Omogenizatoare cu ultrasunete pentru procesare de laborator, pilot și industrială
Omogenizatoare cu ultrasunete sunt instrumente puternice pentru a amesteca și omogeniza suspensii solid-lichid și lichid-lichid. Omogenizarea cu ultrasunete este un proces mecanic de reducere a particulelor într-un lichid, astfel încât acestea să devină uniform mici și uniform distribuite. Hielscher oferă omogenizatoare cu ultrasunete puternice pentru aplicare în laborator și scară de producție.
Omogenizatoare cu ultrasunete pentru amestecare, dispersie, emulsificare și reducerea dimensiunii particulelor în condiții de fiabilitate
Homogenizatoarele cu ultrasunete Hielscher asigură o cavitație puternică și controlabilă pentru obținerea de amestecuri uniforme, dispersii fine, emulsii stabile, nanoemulsii, lizate celulare și particule de dimensiuni reduse. De la mici probe de laborator până la producția industrială continuă, sonicatoarele Hielscher oferă rezultate de omogenizare reproductibile pentru cercetare, dezvoltarea produselor și producție.
Fie că aveți nevoie să prelucrați cantități de ordinul mililitrelor în laborator, să optimizați o formulă la scară pilot sau să desfășurați o producție în linie cu randament ridicat, Hielscher oferă omogenizatoare cu ultrasunete cu control precis al amplitudinii, duratei, temperaturii, presiunii și energiei consumate. Acest lucru face din omogenizarea cu ultrasunete o alternativă scalabilă, repetabilă și eficientă la mixerele rotor-stator, morile cu bile și omogenizatoarele de înaltă presiune.
De ce ar trebui să alegeți un omogenizator cu ultrasunete:
- Omogenizare puternică: Realizați dispersii fine, emulsii, nanoemulsii și suspensii omogene.
- Control precis al procesului: Reglați amplitudinea, puterea, durata, temperatura și presiunea pentru a obține rezultate reproductibile.
- De la laborator la scară industrială: Puteți prelucra probe mici, loturi mari sau fluxuri continue.
- Funcționează cu materiale dificile: Potrivit pentru particule abrazive, suspensii cu conținut ridicat de substanță solidă, materiale fibroase, lichide vâscoase și formulări complexe.
- Funcționare în serie și în linie: Folosiți recipiente deschise, pahare de laborator, reactoare sau celule cu flux continuu.
- Design care necesită puțină întreținere: Geometriile simple ale sonotrozii și ale celulei de curgere reduc efortul de curățare și uzura.
- Conceput pentru funcționare non-stop: Sistemele industriale cu ultrasunete sunt concepute pentru procesarea continuă în condiții de solicitare intensă.
Spuneți-ne care este volumul de procesare, dimensiunea dorită a particulelor sau a picăturilor, vâscozitatea, conținutul de solide și capacitatea de producție necesară. Vă vom recomanda cel mai potrivit sonicator de laborator, pilot sau industrial.
Omogenizator cu ultrasunete UIP1000hdT, un sonicator puternic de 1000 de wați pentru nanodispersii și nanoemulsii
Aplicații și impactul omogenizatoare cu ultrasunete
Omogenizatoare cu ultrasunete sunt mixere puternice și fiabile, care sunt utilizate în laborator și industrie pentru numeroase aplicații.
Un omogenizator cu ultrasunete poate fi utilizat pentru diverse aplicații, inclusiv:
- Omogenizarea: Omogenizatoare cu ultrasunete pot omogeniza probele pentru a crea amestecuri uniforme și consistente.
- Dispersie: Omogenizatoare cu ultrasunete pot fi utilizate pentru a dispersa particule solide în lichide pentru a crea suspensii stabile. Ultrasonication este extraordinar de eficient în crearea de nano-dispersii.
- Emulsionare: Omogenizatoare cu ultrasunete pot fi utilizate pentru a crea emulsii stabile și nanoemulsii prin ruperea și dispersarea lichidelor nemiscibile, ar fi uleiul și apa.
- Întreruperea celulelor: Omogenizatoare cu ultrasunete poate rupe celulele deschise pentru a extrage componente intracelulare, ar fi proteine, acizi nucleici, enzime, și metaboliți.
- Degazare: Omogenizatoare cu ultrasunete pot fi utilizate pentru a îndepărta gazele dizolvate din lichide, ar fi degazarea solvenților HPLC sau a fluidelor de răcire.
- Ultrasonically-asistate reacții chimice: Omogenizatoare cu ultrasunete pot fi, de asemenea, utilizate pentru sonicare-reacții chimice asistate, ar fi sinteza sonochimice, cataliza sau degradarea.
În general, omogenizatoare cu ultrasunete sunt un instrument versatil care poate fi utilizat pentru o gamă largă de aplicații în cercetare, dezvoltare, și procese industriale.
