Células de fluxo e reatores em linha para ultrassons de laboratório

Os homogeneizadores ultra-sónicos de laboratório podem ser utilizados para o processamento em lote e em linha de líquidos e lamas. As aplicações típicas incluem homogeneização, dispersão, emulsificação, dissolução, bem como reacções sonoquímicas. Para a sonicação contínua em linha, estão disponíveis células de fluxo e reactores em linha de vários tamanhos e geometrias.

Processamento em linha por ultra-sons à escala de laboratório

Os reactores de células de fluxo para homogeneizadores ultra-sónicos são bem conhecidos e amplamente utilizados para o processamento de grandes volumes na produção industrial. No entanto, para o processamento de volumes mais pequenos à escala laboratorial e de bancada, a utilização de células de fluxo ultra-sónicas também oferece várias vantagens. As células de fluxo ultrassónico permitem obter resultados de processamento uniformes, uma vez que o material passa pelo espaço confinado da câmara da célula de fluxo de uma forma definida. Os factores de sonicação, como o tempo de retenção, a temperatura do processo e o número de passagens, podem ser controlados com precisão para que os objectivos sejam atingidos de forma fiável.
As células de fluxo e os reactores em linha da Hielscher são fornecidos com camisas de arrefecimento para manter a temperatura ideal do processo. Os reactores de células de fluxo estão disponíveis em vários tamanhos e geometrias, de modo a satisfazer os requisitos específicos do processo.
Utilizando um ultrassonicador de laboratório em combinação com um reator de célula de fluxo, é possível processar volumes de amostra maiores sem muito trabalho pessoal. Usando uma configuração de célula de fluxo ultra-sônico, o líquido é bombeado para o reator ultra-sônico feito de aço inoxidável ou vidro. Na célula de fluxo, o líquido ou lama é exposto a uma sonicação precisamente ajustável. Todo o material passa a zona de ponto quente cavitacional sob o sonotrodo e sofre um tratamento ultrassónico uniforme. Após a passagem através da zona de cavitação, o líquido atinge a saída da célula de fluxo. Dependendo do processo, o tratamento ultrassónico de escoamento pode ser executado como tratamento de passagem única ou múltipla. A fim de manter uma determinada temperatura de processo benéfica, por exemplo, para evitar a degradação de material sensível ao calor durante a sonicação, os reactores das células de fluxo são revestidos para melhorar a dissipação de calor.
De pequenos a grandes volumes: Os resultados do processo podem ser escalados linearmente desde volumes mais pequenos processados a nível de laboratório e de bancada até rendimentos muito grandes à escala da produção industrial. Os ultrassons Hielscher estão disponíveis para quaisquer volumes, desde microlitros a galões.
As células de fluxo Hielscher são completamente autoclaváveis e adequadas para a utilização com a maioria dos produtos químicos.

Saiba mais sobre o nosso laboratório e homogeneizadores ultra-sónicos industriais!

Dispositivos de laboratório ultra-sónicos e células de fluxo

Abaixo, pode encontrar os nossos dispositivos de laboratório ultra-sónicos com as células de fluxo e sonotrodos correspondentes
UP400ST (24kHz, 400W):
Os sonotrodos S24d14D, S24d22D e S24d22L2D são fornecidos com um anel de vedação O-ring. Os tipos de sonotrodos S24d14D e S24d22D são compatíveis com a célula de fluxo FC22K (aço inoxidável, com camisa de arrefecimento).

UP200St (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
Os sonotrodos S24d2D e S24d7D estão equipados com um vedante O-ring e são compatíveis com a célula de fluxo FC7K (aço inoxidável, com camisa de arrefecimento) e FC7GK (célula de fluxo de vidro, com camisa de arrefecimento).

UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
Tanto para o UP50H como para o UP100H, podem ser utilizados os mesmos modelos de sonotrodo e de célula de fluxo. Os sonotrodos MS7 e MS7L2 possuem um vedante que os torna adequados para a utilização com as células de fluxo D7K (aço inoxidável) e GD7K (célula de fluxo de vidro, com camisa de arrefecimento).

Como otimizar as condições de funcionamento das células de fluxo ultra-sónicas

A Hielscher Ultrasonics oferece-lhe uma variedade de células de fluxo ultra-sónicas e reactores sonoquímicos. O desenho da célula de fluxo (isto é, a geometria e o tamanho da célula de fluxo) e sonotrodo deve ser escolhido de acordo com o líquido ou lama e os resultados do processo alvo.
O quadro seguinte apresenta os parâmetros mais importantes que influenciam as condições de ultra-sons na célula de fluxo.

• Temperatura: As células de fluxo com camisas de arrefecimento ajudam a manter a temperatura de processamento desejada. Temperaturas elevadas próximas do ponto de ebulição específico do fluido resultam numa diminuição da intensidade da cavitação, uma vez que a densidade do líquido está a diminuir.
• Pressão: A pressão é um parâmetro de intensificação da cavitação. A pressurização da célula de fluxo ultra-sónica resulta num aumento da densidade do fluido e, consequentemente, num aumento da cavitação acústica. As células de fluxo de laboratório Hielscher podem ser pressurizadas até 1 barg, enquanto que as células de fluxo industriais Hielscher e reactores até 300atm (aprox. 300 barg) podem ser aplicados.
• Viscosidade do líquido: A viscosidade de um líquido é um fator importante, quando se trata de uma configuração ultra-sónica em linha. As pequenas células de fluxo de laboratório devem ser utilizadas preferencialmente com meios de baixa viscosidade, enquanto as células de fluxo industriais Hielscher são adequadas para materiais de baixa a alta viscosidade, incluindo pastas.
• Composição do líquido: Os efeitos da viscosidade do líquido foram descritos acima. Se o líquido processado não contiver sólidos, a bombagem e a alimentação são simples e as propriedades do fluxo são previsíveis. Quando se trata de lamas que contêm sólidos, tais como partículas e fibras, a forma da célula de fluxo deve ser escolhida tendo em conta o tamanho das partículas ou o comprimento das fibras. A geometria correta da célula de fluxo facilita o fluxo de fluidos carregados de sólidos e assegura uma sonicação homogénea.
• Gases dissolvidos: Os líquidos alimentados numa célula de fluxo ultrassónico não devem conter grandes quantidades de gases dissolvidos, uma vez que as bolhas de gás interferem com a geração de cavitação acústica e as suas bolhas de vácuo caraterísticas.

Os reactores de fluxo ultra-sónicos em pequena e grande escala são muito populares na investigação, R&D e na indústria, uma vez que permitem estudar e controlar os mecanismos e efeitos do processamento ultrassónico de alta potência. Por conseguinte, as células de fluxo ultrassónico e os reactores em linha foram implementados para várias aplicações em processos biológicos, farmacêuticos e químicos – à escala laboratorial, piloto e industrial.
Os homogeneizadores, sonotrodos e células de fluxo da Hielscher Ultrasonics estão disponíveis em vários modelos para montar a configuração ideal de processamento ultrassónico. Nossa equipe bem experiente irá consultar em relação à configuração do equipamento ideal para seus objetivos de processo!

O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons: