Hielscher Ultrasonics
Teremos todo o prazer em discutir o seu processo.
Contactar-nos: +49 3328 437-420
Enviar-nos por correio eletrónico: info@hielscher.com

Aplicação de ultra-sons de potência utilizando cornetas ultra-sónicas

As cornetas ou sondas ultra-sónicas são amplamente utilizadas para múltiplas aplicações de processamento de líquidos, incluindo homogeneização, dispersão, moagem húmida, emulsificação, extração, desintegração, dissolução e desaeração. Conheça as noções básicas sobre as cornetas ultra-sónicas, as sondas ultra-sónicas e as suas aplicações.

Corno ultrassónico vs Sonda ultra-sónica

Corneta ultra-sónica no transdutor do UIP2000hdTMuitas vezes, os termos buzina e sonda ultra-sónica são utilizados indistintamente e referem-se à haste ultra-sónica que transmite as ondas de ultra-sons para o líquido. Outros termos que são utilizados para a sonda de ultra-sons são buzina acústica, sonotrodo, guia de ondas acústicas ou dedo ultrassónico. No entanto, tecnicamente, existe uma diferença entre uma corneta ultra-sónica e uma sonda ultra-sónica.
Ambos, corneta e sonda, referem-se a partes do chamado ultrassonicador do tipo sonda. A corneta ultra-sónica é a parte metálica do transdutor ultrassónico, que é excitada através de vibrações geradas piezoelectricamente. O corno ultrassónico vibra a uma determinada frequência, por exemplo, 20kHz, o que significa 20.000 vibrações por segundo. O titânio é o material preferido para o fabrico de cornetas ultra-sónicas devido às suas excelentes propriedades de transmissão acústica, à sua robusta resistência à fadiga e à dureza da superfície.

A sonda de ultra-sons é também designada por sonotrodo ou dedo ultrassónico. Trata-se de uma haste metálica, geralmente feita de titânio, que é ligada à corneta ultra-sónica. A sonda de ultra-sons é uma parte essencial do processador de ultra-sons, que transmite as ondas de ultra-sons para o meio sonicado. As sondas ultra-sónicas / sonotrodos têm várias formas (por exemplo, cónica, com ponta, cónica ou como cascatrodo) disponíveis. Embora o titânio seja o material mais utilizado para as sondas ultra-sónicas, existem também sonotrodos feitos de aço inoxidável, cerâmica, vidro e outros materiais disponíveis.

Uma vez que a corneta e a sonda ultra-sónicas estão sob constante compressão ou tensão durante a sonicação, a seleção do material da corneta e da sonda é crucial. A liga de titânio de alta qualidade (grau 5) é considerada o metal mais fiável, durável e eficaz para resistir ao stress, para sustentar amplitudes elevadas durante longos períodos de tempo e para transmitir as propriedades acústicas e mecânicas.

A dissolução é uma aplicação comum de ultrassom. O vídeo demonstra a rápida dissolução de um cristais de açúcar em água usando o Hielscher UP200St.

llustração do efeito da ultrassonografia nos processos de dissolução

Miniatura de vídeo

Intensificador ultrassónico e sonda (cascatrodo) montados na corneta do transdutor ultrassónico UIP2000hdT

Transdutor ultrassónico UIP2000hdT com buzina ultra-sónica, amplificador e sonda (sonotrodo)

Pedido de informações




Observe a nossa Política de privacidade.




Os ultrassons de alto desempenho funcionam principalmente na gama de frequências de 20-30 kHz. A 20 kHz, a sonda ultra-sónica é tipicamente uma haste ressonante com meio comprimento de onda, que se expande e contrai constantemente 20.000 vezes por segundo. Os movimentos de expansão e contração são transmitidos como ultra-sons de alta potência para o meio de processo, ou seja, fluido ou lama, de modo a cumprir aplicações como

Como funcionam os ultra-sons de potência? – O princípio de funcionamento da cavitação acústica

Cavitação ultra-sónica potentePara aplicações ultra-sónicas de elevado desempenho, como a homogeneização, a redução do tamanho das partículas, a desintegração ou as nano-dispersões, os ultra-sons de alta intensidade e baixa frequência são gerados por um transdutor de ultra-sons e transmitidos através de uma corneta ultra-sónica e de uma sonda (sonotrodo) para um líquido. Os ultra-sons de alta potência são considerados ultra-sons na gama de 16-30kHz. A sonda de ultra-sons expande-se e contrai-se, por exemplo, a 20 kHz, transmitindo assim respetivamente 20.000 vibrações por segundo para o meio. Quando as ondas ultra-sónicas atravessam o líquido, os ciclos alternados de alta pressão (compressão) / baixa pressão (rarefação / expansão) criam cavidades minúsculas (bolhas de vácuo), que crescem ao longo de vários ciclos de pressão. Durante a fase de compressão do líquido e das bolhas, a pressão é positiva, enquanto a fase de rarefação produz um vácuo (pressão negativa). Durante os ciclos de compressão-expansão, as cavidades no líquido crescem até atingirem um tamanho em que não conseguem absorver mais energia. Nessa altura, implodem violentamente. A implosão dessas cavidades resulta em vários efeitos altamente energéticos, que são conhecidos como o fenómeno da cavitação acústica / ultra-sónica. A cavitação acústica é caracterizada por vários efeitos altamente energéticos, que afectam os líquidos, os sistemas sólido/líquido e os sistemas gás/líquido. A zona de energia densa ou zona de cavitação é conhecida como a chamada zona de ponto quente, que é mais densa em energia nas proximidades da sonda ultra-sónica e diminui com o aumento da distância do sonotrodo. As principais caraterísticas da cavitação ultra-sónica incluem a ocorrência local de temperaturas e pressões muito elevadas e respectivos diferenciais, turbulências e fluxo de líquido. Durante a implosão de cavidades ultra-sónicas em pontos quentes ultra-sónicos, podem ser medidas temperaturas de até 5000 Kelvin, pressões de até 200 atmosferas e jactos de líquido com até 1000km/h. Estas condições excecionalmente intensas em termos de energia contribuem para efeitos sonomecânicos e sonoquímicos que intensificam processos e reacções químicas de várias formas.
O principal impacto da ultra-sons em líquidos e lamas são os seguintes:

