Células de fluxo e reatores inline para ultrassonicadores de laboratório

Homogeneizadores de laboratório ultrassônicos podem ser usados para processamento em lote e inline de líquidos e pastas. Aplicações típicas incluem homogeneização, dispersão, emulsificação, dissolução, bem como reações sonológicas. Para a sônica contínua inline, células de fluxo e reatores em linha em vários tamanhos e geometrias estão disponíveis.

Processamento inline ultrassônico em escala de laboratório

Reatores de células de fluxo para homogeneizadores ultrassônicos são bem conhecidos e amplamente utilizados para o processamento de grandes volumes na produção industrial. No entanto, para o processamento de volumes menores em laboratório e em escala de bancada, o uso de células de fluxo ultrassônicos também oferece várias vantagens. As células de fluxo ultrassônico permitem alcançar resultados uniformes de processamento, uma vez que o material passa pelo espaço confinado da câmara celular de fluxo de forma definida. Fatores de sonicação, como tempo de retenção, temperatura do processo e número de passagens podem ser precisamente controlados para que as metas sejam alcançadas de forma confiável.
Células de fluxo hielscher e reatores inline vêm com jaquetas de resfriamento para manter a temperatura ideal do processo. Reatores de células de fluxo estão disponíveis em vários tamanhos e geometrias, a fim de atender a requisitos específicos do processo.
Usando um ultrassônico de laboratório em combinação com um reator de célula de fluxo, você pode processar volumes amostrais maiores sem muito trabalho pessoal. Usando uma configuração de célula de fluxo ultrassônico, o líquido é bombeado para o reator ultrassônico feito de aço inoxidável ou vidro. Na célula de fluxo, o líquido ou chorume é exposto a uma sônica precisamente ajustável. Todo o material passa pela zona de ponto quente cavitacional sob o sonotrodo e passa por um tratamento ainda ultrassônico. Após a passagem pela zona de cavitação, o líquido atinge a saída da célula de fluxo. Dependendo do processo, o tratamento de fluxo ultrassônico pode ser executado como tratamento de passe único ou múltiplo. A fim de manter uma certa temperatura de processo benéfica, por exemplo, para evitar a degradação do material sensível ao calor durante a sonicação, os reatores de células de fluxo são revestidos para melhorar a dissipação de calor.
De volumes pequenos a grandes: Os resultados dos processos podem ser linearmente dimensionados de volumes menores processados em nível de laboratório e de bancada para rendimentos muito grandes em escala de produção industrial. Ultrassonicadores hielscher estão disponíveis para quaisquer volumes de microlitres a galões.
As células de fluxo hielscher são completamente autoclaváveis e adequadas para o uso com a maioria dos produtos químicos.

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Dispositivos de laboratório ultrassônicos e células de fluxo

Abaixo, você pode encontrar nossos dispositivos de laboratório ultrassônicos com as células de fluxo correspondentes e ultrassom
UP400ST (24kHz, 400W):
Os sonotrodes S24d14D, S24d22D e S24d22L2D vêm com uma vedação de anel O e são compatíveis com a célula de fluxo FC22K (aço inoxidável, com jaqueta de resfriamento).

UP200St (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
Os sonotrodes S24d2D e S24d7D são equipados com uma vedação de anel O e são compatíveis com a célula de fluxo FC7K (aço inoxidável, com jaqueta de resfriamento) e FC7GK (célula de fluxo de vidro, com jaqueta de resfriamento).

UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
Tanto para o UP50H quanto para UP100H, os mesmos modelos de células de sonotrode e fluxo podem ser usados. Os sonotrodes MS7 e MS7L2 possuem um selo que os torna adequados para o uso com as células de fluxo D7K (aço inoxidável) e GD7K (célula de fluxo de vidro, com jaqueta de resfriamento).

Como otimizar as condições operacionais em células de fluxo ultrassônico

Hielscher Ultrasonics oferece variedade de células de fluxo ultrassônicos e reatores sonológicos. O design da célula de fluxo (ou seja, geometria e tamanho da célula de fluxo) e o sonotrode devem ser escolhidos de acordo com o líquido ou chorume e os resultados do processo direcionado.
A tabela abaixo apresenta os parâmetros mais importantes, que influenciam as condições de ultrassom na célula de fluxo.

• Temperatura: Células de fluxo com jaquetas de resfriamento ajudam a manter a temperatura de processamento desejada. Altas temperaturas próximas ao ponto de ebulição específico do fluido resultam em diminuição da intensidade de cavitação, uma vez que a densidade líquida está diminuindo.
• Pressão: Pressão é um parâmetro de intensificação da cavitação. Pressurizar a célula de fluxo ultrassônico resulta em um aumento da densidade de fluidos e, assim, aumento da cavitação acústica. As células de fluxo de laboratório hielscher podem ser pressurizadas com até 1 barg, enquanto para Hielscher células de fluxo industrial e reatores até 300atm (aproximadamente 300 barg) podem ser aplicados.
• Viscosidade do líquido: A viscosidade de um líquido é um fator importante, quando se trata de uma configuração ultrassônica em linha. Pequenas células de fluxo de laboratório são preferencialmente usadas com baixa mídia viscosa, enquanto as células de fluxo industrial hielscher são adequadas para materiais de baixa a alta viscosa, incluindo pastas.
• Composição do líquido: Os efeitos da viscosidade do líquido foram descritos acima. Se o líquido processado não contiver sólidos, o bombeamento e a alimentação são simples e as propriedades de fluxo são previsíveis. Quando se trata de pastas contendo sólidos como partículas e fibras, a forma da célula de fluxo deve ser escolhida considerando o tamanho das partículas ou o comprimento da fibra. A geometria da célula de fluxo direito facilita o fluxo de fluidos carregados sólidos e garante a sônica homogênea.
• Gases dissolvidos: Líquidos alimentados em uma célula de fluxo ultrassônico não devem conter altas quantidades de gases dissolvidos, uma vez que as bolhas de gás interferem na geração de cavitação acústica e suas bolhas de vácuo características.

Reatores de fluxo ultrassônicos em pequena e grande escala são muito populares em pesquisa, R&D e indústria como permitem estudar e controlar os mecanismos e efeitos do processamento ultrassônico de alta potência. Portanto, células de fluxo ultrassônico e reatores inline foram implementados para diversas aplicações em processos biológicos, farmacêuticos e químicos – em laboratório, piloto e escala industrial.
Homogeneizadores hielscher ultrassônicos, sonotrodes e células de fluxo estão disponíveis em vários projetos, a fim de montar a configuração ideal de processamento ultrassônico. Nossa equipe bem experiente consultará em relação à configuração ideal do equipamento para seus objetivos de processo!

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators: