Sonicador – Hielscher Ultrasonics | Da escala laboratorial à industrial
Os nossos sonicadores digitais de sonda abrangem a bancada de laboratório, a escala piloto e a produção à escala plena, permitindo-lhe transferir a amplitude, a energia por volume e o tempo de processo com confiança. A monitorização em tempo real e o registo automático de dados documentam cada operação para efeitos de GLP, GMP e diligência devida dos investidores. Os acessórios modulares permitem passar de copos de laboratório abertos para células de fluxo fechadas, reatores com temperatura controlada e módulos de produção em linha montados sobre estruturas de suporte, à medida que a capacidade de processamento aumenta. Com engenheiros de aplicações que respondem prontamente e assistência global, a Hielscher facilita a validação, a otimização e o aumento de escala da sonicação. Pronto para escolher o sonicador adequado ao seu processo? Estamos aqui para ajudar.
Sonicadores Hielscher: potência para todos os volumes e processos
Os nossos sonicadores de sonda abrangem toda a gama, desde o trabalho prático de laboratório até ao processamento industrial de grandes volumes. As classes de potência vão desde equipamentos compactos de bancada até reatores em linha de vários quilowatts, permitindo começar com pequenos lotes de desenvolvimento e aumentar a escala até à produção contínua com parâmetros validados.
Sonicador UP400St (400 Watts)
Sonicador Hielscher UP400St
Sonicação laboratorial e desenvolvimento de processos
O sonicador compacto e robusto UP400St responde às suas necessidades quando precisa de potência ultrassónica fiável em copos de laboratório, pequenos lotes e ensaios em fluxo à escala piloto. Os volumes dos lotes atingem até cerca de 8 litros (2 galões) e, com células de fluxo, pode processar volumes maiores por hora, tornando-o uma ponte prática entre o desenvolvimento de processos e pequenas séries de produção. As aplicações típicas incluem: extração botânica, formulação de produtos e redução do tamanho de partículas. O controlo digital por ecrã tátil, o registo integrado de dados em cartão SD, o controlo remoto por navegador, a monitorização da temperatura e os sonotrodos intercambiáveis apoiam o desenvolvimento de métodos, a documentação e a transição fluida da investigação e desenvolvimento para pequenas séries de produção.
Sonicador UIP1000hdT (1000 Watts)
Sonicador Hielscher UIP1000hdT
Otimização de processos e produção
O UIP1000hdT é o sonicador perfeito para o desenvolvimento e a otimização de processos, bem como para o processamento de lotes médios ou em fluxo contínuo. Transmite elevada potência ultrassónica para células de fluxo pressurizáveis ou recipientes abertos, para emulsificação, dispersão, extração e reações sonoquímicas, preenchendo a lacuna entre pequenos sistemas laboratoriais e linhas de produção de vários quilowatts. O agrupamento de unidades em paralelo aumenta a capacidade de processamento quando necessário. O sistema totalmente digital, com controlo por ecrã tátil, registo de dados em cartão SD, controlo remoto via Ethernet, monitorização da temperatura e da pressão e uma ampla gama de sonotrodos, permite estudos sistemáticos de parâmetros e uma transição fluida das primeiras operações de sonicação para o fabrico validado.
Sonicador UIP16000hdT (16 000 Watts)
Sonicador Hielscher UIP16000hdT
Sonicação de elevado desempenho
O UIP16000hdT de elevada potência é o sonicador industrial para homogeneização, desaglomeração, extração e mistura com elevado cisalhamento em linha, em grande escala, em ambientes de produção exigentes. Acopla uma enorme potência ultrassónica a células de fluxo pressurizáveis e linhas de processo montadas sobre estruturas de suporte, tornando-o o sonicador perfeito para capacidades de processamento à escala plena. Os 16 quilowatts de potência ultrassónica contínua permitem caudais consideráveis. Várias unidades UIP16000hdT podem ser agrupadas em paralelo ou em série para satisfazer objetivos de capacidade muito elevada. A construção robusta, para serviço intensivo, é adequada à operação 24/7 com suspensões abrasivas, materiais de alimentação viscosos ou sistemas químicos reativos. A facilidade de controlo, o registo avançado de dados, as várias interfaces de controlo remoto e a monitorização da temperatura e da pressão em tempo real proporcionam às equipas de operação a rastreabilidade e o controlo necessários para o fabrico sujeito a regulamentação.
| Característica | Sonicadores de sonda | Sonicadores de banho | Técnicas convencionais de homogeneização |
|---|---|---|---|
| Transferência de energia | Direta e altamente eficiente, uma vez que a sonda contacta diretamente com a amostra. | Indireta e menos eficiente, uma vez que a energia se dispersa de forma desigual por todo o banho. | Por acionamento mecânico, resultando frequentemente numa menor eficiência de transferência de energia. |
| Precisão | Altamente precisos e controláveis individualmente, permitindo a aplicação direcionada de energia. | Menos precisos, com a energia distribuída por todo o banho. | Precisão moderada, dependendo da configuração mecânica. |
| Flexibilidade do tamanho das amostras | Eficazes para volumes pequenos a médios; podem ser ajustados para vários tamanhos de amostra. | Mais adequados para volumes maiores ou para várias amostras pequenas em simultâneo. | Variável; frequentemente limitada pelo tamanho e pelo tipo de homogeneizador. |
| Tempo de processamento | Tempos de processamento mais curtos devido à transferência eficiente de energia. | Tempos de processamento mais longos devido à aplicação dispersa de energia. | Variável; pode ser mais longo devido à aplicação menos eficiente de energia. |
| Controlo da temperatura | Pode ocorrer aquecimento localizado; requer frequentemente arrefecimento externo. | Melhor para aplicações sensíveis à temperatura, uma vez que o banho pode absorver calor. | Controlo moderado, requer frequentemente gestão externa da temperatura. |
| Escalabilidade | Escalabilidade completamente linear, o que facilita enormemente a passagem da viabilidade à produção industrial. | Difícil aumentar a escala devido à sonicação desigual e às limitações das dimensões dos banhos. | Difícil aumentar a escala devido às dificuldades em manter os mesmos parâmetros de processo (por exemplo, pressão, força de cisalhamento) em diferentes escalas, o que conduz a variabilidade no produto final. |
| Custo | Custo inicial mais elevado, mas maior eficiência para tarefas especializadas. | Geralmente, custo inicial mais baixo, mas menor eficiência. | Varia consoante o equipamento e a aplicação. |
Reatores de célula de fluxo para sonicadores
Para indústrias e laboratórios que necessitam de processamento ultrassónico contínuo, a Hielscher Ultrasonics oferece reatores avançados de célula de fluxo compatíveis com os seus potentes sonicadores de sonda, incluindo o UP400St (400 watts), o UIP1000hdT (1000 watts) e o UIP16000hdT (16kW).
Concebidos para sonicação em linha
Os reatores de célula de fluxo são concebidos para permitir uma sonicação eficiente em linha, na qual os líquidos são tratados ao atravessarem a câmara do reator. Esta configuração é ideal para processos que beneficiam de resultados consistentes e reprodutíveis durante longos períodos, como a emulsificação, a redução do tamanho de partículas ou a rutura celular. As células de fluxo oferecem uma excelente solução para utilizadores que precisam de aumentar a escala, passando do processamento por lotes para a produção contínua com elevada capacidade de processamento.
Principais vantagens
Uma das principais vantagens dos reatores de célula de fluxo da Hielscher é a sua capacidade de serem pressurizados, o que intensifica significativamente os efeitos de cavitação gerados durante a sonicação. Quando um líquido é sujeito a ondas ultrassónicas, ocorre cavitação – esta envolve a formação, o crescimento e o colapso de bolhas, libertando energia intensa que fragmenta partículas ou rompe células. A pressurização da célula de fluxo amplifica estas forças de cavitação, resultando numa sonicação ainda mais eficaz. Para o UP400St, o UIP1000hdT e o UIP16000hdT, esta capacidade de pressurização é crucial para maximizar a transferência de energia e alcançar uma eficiência de processo superior, particularmente em aplicações exigentes, como a produção de nanoemulsões e dispersões e a extração de compostos valiosos.
