Ultrassonicadores de alta cisalhamento para processos de mistura inline oferecem várias vantagens quando comparados aos homogeneizadores coloides convencionais. O uso de ultrassom de alta potência para mistura permite que misturadores ultrassônicos de alta cisalhamento de Hielscher produzam suspensões coloidais uniformemente dispersas e emulsões na nano-gama. Homogeneizadores ultrassônicos podem processar qualquer volume e viscosidade e podem até mesmo lidar com partículas muito abrasivas.

Mistura de alta tesoura com ultrassom de energia

A homogeneização inline de suspensões líquidos sólidos ou líquido-líquidos é uma aplicação necessária na produção de materiais e bens múltiplos. Misturadores ultrassônicos de alta cisalhamento são usados em muitas indústrias, incluindo a fabricação de tintas, pigmentos & tintas, polímeros & compósitos, combustíveis, alimentos & bebidas, suplementos nutricionais, produtos farmacêuticos, cosméticos & cuidados pessoais entre outros. Homogeneizadores ultrassônicos de alta cisalhamento são usados para misturar, dispersar, desagglomerar, emulsionar, molhar, dissolver e micro-moer partículas. Uma força particular dos misturadores ultrassônicos de alta cisalhamento é a capacidade de processamento confiável de nano-materiais (por exemplo, nano-dispersões, nano-emulsões).

Como funciona a mistura ultrassônica de alta cisalhamento?

A mistura e homogeneização ultrassônicas de alta cisalhamento baseia-se no princípio de trabalho da cavitação acústica. Quando os líquidos são sonicados em altas intensidades, as ondas de ultrassom se propagam através do meio líquido e resultam em ciclos alternados de alta pressão (compressão) e baixa pressão (rarefação). Ultrassonicadores de alta potência operam em uma frequência de cerca de. 20kHz. Isso significa 20.000 vibrações por segundo. Durante o ciclo de baixa pressão, ondas de ultrassom de alta intensidade criam pequenas bolhas de vácuo no líquido. Quando a bolha de cavitação atinge um tamanho em que não pode absorver mais energia, ela entra em colapso violentamente durante um ciclo de alta pressão. Este fenômeno de implosão de bolhas é conhecido sob o termo técnico "cavitação". Durante a implosão, temperaturas muito altas (aproximadamente 5.000K) e pressões (aproximadamente 2.000atm) são atingidas localmente. A implosão da bolha de cavitação também gera jatos líquidos de até 280m/s de velocidade. (cf. Suslick 1998)
Essas forças altamente intensivas e disruptivas fornecem energia suficiente para moer, desagglomerar e dispersar partículas em fluidos e transformar misturadores ultrassônicos de alta cisalhamento na tecnologia de processamento por excelência. Portanto, são utilizados como técnica de fabricação e processamento, especialmente em setores onde a nanotecnologia e os nanomateriais desempenham um papel crucial para o desempenho e a qualidade do produto.

Processo Superior e Eficiência Energética com Misturadores Ultrassônicos

Os processadores ultrassônicos Hielscher têm uma excelente eficiência energética de >85%. Isso reduz os custos operacionais de eletricidade e resulta em maior desempenho de processamento. Kusters et al. (1994) retomam em seu estudo que a fragmentação ultrassônica é igualmente eficiente como a moagem convencional.
Aplicando pressão e otimizando o processo ultrassônico, a tecnologia de mistura ultrassônica muitas vezes destaca métodos convencionais de mistura, como misturadores de lâminas rotativas, homognenizers de alta pressão ou moinhos de bolas de longe.
Em outro estudo, Pohl et al. (2004) compararam a eficiência de processamento da dispersão ultrassônica da sílica com outros métodos de mistura de alta cisalhamento, como com um IKA Ultra-Turrax (rotor-stator-system). Pohl et al. compararam a redução do tamanho das partículas de Aerosil 90 (2%wt) na água usando um Ultra-Turrax (rotor-stator-system) em várias configurações com a de um misturador ultrassônico de alta tesoura Hielscher UIP1000hd com célula de fluxo no modo contínuo. O estudo de Pohl et al. conclui que "a energia específica constante, o ultrassom EV é mais eficaz do que o sistema de estetor-estetor" e que "a frequência de ultrassom aplicada na faixa de 20 kHz até 30 kHz não tem grande efeito no processo de dispersão".

Redução do tamanho de partículas ultrassônicas de hidroxiapatita de cálcio (concentração 30% sólida, 150Ws/g EUA)

Onde comprar seu misturador ultrassônico de alta tesoura?

Hielscher Ultrasonics é seu parceiro confiável quando se trata de processos de sônica de alto desempenho, como fresagem ultrassônica, dispersão, emulsificação e dissolução. Os misturadores ultrassônicos de alta cisalhamento de Hielscher podem fornecer amplitudes muito altas. Amplitudes de até 200μm podem ser facilmente executadas continuamente na operação 24/7/365. Para amplitudes ainda maiores, sonotrodes ultrassônicos personalizados estão disponíveis. Uma grande variedade de reator ultrassônico inline e acessórios adicionais permitem a configuração ideal para sua aplicação ultrassônica (por exemplo, emulsificação inlina, redução do tamanho das partículas e homogeneização).
Software inteligente, menu digital via display de toque, gravação automática de dados e controle remoto do navegador são recursos de homogeneizadores ultrassônicos de alta cisalhamento hielscher que tornam a operação mais fácil e simples. A tecnologia clean-in-place (CIP) torna conveniente o uso de misturador ultrassônico de alta cisalhamento. Robustez, confiabilidade, instalação e operação simples, bem como baixa manutenção são recursos adicionais, que facilitam a rotina diária de trabalho com ultrassonicadores Hielscher.

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