Sonicator industrial UIP4000hdT cu celule de curgere pentru producția continuă în linie
Ultrasunete de putere pentru reducerea dimensiunii particulelor:
Atunci când homogeizere cu ultrasunete sunt utilizate pentru aplicații, ar fi amestecarea, dispersarea și emulsionarea, obiectivul este de a reduce particule mici sau picături într-un lichid sau suspensie pentru a îmbunătăți uniformitatea și stabilitatea amestecului. Aceste particule (faza dispersată) pot fi solide sau lichide. O reducere a diametrului mediu al particulelor crește numărul de particule individuale. Aceasta duce la o reducere a distanței medii a particulelor și crește suprafața particulelor. Graficul arată corelația dintre diametrul individual al particulelor și suprafața totală. Suprafața și distanța medie a particulelor pot influența reologia unui lichid.
Dacă există o diferență de greutate specifică între particule și lichid, omogenitatea amestecului poate influența stabilitatea dispersiei. Dacă dimensiunea particulelor este similară pentru majoritatea particulelor, tendința de aglomerare în timpul așezării sau creșterii se reduce, deoarece particulele similare au o viteză similară de creștere sau depunere.
Dispersiile cu ultrasunete arată o distribuție uniformă a dimensiunii particulelor cu particule reduse omogen. Curbele arată distribuția particulelor de siliciu înainte de ultrasunete (curba verde) și după dispersia cu ultrasunete (curba roșie).
Omogenizatoare cu ultrasunete vs de înaltă presiune
Homogenizatoarele de înaltă presiune forțează lichidul să treacă printr-o supapă de omogenizare la o presiune foarte mare. Această metodă poate da rezultate bune în cazul particulelor moi sau al picăturilor, cum ar fi globulele de grăsime din lapte. Cu toate acestea, pagina actuală menționează că omogenizatoarele de înaltă presiune pot fi limitate la prelucrarea materialelor dure, abrazive, fibroase sau filamentoase, deoarece vitezele mari ale lichidului și orificiile mici ale supapelor provoacă uzură și reduc durata de viață a pompei sau a supapei.
Omogenizatoarele cu ultrasunete funcționează diferit. În loc să forțeze materialul să treacă printr-un orificiu mic al supapei, acestea introduc energie mecanică în lichid prin intermediul unui sonotrod vibrator. Acest lucru generează cavitație direct în mediul de proces.
Avantajele omogenizatoarelor cu ultrasunete
- Fără orificii mici ale supapelor care se pot înfunda ușor
- Potrivit pentru materiale abrazive și fibroase
- Reglarea ușoară a intensității procesului
- Opțiuni de procesare în serie și continuă
- Număr redus de piese în contact cu lichidul și de piese mobile
- Deaglomerarea eficientă a particulelor și reducerea dimensiunii picăturilor
- Scalabilitate ridicată, de la testele de laborator până la producție
Omogenizatoare cu ultrasunete pentru laborator, la scară pilot și la scară industrială
Hielscher oferă omogenizatoare cu ultrasunete pentru diverse volume de proces și capacități de producție. Omogenizatoarele cu ultrasunete de laborator sunt utilizate pentru pregătirea probelor de mici dimensiuni, testarea formulelor, prelucrarea probelor biologice și cercetare&D. Aparatele cu ultrasunete de tip pilot și industriale sunt utilizate pentru dezvoltarea proceselor, extinderea la scară industrială, producție și procesarea continuă în linie.
Pagina actuală prezintă o gamă largă de capacități: omogenizatoarele cu ultrasunete de laborator pot prelucra volume cuprinse între aproximativ 1,5 ml și 5 l, în timp ce omogenizatoarele cu ultrasunete industriale pot prelucra loturi cuprinse între aproximativ 0,5 și 2000 l sau debite de la 0,1 l până la 20 m³ pe oră.
