Ultrasunetelor: Aplicații și procese

Ultrasonication este o metodă de prelucrare mecanică care creează o cavitație acustică extraordinar de intensă și forțe fizice conexe, cum ar fi forțele de forfecare ridicate și diferențialele de înaltă presiune. Aceste forțe ultrasonically genrated sunt utilizate pentru numeroase aplicații, cum ar fi amestecarea, omogenizarea, frezare, dispersie, emulsionare, extracție și reacții sono-chimice.
Mai jos, veți găsi o selecție a celor mai tipice aplicații și procese cu ultrasunete.

omogenizare cu ultrasunete

UP400St omogenizator cu ultrasunete 400 wați pentru sonicare de pahare și loturi.Omogenizatoare cu ultrasunete reduce particulele mici într-un lichid pentru a îmbunătăți uniformitatea și stabilitatea dispersiei. Particulele (faza de dispersie) pot fi solide sau picături lichide suspendate într-o fază lichidă. Omogenizarea cu ultrasunete este foarte eficientă pentru reducerea particulelor moi și dure. Hielscher produce ultrasonicators pentru omogenizarea oricărui volum lichid și pentru lot sau prelucrare inline. Dispozitivele cu ultrasunete de laborator pot fi utilizate pentru volume de la 1,5 ml la aproximativ 4L. Dispozitivele industriale cu ultrasunete pot procesa loturi de la 0,5 la aproximativ 2000L sau debite de la 0,1L la 20 de metri cubi pe oră în dezvoltarea procesului și în producția comercială.
Click aici pentru a citi mai multe despre ultrasunete omogenizant!

Cu ultrasunete de dispersie și deaglomerare

Ultrasonication perturbă particule solide prin cavitație acustică.Dispersia și deaglomerarea solidelor în lichide este o aplicație importantă a ultrasonicators de tip sondă. Cavitația ultrasonică / acustică generează forțe de forfecare ridicate care sparg aglomeratele de particule în particule individuale, unice dispersate. Amestecarea pulberilor în lichide este un pas comun în formularea diferitelor produse, cum ar fi vopsea, lac, produse cosmetice, alimente și băuturi sau medii de lustruire. Particulele individuale sunt ținute împreună de forțe de atracție de diferite naturi fizice și chimice, inclusiv forțele van-der-Waals și tensiunea superficială lichidă. Ultrasonication depășește aceste forțe de atracție pentru a deaglomera și dispersa particulele în medii lichide. Pentru dispersarea și deaglomerarea pulberilor în lichide, ultrasonication de mare intensitate este o alternativă interesantă la omogenizatoare de înaltă presiune, mixere de forfecare de mare, mori de mărgele sau rotor-stator-mixere.
Click aici pentru a citi mai multe despre ultrasunete de dispersie și dezaglomerare!

Video este de a demonstra dispersie cu ultrasunete de culoare roșie folosind UP400St cu o sondă S24D 22mm.

Dispersie cu ultrasunete culoare roșie folosind UP400St

cu ultrasunete emulsificare

Ultrasonication este o metodă extrem de eficientă pentru producerea de nanoemulsii.O gamă largă de produse intermediare și de consum, cum ar fi produsele cosmetice și loțiunile pentru piele, unguentele farmaceutice, lacurile, vopselele și lubrifianții și combustibilii se bazează în întregime sau parțial pe emulsii. Emulsiile sunt dispersii a două sau mai multe faze lichide nemiscibile. Ultrasunetele foarte intensive furnizează suficientă forfecare intensă pentru a dispersa o fază lichidă (fază dispersată) în picături mici într-o a doua fază (fază continuă). În zona de dispersie, bulele de cavitație implozie provoacă unde de șoc intense în lichidul înconjurător și duc la formarea de jeturi de lichid de mare viteză lichidă (forfecare ridicată). Ultrasonication poate fi adaptat cu precizie la dimensiunea emulsiei țintă care să permită astfel pentru producția fiabilă de micro-emulsii și nano-emulsii.
Click aici pentru a citi mai multe despre emulsionarea cu ultrasunete!

Omogenizator cu ultrasunete UIP1000hdT pentru amestecare, dispersie, emulsionare și extracție.