  • Alto cisalhamento: As forças ultra-sónicas de alto cisalhamento perturbam os líquidos e os sistemas líquido-sólido, provocando uma agitação intensa, homogeneização e transferência de massa.
  • Impacto: Os jactos de líquido e o fluxo gerado pela cavitação ultra-sónica aceleram os sólidos nos líquidos, o que leva subsequentemente à colisão interparticular. Quando as partículas colidem a velocidades muito elevadas, sofrem erosão, estilhaçam-se e são moídas e dispersas finamente, muitas vezes até ao tamanho nanométrico. No caso da matéria biológica, como os materiais vegetais, os jactos de líquido a alta velocidade e os ciclos de pressão alternados rompem as paredes celulares e libertam o material intracelular. Isto resulta numa extração altamente eficiente de compostos bioactivos e na mistura homogénea de matéria biológica.
  • Agitação: Ultrasonication provoca turbulências intensas, forças de cisalhamento e micro-movimento no líquido ou chorume. Assim, a sonicação sempre intensifica a transferência de massa e acelera assim reações e processos.
A UP200Ht é uma potente corneta ultra-sónica de 200 watts para várias aplicações (por exemplo, rompimento de células, extração de proteínas, solubilização de pellets de células, etc.) em laboratórios de investigação, controlo de qualidade e preparação de amostras.

buzina ultra-sónica

Os homogeneizadores ultra-sónicos e os misturadores de alto cisalhamento são utilizados em quase todas as indústrias de processamento que trabalham com líquidos ou lamas. As forças cavitacionais ultra-sónicas intensas criam agitação intensa, cisalhamento, quebra de partículas e transferência de massa. Deste modo, os líquidos são homogeneizados, dispersos, emulsionados, extraídos, dissolvidos e/ou reacções químicas são iniciadas. Em geral, a ultrassonografia é um método de intensificação do processo que aumenta o rendimento, melhora as taxas de conversão e torna os processos mais eficientes.
As aplicações ultra-sónicas comuns na indústria estão espalhadas por muitos ramos da alimentação & indústria farmacêutica, química fina, energia & petroquímica, reciclagem, biorrefinarias, etc. e incluem o seguinte:

Cornetas e sondas ultra-sónicas para aplicações de elevado desempenho

A Hielscher Ultrasonics é um fabricante e distribuidor de longa data de ultrassons de alta potência, que são utilizados em todo o mundo para aplicações pesadas em muitas indústrias.
Com processadores ultra-sónicos de todos os tamanhos, desde 50 watts a 16 kW por dispositivo, sondas de vários tamanhos e formas, reactores ultra-sónicos com diferentes volumes e geometrias, a Hielscher Ultrasonics tem o equipamento certo para configurar a configuração ultra-sónica ideal para a sua aplicação.
O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:

Volume do lote caudal Dispositivos recomendados
1 a 500mL 10 a 200mL/min UP100H
10 a 2000mL 20 a 400mL/min UP200Ht, UP400ST
0.1 a 20L 0.2 a 4L/min UIP2000hdT
10 a 100L 2 a 10L/min UIP4000hdt
n.d. 10 a 100L/min UIP16000
n.d. maior grupo de UIP16000

Contactar-nos! / Pergunte-nos!

Pedir mais informações

Utilize o formulário abaixo para solicitar informações adicionais sobre processadores ultra-sónicos, aplicações e preços. Teremos todo o prazer em discutir consigo o seu processo e oferecer-lhe um sistema de ultra-sons que satisfaça os seus requisitos!









Tenha em atenção que a nossa Política de privacidade.




Os homogeneizadores ultra-sónicos de alto cisalhamento são utilizados em laboratório, bancada, piloto e processamento industrial.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho para aplicações de mistura, dispersão, emulsificação e extração à escala laboratorial, piloto e industrial.

Este vídeo demonstra o processador ultrassónico Hielscher UP400S preparar uma emulsão de óleo vegetal nano-sized em água.

Emulsificação de óleo vegetal em água usando o UP400S

Miniatura de vídeo



Literatura / Referências

Teremos todo o prazer em discutir o seu processo.

Vamos entrar em contato.