| Clasa de omogenizatoare | Cel mai potrivit pentru | Aplicații tipice |
|---|---|---|
| Omogenizatoare de laborator | Sonicatoare cu sondă compactă pentru probe mici, lucrări de laborator, R&D, precum și dezvoltarea formulelor. | Pregătirea probelor, disrupția celulară, extracția ADN-ului, ARN-ului și a proteinelor, emulsii în loturi mici, dispersia nanoparticulelor, evaluarea formulelor și testarea fezabilității. |
| Omogenizatoare la scară pilot | Sisteme pilot pentru dezvoltarea proceselor, studii de scalare, optimizarea parametrilor și producția de loturi de testare. | Optimizarea amplitudinii, a consumului de energie, a duratei și a temperaturii, elaborarea parametrilor de scalare, testarea în flux continuu, producția de loturi de probă și validarea rentabilității procesului. |
| omogenizatoare industriale | Sisteme industriale cu ultrasunete pentru prelucrarea la scară largă, producția continuă și producția de mare capacitate. | Producție continuă, omogenizare în loturi mari, dispersie la volum mare, emulsificare în linie, măcinare umedă, intensificarea proceselor și producție non-stop. |
Alegerea homogenizatorului cu ultrasunete potrivit
Alegerea celui mai bun omogenizator cu ultrasunete depinde de obiectivul procesului și de proprietățile materialului. Pentru a primi o recomandare fiabilă privind echipamentul, luați în considerare următorii parametri:
- Volumul probei sau al lotului
- Debit continuu
- Vâscozitatea lichidului
- Conținut solid
- Duritatea particulelor
- Dimensiunea inițială a particulelor sau a picăturilor
- Dimensiunea țintă a particulelor sau a picăturilor
- Sensibilitatea la temperatură
- Durata necesară pentru procesare
- Necesitatea răcirii sau a controlului presiunii
- Funcționare în serie, cu recirculare sau în linie cu o singură trecere
- Cerințe privind curățarea și compatibilitatea materialelor
Pe baza acestor parametri de proces, vă putem recomanda un omogenizator cu ultrasunete, un sonotrod, un amplificator, o celulă de curgere și un sistem de răcire adecvate.
De ce să achiziționați un omogenizator cu ultrasunete Hielscher?
Omogenizatoarele cu ultrasunete Hielscher sunt concepute pentru a asigura o cavitație fiabilă, un control reproductibil al procesului și o durată lungă de viață. Sistemele sunt destinate utilizării în laboratoare, instalații pilot și medii industriale.
Pagina existentă precizează că ultrasonicatoarele Hielscher sunt controlate în funcție de amplitudine, ceea ce înseamnă că amplitudinea selectată este menținută în condiții de funcționare. De asemenea, se subliniază faptul că parametrii identici de sonicare asigură rezultate constante și reproductibile, aspect important pentru calitatea produsului și extinderea la scară industrială.
Avantajele sonicatorului Hielscher:
- Procesoare cu ultrasunete de înaltă performanță, de la scara de laborator până la cea industrială
- Control precis al amplitudinii
- Putere, durată, temperatură și presiune reglabile
- Procesare în serie și în linie
- Sonotrode și celule de curgere rezistente
- Puține componente care intră în contact cu lichidul și curățare ușoară
- Potrivit pentru materiale abrazive, fibroase și cu conținut ridicat de solide
- Sisteme industriale pentru funcționare non-stop
- Consultanță în procese și asistență pentru aplicații
- Design german și calitate în fabricație
Tabelul de mai jos prezintă recomandări generale privind echipamentele, în funcție de volumul lotului sau de debitul care urmează să fie procesat. Faceți clic pe modelul de sonicator pentru a obține mai multe informații despre fiecare omogenizator cu ultrasunete.
| Volumul lotului | Debitul | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 00,5 până la 1,5 ml | n.a. | VialTweeter |
| 1 până la 500 ml | 10 până la 200 ml/min | UP100H |
| 10 până la 2000 ml | 20 până la 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 până la 20L | 00.2 până la 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 până la 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000hdT |
| 15 până la 150L | 3 până la 15L / min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 până la 100L / min | UIP16000 |
| n.a. | mai mare | grup de UIP16000 |
Omogenizatoare de țesut cu ultrasunete
Pe lângă prepararea de dispersii și emulsii, omogenizatoare cu ultrasunete sunt ferm stabilite în biotehnologie, biologie celulară și moleculară, și știința vieții pentru liza celulară și fracționarea, perturbarea țesuturilor, extracția compușilor intracelulari, precum și forfecarea ADN-ului, ARN, și cromatina. Omogenizatoare cu ultrasunete sunt disponibile pentru prepararea probei de volume mici (0,1ml) până la volume foarte mari pentru procesele industriale (de exemplu, extracția compușilor bioactivi pentru fabricarea suplimentului).
Pentru a perturba țesutul cu un omogenizator cu ultrasunete, se utilizează o soluție tampon izotonică pentru a opri deteriorarea osmotică. Hielscher omogenizatoare cu ultrasunete vin cu un senzor de temperatură și setarea de control al temperaturii, care permit menținerea probelor într-un interval de temperatură bine controlat.
Pentru mai multe detalii privind omogenizatoare de țesut cu ultrasunete, click aici!
Întrebări frecvente: Omogenizatoare cu ultrasunete
Ce este un omogenizator cu ultrasunete?
Un omogenizator cu ultrasunete este un aparat cu ultrasunete de mare putere utilizat pentru a amesteca, dispersa, emulsiona, dezaglomera, distruge sau reduce particulele și picăturile din lichide. Acesta utilizează o sondă vibratoare pentru a genera cavitație acustică în lichid.
