Omogenizatoare cu ultrasunete

Omogenizatoare cu ultrasunete sunt instrumente puternice pentru a amesteca și omogeniza solid-lichid și lichid-suspensii lichide. Omogenizarea cu ultrasunete este un proces mecanic pentru a reduce particulele într-un lichid, astfel încât acestea să devină uniform mici și distribuite uniform. Hielscher oferă omogenizatoare cu ultrasunete puternice pentru aplicarea în laborator și scara de producție.

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 probe pentru a crea amestecuri uniforme și consecvente.
• Dispersie: Omogenizatoare cu ultrasunete pot fi folosite 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, cum ar fi uleiul și apa.
• Întreruperea celulelor: Omogenizatoare cu ultrasunete pot rupe celulele deschise pentru a extrage componente intracelulare, cum ar fi proteine, acizi nucleici, enzime, și metaboliți.
• Degazare: Omogenizatoare cu ultrasunete pot fi utilizate pentru a elimina gazele dizolvate din lichide, cum ar fi degazarea solvenți HPLC sau fluide de răcire.
• Reacții chimice ultrasonically asistate: Omogenizatoare cu ultrasunete pot fi, de asemenea, utilizate pentru reacții chimice asistate de sonicare, cum ar fi sinteza sonochimică, cataliza sau degradarea.

 
În general, omogenizatoare cu ultrasunete sunt un instrument versatil, care pot fi utilizate pentru o gamă largă de aplicații în cercetare, dezvoltare, și procesele industriale.

Omogenizatoare cu ultrasunete vs de înaltă presiune

Mecanismul cel mai frecvent pentru omogenizare este omogenizare de înaltă presiune. Acolo, lichidul este presat la presiune mare (aprox. 2000 barg) printr-o supapă de omogenizare. Când trece supapa, lichidul trece printr-un scurt (aprox. 50 microsec.) de înaltă presiune de joasă tensiune ciclu.
In timp ce acest mecanism funcționează bine pentru particule mici, moi, cum ar fi globulelor de grăsime din lapte, are limitele sale atunci când sunt utilizate pentru dispersii de materiale dure și abrazive, cum ar fi pigmenți, lustruire media sau oxizi metalici, sau materiale fibroase și stringy, cum ar fi piureuri de fructe, alge sau nămol. Acest lucru se datorează vitezele mari ale lichidului (până la 120mtr / sec) și datorită mici orificii ale supapelor folosite. Deoarece materialul abraziv trece pompele și orificiul valvei, provoacă uzura. Acest lucru reduce eficiența și timpul de viață a pompei și a supapei.

Avantajele de omogenizatoare cu ultrasunete

Omogenizatoare cu ultrasunete sunt foarte eficiente pentru reducerea particulelor moi și dure. Omogenizarea se bazează pe cavitație. Când lichidele sunt expuse la ultrasonication intens, undele sonore propaga prin lichidul care cauzează alternativ de înaltă presiune și cicluri de joasă presiune (aprox. 20000 cicluri/sec.). În timpul ciclului de joasă presiune, bule de vid de mare intensitate mici sunt create în lichid, ca presiunea de vapori lichid este atins.
Când bulele ajunge la o anumită dimensiune, se prăbușesc violent în timpul unui ciclu de înaltă presiune. In timpul acestei implozie presiuni foarte mari și jeturi de lichid de mare viteză sunt generate local. Curenții și Turbulențele care rezultă perturba aglomeratele de particule și să conducă la ciocniri violente între particule individuale.

Un avantaj major al omogenizatoare cu ultrasunete este numărul redus de piese în mișcare și udate. Acest lucru reduce uzura prin frecare și curățare de timp. Există doar două părți udate: sonotrodului și celula de curgere. Ambele au geometrii simple, și fără orificii mici sau ascunse.

Un alt avantaj este controlul exact asupra parametrilor operaționali care influențează cavitația. Hielscher omogenizatoare cu ultrasunete pot fi folosite la amplitudini de oscilație de la aproximativ 1 la 200 microni. Presiunea lichidului poate varia de la 0 la aproximativ 500psig. Ca amplitudine și presiune sunt parametrii cele mai influente, gama larga de operare a fiecărui parametru permite foarte blând la prelucrare foarte distructive.