The UIP1000hdT este de 1000 wați ultrasonicator puternic pentru omogenizare, frezare și aplicații de extracție.

Cerere de informatie





Cu ultrasunete Wet-frezat și de polizare

Ultrasonication este un mijloc eficient pentru frezarea umedă și micro-măcinarea particulelor. În special pentru fabricarea de dejecții lichide de dimensiuni superfine, ultrasunetele au multe avantaje. Este superior echipamentelor tradiționale de reducere a dimensiunii, cum ar fi: mori coloidale (de exemplu, mori cu bile, mori de mărgele), mori de discuri sau mori cu jet. Ultrasonication poate procesa dejecții lichide de înaltă concentrație și vâscozitate ridicată – prin urmare, reducerea volumului care urmează să fie prelucrate. Desigur, frezarea cu ultrasunete este potrivită pentru prelucrarea materialelor de dimensiuni microni și nano-size, cum ar fi ceramica, pigmenții, sulfatul de bariu, carbonatul de calciu sau oxizii metalici. Mai ales atunci când vine vorba de nano-materiale, Ultrasonication excelează în performanță, deoarece forțele sale de forfecare cu impact ridicat creează nanoparticule uniform mici.
Click aici pentru a citi mai multe despre măcinare umedă cu ultrasunete și măcinare micro!

Dioxid de titan TiO2 particule după frezare cu ultrasunete arată un diametru redus drastic și o distribuție de dimensiuni înguste.

TiO2 uscat prin pulverizare înainte și după frezare cu ultrasunete

Dezintegrarea celulelor cu ultrasunete și liză

ultrasonically asistată de extracție de compuși din plante cu ajutorul unui procesor ultrasonic UP200STratamentul cu ultrasunete poate dezintegra materialul fibros, celulozic în particule fine și rupe pereții structurii celulare. Aceasta eliberează mai mult material intracelular, ar fi amidonul sau zahărul în lichid. Acest efect poate fi utilizat pentru fermentarea, digestia și alte procese de conversie a materiei organice. După frezare și măcinare, ultrasonication face mai mult din materialul intra-celular, de exemplu, amidon, precum și resturile peretelui celular disponibile pentru enzimele care transformă amidonul în zaharuri. De asemenea, crește suprafața expusă enzimelor în timpul lichefierii sau zaharificării. Acest lucru crește de obicei viteza și randamentul fermentației drojdiei și a altor procese de conversie, de exemplu pentru a stimula producția de etanol din biomasă.
Click aici pentru a citi mai multe despre dezintegrarea cu ultrasunete a structurilor celulare!

extracția cu ultrasunete a plantelor

Extracția compușilor bioactivi stocați în celule și particule subcelulare este o aplicație utilizată pe scară largă a ultrasunetelor de mare intensitate. Extracția cu ultrasunete este utilizată pentru a izola metaboliții secundari (de exemplu, polifenoli), polizaharide, proteine, uleiuri esențiale și alte ingrediente active din matricea celulară a plantelor și ciupercilor. Potrivit pentru extracția în apă și solvenți a compușilor organici, sonicare îmbunătățește randamentul plantelor conținute în plante sau semințe în mod semnificativ. Extracția cu ultrasunete este utilizată pentru producția de produse farmaceutice, nutraceutice / suplimente nutritive, parfumuri și aditivi biologici. Ultrasonics este o tehnică de extracție verde, de asemenea, utilizat pentru extracția componentelor bioactive în biorefinerie, de exemplu, eliberarea compușilor valoroși din fluxurile de produse neutilizate formate în procesele industriale. Ultrasonication este o tehnologie extrem de eficientă pentru extracția botanică la scară de laborator și de producție.
Click aici pentru mai multe informații despre extracția cu ultrasunete!

Extracția botanică cu ultrasunete oferă randamente mai mari. Hielscher UIP2000hdT, 2000 wați omogenizator este suficient de puternic pentru a extrage loturi de la 10 litri la 120 litri cu ușurință.