Otimização de processos
A sonicação em linha com reatores de célula de fluxo é uma técnica de otimização de processos que oferece múltiplos benefícios para aplicações de elevado desempenho e para o fabrico industrial. Em comparação com o processamento tradicional por lotes, a sonicação em linha assegura um fluxo contínuo de material, permitindo um controlo preciso dos parâmetros de sonicação e melhor escalabilidade. Ao evitar a variabilidade entre lotes, a sonicação em linha melhora a consistência do produto, tornando-se a solução ideal para indústrias que dão prioridade a resultados de elevada qualidade e reprodutíveis. Além disso, os sonicadores Hielscher, quando utilizados com reatores de célula de fluxo, proporcionam poupanças significativas de tempo, mão de obra e energia, melhorando a eficiência global do processo e reduzindo os custos operacionais. Para empresas envolvidas na produção ou na investigação em grande escala, a sonicação em linha oferece uma via para melhorar a produtividade, reduzir os tempos de paragem e obter produtos com resultados superiores.
Quer esteja num laboratório de investigação ou numa instalação industrial de grande escala, os sonicadores de sonda oferecem uma solução versátil e eficaz para uma ampla gama de aplicações.
- elevada eficiência
- tecnologia de ponta
- fiabilidade e robustez
- controlo do processo ajustável e preciso
- por lotes e em linha
- para qualquer volume
- software inteligente
- funcionalidades inteligentes (por exemplo, programação, registo de dados, controlo remoto)
- operação fácil e segura
- manutenção reduzida
- CIP (limpeza no local)
Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha
Os sonicadores Hielscher são bem conhecidos pelos seus padrões máximos de qualidade e conceção. A robustez e a facilidade de operação permitem a integração fluida dos nossos sonicadores em instalações industriais. Os sonicadores Hielscher lidam facilmente com condições adversas e ambientes exigentes.
A Hielscher Ultrasonics é uma empresa com certificação ISO e dá especial ênfase a sonicadores de elevado desempenho que combinam tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os sonicadores Hielscher estão em conformidade com a CE e cumprem os requisitos de UL, CSA e RoHs.
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores:
| Volume do lote | Caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0,5 a 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 a 20L | 0,2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 a 150L | 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | superior | agrupamento de UIP16000 |
Perguntas frequentes
O que é um sonicador?
Um sonicador é um dispositivo que utiliza ultrassons de potência para agitar partículas numa amostra, normalmente num líquido. Esta energia ultrassónica de elevada intensidade cria alterações rápidas de pressão, levando à formação e ao colapso de pequenas bolhas, num processo denominado cavitação. As forças mecânicas resultantes podem romper células, dispersar materiais ou homogeneizar misturas, tornando os sonicadores úteis em áreas como a biologia, a química e a ciência dos materiais, para tarefas como a rutura celular, a mistura, a extração e a emulsificação. Por conseguinte, os sonicadores de sonda constituem uma técnica bem estabelecida de homogeneização, extração e moagem por via húmida à escala laboratorial e industrial.
Porque devo utilizar um sonicador?
Utilize um sonicador quando precisar de uma transmissão de energia rápida e uniforme para a rutura celular, a homogeneização de amostras e a mistura de líquidos e sólidos. As ondas ultrassónicas controladas aceleram processos que vão da lise celular à dispersão de nanopartículas e à emulsificação. Com arrefecimento adequado, a sonicação mantém-se um método que gera pouco calor e ajuda a preservar materiais sensíveis à temperatura, tornando-a valiosa em laboratórios e no fabrico.
Sonicadores Hielscher na investigação e na ciência
Abaixo encontra uma seleção de artigos científicos que utilizam sonicadores de sonda Hielscher em operação por lotes e em linha. Os artigos abrangem desde a extração ultrassónica até à eletroquímica, passando pela dispersão. Se procura uma aplicação específica e referências científicas relacionadas, contacte-nos.
- FactSheet UP400St – 400 Watts Powerful Probe-Type Sonicator
- FactSheet UIP1000hdT – 1000 Watts Powerful Sonicator for Bench-top and Industry
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthesis of NaP zeolite at room temperature and short crystallization time by sonochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 1, 2013. 314-321.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Manganiello R., Pagano M., Nucciarelli D., Ciccoritti R., Tomasone R., Di Serio M.G., Giansante L., Del Re P., Servili M., Veneziani G. (2021): Effects of Ultrasound Technology on the Qualitative Properties of Italian Extra Virgin Olive Oil. Foods. 2021 Nov 22;10(11):2884.