Hielscher omogenizatoare cu ultrasunete sunt controlate amplitudine. Prin aceasta, amplitudinea ajustată va fi menținută în toate condițiile operaționale. Acest lucru face Sonicare controlabile și repetabile. Sonicare în conformitate cu parametrii de funcționare identice va genera rezultate consistente și reproductibile. Acest lucru este important pentru calitatea materialului produs și pentru scalarea rezultatelor procesului de la laborator la nivelul producției.

Omogenizatoare Tissue ultrasonice

Pe lângă pregătirea de dispersii și emulsii, omogenizatoare cu ultrasunete sunt ferm stabilite în biotehnologie, biologie celulară și moleculară, și știința vieții pentru liza celulelor și fracționare, perturbarea țesutului, extracția de intracelulare compuși, precum și forfecare de ADN, ARN, și cromatin. Omogenizatoare cu ultrasunete sunt disponibile pentru prepararea probelor de volume mici (0,1 ml) până la volume foarte mari pentru procesele industriale (de exemplu, extracția compușilor bioactivi pentru producția de supliment).
În scopul de a perturba țesutul cu un omogenizator ultrasonic, o soluție tampon izotonică este folosit pentru a opri deteriorarea osmotică. Hielscher omogenizatoare cu ultrasunete vin cu un senzor de temperatură și setarea de control al temperaturii, care permit să păstrați eșantioanele într-un interval de temperatură bine controlat.

Omogenizatoare cu ultrasunete pentru orice scară

Hielscher produce omogenizatoare cu ultrasunete pentru omogenizarea oricărui volum de probă pentru lot sau prelucrare inline. Omogenizatoare cu ultrasunete de laborator pot fi utilizate pentru volume de la 1,5 ml la aproximativ 2L. Omogenizatoare industriale cu ultrasunete sunt utilizate pentru dezvoltarea procesului și producția de loturi de la 0,5 la aproximativ 2000L sau debite de la 0,1L la 20m³ pe oră.

Tabelul de mai jos indică recomandările generale ale dispozitivelor în funcție de volumul sau debitul lotului care urmează să fie procesat. Faceți clic pe tipul de dispozitiv pentru a obține mai multe informații cu privire la fiecare omogenizator cu ultrasunete.

Omogenizatoare cu ultrasunete pentru aplicatii de inalta performanta

Hielscher omogenizatoare cu ultrasunete sunt calul de lucru pentru amestecare și omogenizare. Omogenizatoare de laborator cu ultrasunete sunt compacte și un instrument fiabil pentru dispersarea eficientă și rapidă și emulsionarea probelor mici și mijlocii. Omogenizatoare cu ultrasunete industriale Hielscher sunt eficiente și outperform tehnicile tradiționale de omogenizare, ar fi omogenizatoare de înaltă presiune sau mori de mărgele. Omogenizatoare industriale Hielscher poate livra amplitudini foarte mari și sunt, prin urmare, extrem de puternic atunci când vine vorba de amestecare, dispersare și procesele de frezare. Amplitudinile de până la 200 μm pot fi ușor de rulat în mod continuu în 24/7 operațiune. Pentru amplitudini chiar mai mari, sunt disponibile sonotrodes cu ultrasunete personalizate. Robustețea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher permite pentru 24/7 funcționarea la grele și în medii solicitante.
Clienții noștri sunt mulțumiți de robustețea remarcabilă și fiabilitatea Hielscher Ultrasonics’ Omogenizatoare. Instalarea în domenii grele de aplicare, medii solicitante și 24/7 operațiune asigura o prelucrare eficientă și economică. Intensificare proces cu ultrasunete reduce timpul de procesare și obține rezultate mai bune, adică mai mare calitate, randamente mai mari, produse inovatoare.

---

---

Literatură / Referințe

• 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.
• Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
• Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
• Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.