Extracția cu ultrasunete a Botanicals - 30 litri / 8 Galon Lot

Ultrasonication este cunoscut pentru a îmbunătăți reacțiile de transesterificare, oferind astfel, de exemplu, esteri metilici mai mari și polioli. Hielscher Ultrasonics produce sonde cu ultrasunete industriale și reactoare pentru debite mari.

Reactor cu ultrasunete cu 16,000 wați pentru prelucrarea lichidului ultrasonically îmbunătățită.

Aplicarea sonochimice ultrasunetelor

cavitation_2_p0200Sonochemistry este aplicarea ultrasunetelor la reacțiile și procesele chimice. Mecanismul care provoacă efecte sonochimice în lichide este fenomenul de cavitație acustică. Efectele sonochimice asupra reacțiilor și proceselor chimice includ creșterea vitezei de reacție sau a producției, utilizarea mai eficientă a energiei, îmbunătățirea performanței catalizatorilor de transfer de fază, activarea metalelor și a solidelor sau creșterea reactivității reactivilor sau catalizatorilor.
Click aici pentru a citi mai multe despre efectele sonochimice de ultrasunete!

Cu ultrasunete transesterificare de ulei pentru biodiesel

Ultrasonication crește viteza de reacție chimică și randamentul transesterificării uleiurilor vegetale și grăsimilor animale în biodiesel. Acest lucru permite schimbarea producției de la procesarea loturilor la procesarea continuă a fluxului și reduce costurile de investiții și operaționale. Unul dintre avantajele majore ale fabricării biodieselului cu ultrasunete este utilizarea uleiurilor uzate, cum ar fi uleiurile de gătit uzate și alte surse de ulei de slabă calitate. Transesterificarea cu ultrasunete poate converti chiar și materiile prime de calitate scăzută în biodiesel de înaltă calitate (ester metilic al acizilor grași / FAME). Fabricarea biomotorinei din uleiuri vegetale sau grăsimi animale implică transesterificarea catalizată de bază a acizilor grași cu metanol sau etanol pentru a obține esterii metilici sau esterii etilici corespunzători. Ultrasonication poate realiza un randament biodiesel în exces de 99%. Ultrasunete reduce timpul de procesare și timpul de separare în mod semnificativ.
Click aici pentru a citi mai multe despre transesterificare ultrasonically asistată de petrol în biodiesel!

Degazare cu ultrasunete și de-aerare a lichidelor

Degazarea lichidelor este o altă aplicație importantă a ultrasonicators de tip sondă. Vibrațiile cu ultrasunete și cavitația provoacă coalescența gazelor dizolvate într-un lichid. Pe măsură ce bulele de gaz se coagulează, ele formează astfel bule mai mari care plutesc rapid pe suprafața superioară a lichidului de acolo pot fi îndepărtate. Astfel, degazarea cu ultrasunete și dezaerarea poate reduce nivelul de gaz dizolvat sub nivelul de echilibru natural.
Click aici pentru a citi mai multe despre degazare cu ultrasunete de lichide!

Acest videoclip demonstrează degazarea eficientă a uleiului vâscos (40cP). Ultrasonication elimină mici bule de gaz în suspensie din lichid și reduce nivelul de gaz dizolvat sub nivelul de echilibru natural.

Degazare cu ultrasunete inline & Defoaming de ulei (40cP)

Cu ultrasunete de sârmă, televiziune prin cablu și benzi de curățare

bobina de cabluCurățarea cu ultrasunete este o alternativă ecologică pentru curățarea materialelor continue, cum ar fi sârmă și cablu, bandă sau tuburi. Efectul cavitație cu ultrasunete puternic elimină reziduurile de lubrifiere cum ar fi ulei sau grăsime, săpunuri, stearate sau praf de pe suprafața materialului. Hielscher Ultrasonics oferă diverse sisteme cu ultrasunete pentru curățarea inline a profilelor continue.
Click aici pentru mai multe informații despre curățarea cu ultrasunete a profilelor continue!

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Vă rugăm să folosiți formularul de mai jos pentru a solicita informații suplimentare despre procesoare cu ultrasunete, aplicații și preț. Vom fi bucuroși să discutăm procesul cu tine și să vă oferim un sistem cu ultrasunete care îndeplinește cerințele dumneavoastră!









