznych. Zjawisko kawitacji akustycznej wywołuje silne ścinanie, turbulencje oraz bardzo duże różnice ciśnienia i temperatury. Te intensywne warunki powstają wskutek implozji pęcherzyków, którą można zaobserwować, gdy ultradźwięki o dużej mocy wytwarzają w ośrodku naprzemienne cykle wysokiego i niskiego ciśnienia. Podczas gdy strugi cieczy i zderzenia między cząstkami uderzają w cząstki, powodują ich erozję i rozbijają je, powstające ciśnienie quasi-hydrostatyczne może modyfikować mikrostrukturę cząstek, na przykład ich porowatość. Ultradźwiękowa funkcjonalizacja nanocząstek umożliwia syntezę wysokowydajnych nanomateriałów o zwiększonej stabilności termicznej, wyjątkowej wytrzymałości na rozciąganie, ciągliwości, przewodności cieplnej i elektrycznej, właściwościach optycznych itp.
Przeczytaj więcej o ultradźwiękowej syntezie i funkcjonalizacji nanocząstek!

Sonikacja – efekty synergiczne

Sonikacja może zastąpić maszynę o niewystarczającej wydajności lub zostać połączona z niemal dowolną dostępną techniką przetwarzania cieczy w celu poprawy i udoskonalenia wyników poniżej oczekiwań. Sonikatory sondowe Hielscher są integrowane z istniejącymi liniami produkcyjnymi wykorzystującymi następujące urządzenia i technologie:

• mieszalniki i młyny koloidalne
• młyny kulkowe / perełkowe
• mieszalniki o wysokim ścinaniu
• homogenizatory wysokociśnieniowe
• mieszalniki łopatkowe / mieszalniki rotor–stator
• pasteryzacja termiczna (HTST)
• impulsowe pole elektryczne o wysokim natężeniu (HELP)
• mikrofale
• światło ultrafioletowe (UV)
• elektrochemia
• technologie płotków
• ekstraktory CO₂

Niezależnie od tego, czy sonikacja jest stosowana samodzielnie, czy w połączeniu z konwencjonalnymi technikami przetwarzania w celu uzyskania efektów synergicznych, jej wdrożenie prowadzi do usprawnienia i intensyfikacji procesów.

Wysokowydajne systemy ultradźwiękowe do intensyfikacji procesów

Hielscher Ultrasonic projektuje, produkuje i dystrybuuje wysokowydajne sonikatory do zastosowań wymagających pracy w trudnych warunkach. Nasza oferta obejmuje pełen zakres urządzeń, od kompaktowych sonikatorów laboratoryjnych po stołowe i w pełni przemysłowe procesory ultradźwiękowe, co pozwala nam polecić idealną konfigurację ultradźwiękową do Twojego zastosowania i przetwarzanej objętości.
Przeczytaj więcej o sonikatorach przemysłowych i dowiedz się, dlaczego stanowią rozwiązanie dla Twojego wymagającego zastosowania!
Skontaktuj się z nami już teraz, aby omówić, jakie korzyści może przynieść Twojemu procesowi intensyfikacja za pomocą ultradźwięków! Nasi dobrze wyszkoleni pracownicy z wieloletnim doświadczeniem udzielą Ci wyczerpujących informacji i przedstawią szczegóły techniczne.

Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych sonikatorów: