Hielscher Cascatrode – Sonda de Sonicação de Superfície Elevada

Hielscher Cascatrodes ™ são sonotrodos design especial (sondas ultra-sônicas) para a sonicação eficaz em níveis elevados de energia ultra-sônica em intensidades de sonicação baixos ou médios – tipicamente inferior a 60W/cm² e amplitude inferior a 60 microns.

A Hielscher desenvolveu o Cascatrode™ para aplicações de processamento industrial. Os Cascatrodes™ estão disponíveis para todos os processadores industriais de ultra-sons – de UIP500hdT (0,5kW), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5kW) e UIP2000hdT (2kW) até ao dispositivo ultrassónico mais potente do mundo UIP16000 (16kW).

Ao desenvolver ou testar novos processos de sonicação, tais como: Emulsão, Dispersão, Homogeneização, desorganização e extração de células, Desaglomeração, ou desgaseificação verá que parâmetros específicos de sonicação funcionam melhor para o processo do que outros. Sem alterar a potência de saída, pode variar a intensidade da sonicação: Ou focar a potência de saída numa pequena superfície a alta intensidade (alta W/cm²) ou acoplar a energia ao meio utilizando uma grande área de superfície em intensidades mais baixas (baixo W/cm²). A intensidade aumenta com uma maior sonicação amplitude, maior liquidez Pressão ou superior Viscosidade e diminui com o aumento da temperatura. Uma vez estabelecida uma configuração de parâmetros óptima para o seu processo, será necessário manter esta configuração constante durante o aumento de escala. Ao aumentar a escala, não se deve alterar a amplitude e a pressão da sonicação. Desta forma, mantém-se a intensidade da sonicação – este é o potência de saída ultra-sónica por unidade de superfície (Watts/cm²) constante. Como resultado lógico, é necessária uma maior área de superfície do sonotrodo para acoplar mais potência a uma determinada intensidade de superfície – trata-se de uma correlação linear.
A Hielscher oferece uma vasta gama de sonotrodos (=sondas de sonicação) para os seus dispositivos ultra-sónicos. Geralmente, os sonotrodos variam consoante o diâmetro da ponta para fornecer diferentes áreas de superfície de ponta. As superfícies verticais de um sonotrodo são geralmente insignificantes para a transmissão de energia, uma vez que a sua amplitude de oscilação direcionada para o meio líquido é muito baixa. O design do Cascatrode™ é diferente, uma vez que adiciona superfícies horizontais em forma de anel à superfície da ponta. Cada anel está disposto num dos máximos de oscilação do sonotrodo. Através destes anéis, a superfície vibratória que acopla os ultra-sons ao meio a ser sonicado pode ser aumentada, significativamente – permitindo maior potência ultra-sónica a ser acoplada ao líquido para uma dada intensidade de superfície. O Cascatrode™ permite transmitir uma elevada potência ultra-sónica com amplitudes elevadas para o meio processado.

Os Hielscher Cascatrodes™ estão disponíveis em vários comprimentos e diâmetros e com vários números de anéis – concebido para corresponder à intensidade do processo e a aplicação ultra-sónica específica. Como são utilizados em processos de alta potência e de grande volume, os Cascatrodes™ são maioritariamente instalados em sistemas de fluxo contínuo. São adaptáveis a reactores de células de fluxo que permitem um processamento eficiente em linha à escala industrial.