Misturadores em linha ultra-sónicos de alto cisalhamento

Os ultrassonicadores de alto cisalhamento para processos de mistura em linha oferecem várias vantagens quando comparados aos homogeneizadores coloidais convencionais. A utilização de ultra-sons de alta potência para a mistura permite que os misturadores ultra-sónicos de alto cisalhamento Hielscher produzam suspensões coloidais uniformemente dispersas e emulsões na gama nano. Os homogeneizadores ultra-sónicos em linha podem processar qualquer volume e viscosidade e podem mesmo lidar com partículas muito abrasivas.

Mistura em linha de alto cisalhamento com ultrassom de potência

A homogeneização em linha de suspensões sólido-líquido ou líquido-líquido é uma aplicação necessária na produção de múltiplos materiais e bens. Os misturadores ultrassónicos de alto cisalhamento em linha são utilizados em muitas indústrias, incluindo o fabrico de tintas, pigmentos & tintas, polímeros & compósitos, combustíveis, alimentos & bebidas, suplementos nutricionais, produtos farmacêuticos, cosméticos & cuidados pessoais, entre outros. Os homogeneizadores ultrassónicos de alto cisalhamento em linha são utilizados para misturar, dispersar, desaglomerar, emulsionar, molhar, dissolver e microtriturar partículas. Um ponto forte particular dos misturadores ultrassónicos de alto cisalhamento em linha é a capacidade de processamento fiável de nanomateriais (por exemplo, nano-dispersões, nano-emulsões).

Como funciona a mistura ultra-sónica de alto cisalhamento?

Ultrasonic high-shear mixing and homogenization is based on the working principle of acoustic cavitation. When liquids are sonicated at high intensities, the ultrasound waves propagate through the liquid medium and result in alternating high-pressure (compression) and low-pressure (rarefaction) cycles. High power ultrasonicators operate at a frequency of around. 20kHz. This means 20,000 vibrations per second. During the low-pressure cycle, high-intensity ultrasound waves create small vacuum bubbles in the liquid. When the cavitation bubble attains a size at which its cannot absorb any further energy, it collapses violently during a high-pressure cycle. This phenomenon of bubble implosion is known under the technical term “cavitação”. During the implosion very high temperatures (approx. 5,000K) and pressures (approx. 2,000atm) are reached locally. The implosion of the cavitation bubble also generates liquid jets of up to 280m/s velocity. (cf. Suslick 1998)
Estas forças altamente intensas e disruptivas fornecem energia suficiente para moer, desaglomerar e dispersar partículas em fluidos e transformam os misturadores ultra-sónicos de alto cisalhamento na tecnologia de processamento por excelência. Por conseguinte, são utilizados como técnica de fabrico e processamento, especialmente em sectores em que a nanotecnologia e os nanomateriais desempenham um papel crucial no desempenho e na qualidade dos produtos.

Processo superior e eficiência energética com misturadores de ultra-sons

Os processadores ultra-sónicos Hielscher têm uma eficiência energética excecional de >85%. Isso reduz os custos operacionais de eletricidade e resulta em maior desempenho de processamento. Kusters et al. (1994) retomam no seu estudo que a fragmentação ultra-sónica é igualmente eficiente como a moagem convencional.
Através da aplicação de pressão e da otimização do processo ultrassónico, a tecnologia de mistura ultra-sónica supera frequentemente os métodos de mistura convencionais, como os misturadores de lâminas rotativas, os homognenizadores de alta pressão ou os moinhos de bolas.
In another study, Pohl et al. (2004) compared the processing efficiency of ultrasonic dispersion of silica with other high-shear mixing methods, such as with an IKA Ultra-Turrax (rotor-stator-system). Pohl et al. compared the particle size reduction of Aerosil 90 (2%wt) in water using an Ultra-Turrax (rotor-stator-system) at various settings with that of a Hielscher ultrasonic high-shear mixer UIP1000hd with flow cell in continuous mode. The study of Pohl et al. concludes, that “at constant specific energy EV ultrasound is more effective than the rotor-stator-system” and that “the applied ultrasound frequency in the range from 20 kHz up to 30 kHz has no major effect on the dispersion process.”

Redução ultra-sónica do tamanho das partículas de hidroxiapatite de cálcio (30% de concentração sólida, 150Ws/g US)

Onde comprar o seu misturador em linha de alto cisalhamento ultrassónico?

Hielscher Ultrasonics é o seu parceiro de confiança quando se trata de processos de sonicação de alto desempenho, tais como moagem ultra-sônica, dispersão, emulsificação e dissolução. Os misturadores em linha de alto cisalhamento ultra-sônicos da Hielscher podem fornecer amplitudes muito altas. Amplitudes de até 200µm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24/7/365. Para amplitudes ainda maiores, sonotrodos ultra-sônicos personalizados estão disponíveis. Uma grande variedade de reator em linha de ultra-sons e outros acessórios permitem a configuração ideal para a sua aplicação de ultra-sons (por exemplo, emulsificação em linha, redução do tamanho das partículas, e homogeneização).
O software inteligente, o menu digital através de um ecrã tátil, o registo automático de dados e o controlo remoto por browser são caraterísticas dos homogeneizadores ultra-sónicos de alto cisalhamento Hielscher que tornam a operação mais fácil e simples. A tecnologia de limpeza no local (CIP) torna conveniente a utilização do misturador ultrassónico de alto cisalhamento. A robustez, a fiabilidade, a simplicidade de instalação e de funcionamento, bem como a baixa manutenção, são caraterísticas adicionais que facilitam a rotina diária de trabalho com os ultrassons Hielscher.

Contacte-nos agora para saber mais sobre como o misturador ultrassónico de alto cisalhamento em linha pode melhorar o seu processamento de sistemas sólido-líquido e líquido-líquido! A nossa equipa bem treinada e com uma longa experiência terá todo o prazer em ajudá-lo com mais informações sobre aplicações e preços.

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