Cum funcționează omogenizarea cu ultrasunete?
Omogenizarea cu ultrasunete se bazează pe cavitația acustică. Undele ultrasonice de intensitate ridicată generează bule microscopice care se sparg brusc. Acest proces produce forțe de forfecare, turbulențe și coliziuni între particule, care reduc dimensiunea particulelor sau a picăturilor și îmbunătățesc uniformitatea amestecului.
La ce servește un omogenizator cu ultrasunete?
Omogenizatoarele cu ultrasunete sunt utilizate pentru dispersie, emulsificare, nanoemulsificare, măcinare umedă, reducerea dimensiunii particulelor, liza celulară, ruperea țesuturilor, degazare, extracție și reacții sonochimice.
Care este diferența dintre un omogenizator cu ultrasunete și un sonicator cu sondă?
Termenii sunt adesea folosiți pentru același tip de echipament. Un sonicator cu sondă este un omogenizator cu ultrasunete care transmite ultrasunetele direct în lichid prin intermediul unei sonde sau al unui sonotrod.
Se pot obține nanoemulsii cu ajutorul omogenizatoarelor cu ultrasunete?
Da. Omogenizatoarele cu ultrasunete sunt utilizate pe scară largă pentru obținerea de emulsii fine și nanoemulsii, prin reducerea dimensiunii picăturilor și îmbunătățirea distribuției acestora în sistemele ulei-apă sau apă-ulei.
Homogenizatoarele cu ultrasunete pot dispersa nanoparticule?
Da. Omogenizatoarele cu ultrasunete sunt foarte eficiente pentru dispersarea nanoparticulelor și dezintegrarea aglomeratelor de particule din lichide. Acestea sunt utilizate pentru materiale precum silice, pigmenți, grafit, grafen, nanotuburi de carbon (CNT), oxizi metalici, ceramică și catalizatori.
Sunt omogenizatoarele cu ultrasunete potrivite pentru materiale abrazive?
Da. Omogenizatoarele cu ultrasunete sunt potrivite pentru multe particule abrazive sau dure, deoarece nu se bazează pe orificii mici ale supapelor, spre deosebire de omogenizatoarele de înaltă presiune. Pagina actuală a companiei Hielscher menționează în mod specific că materialele abrazive, precum pigmenții, agenții de lustruire și oxizii metalici, reprezintă o provocare pentru omogenizatoarele de înaltă presiune.
Homogenizatoarele cu ultrasunete pot prelucra lichide vâscoase?
Da. Omogenizatoarele cu ultrasunete pot prelucra numeroase lichide vâscoase și suspensii. Configurația optimă depinde de vâscozitate, de geometria cuvei, de debitul de curgere, de dimensiunea sonotrodului și de cerințele de răcire.
Se poate extinde la scară mai mare procesul de omogenizare cu ultrasunete?
Da. Omogenizarea cu ultrasunete poate fi adaptată de la testele de laborator la producția pilot și industrială. Hielscher oferă omogenizatoare cu ultrasunete pentru volume mici de probă, loturi mari și procesare continuă în linie.
Care sunt parametrii care influențează omogenizarea cu ultrasunete?
Printre parametrii importanți se numără amplitudinea, durata sonicației, energia consumată, temperatura, presiunea, volumul lichidului, debitul, vâscozitatea, concentrația de particule și geometria sonotrodului.
Omogenizarea cu ultrasunete este reproductibilă?
Da, atunci când parametrii procesului sunt controlați. Omogenizatoarele cu ultrasunete Hielscher sunt controlate în funcție de amplitudine, ceea ce asigură condiții de sonicare repetabile și rezultate constante.
Ce omogenizator cu ultrasunete Hielscher ar trebui să aleg?
Alegerea modelului potrivit depinde de volumul probei, de debitul de curgere, de vâscozitate, de concentrația de solide, de dimensiunea dorită a particulelor sau a picăturilor, precum și de faptul dacă procesul este de tip discontinuu sau continuu. Utilizatorii din mediul de laborator optează de obicei pentru aparate cu ultrasunete compacte, în timp ce utilizatorii din mediul industrial aleg sisteme de mare putere echipate cu celule de curgere sau reactoare.
Literatură / Referințe
-
1000hd
- Badgujar, N.P.; Bhoge, Y.E.; Deshpande, T.D.; Bhanvase, B.A.; Gogate, P.R.; Sonawane, S.H.; Kulkarni, R.D. (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment ; Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- 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.
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
7 omogenizatoare cu ultrasunete UIP1000hdT (7 unități de putere ultrasonică de 1 kW) instalate în configurație de grup pentru procesare industrială de mare capacitate
Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la Laborator spre dimensiunea industrială.