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Principiul de lucru și utilizarea prelucrării cu ultrasunete

Ultrasonication este o tehnologie de prelucrare comercială, care a fost adoptată de numeroase industrii pentru producția la scară largă. Fiabilitate ridicată și scaleablility, precum și costuri scăzute de întreținere și eficiență energetică ridicată face procesoare cu ultrasunete o alternativă bună pentru echipamentele tradiționale de prelucrare a lichidelor. Ultrasunete oferă oportunități suplimentare interesante: Cavitație – efectul cu ultrasunete de bază – produce rezultate unice în procesele biologice, chimice și fizice. De exemplu, dispersia cu ultrasunete și emulsionarea produce cu ușurință formulări stabile de dimensiuni nano. De asemenea, în domeniul extracției botanice, ultrasunetele sunt o tehnică non-termică pentru izolarea compușilor bioactivi.

În timp ce ultrasunetele de joasă intensitate sau de înaltă frecvență sunt utilizate în principal pentru analiză, testare nedistructivă și imagistică, ultrasunetele de mare intensitate sunt utilizate pentru prelucrarea lichidelor și pastelor, undele cu ultrasunete intense sunt utilizate pentru amestecarea, emulsionarea, dispersarea și deaglomerarea, dezintegrarea celulelor sau dezactivarea enzimelor. La sonicarea lichidelor la intensități ridicate, undele sonore se propagă prin mediile lichide. Acest lucru duce la alternarea ciclurilor de înaltă presiune (compresie) și joasă presiune (rarefiere), cu rate în funcție de frecvență. În timpul ciclului de joasă presiune, undele ultrasonice de mare intensitate creează bule mici de vid sau goluri în lichid. Când bulele ating un volum la care nu mai pot absorbi energia, ele se prăbușesc violent în timpul unui ciclu de înaltă presiune. Acest fenomen se numește cavitație. În timpul imploziei temperaturi foarte ridicate (aproximativ 5,000K) și presiuni (aproximativ 2,000atm) sunt atinse la nivel local. Implozia bulei de cavitație duce, de asemenea, la jeturi lichide de până la 280 de metri pe secundă viteză.

Cavitația cu ultrasunete în lichide poate provoca degazare rapidă și completă; inițiază diverse reacții chimice prin generarea de ioni chimici liberi (radicali); accelerarea reacțiilor chimice prin facilitarea amestecării reactanților; spori reacțiile de polimerizare și depolimerizare prin dispersarea agregatelor sau prin ruperea permanentă a legăturilor chimice în lanțurile polimerice; creșterea ratelor de emulsionare; îmbunătățirea ratelor de difuzie; să producă emulsii foarte concentrate sau dispersii uniforme ale materialelor de dimensiuni microni sau nanodimensionate; să sprijine extracția substanțelor, cum ar fi enzimele din celule animale, vegetale, drojdii sau bacteriene; îndepărtați virușii din țesutul infectat; și, în cele din urmă, erodați și descompuneți particulele sensibile, inclusiv microorganismele. (cf. Kuldiloke 2002)

Ultrasunetele de mare intensitate produc agitație violentă în lichide cu vâscozitate scăzută, care pot fi utilizate pentru a dispersa materialele în lichide. (cf. Ensminger, 1988) La interfețele lichid/solid sau gaz/solid, implozia asimetrică a bulelor de cavitație poate provoca turbulențe extreme care reduc stratul limită de difuzie, măresc transferul masei de convecție și accelerează considerabil difuzia în sistemele în care amestecarea obișnuită nu este posibilă. (cf. Nyborg, 1965)

Reactor cu ultrasunete pentru sinteza chimică, de exemplu, transesterificare, esterificare sau procese de acetilare.

Reactor cu ultrasunete cu sonde de 4x 2000 wați (8kW) pentru procesele sonochimice.



Literatură


Ultrasunete de înaltă performanță! Gama de produse Hielscher acoperă întregul spectru de la ultrasonicator de laborator compact peste unități de banc-top la sisteme cu ultrasunete complet industriale.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la laborator la dimensiunea industrială.