UIP4000hdT – 4kW Ultrasonics de înaltă performanță

Fapte care merită știute

Bazele omogenizării cu ultrasunete

Omogenizatoare cu ultrasunete sunt utilizate pentru dispersie, emulsionare, frezare umedă, nano- & micronizarea, extracția (din plante și țesuturile celulare), sinteza și cataliza substanțelor chimice (așa-numita sono-chimie), precum și degazarea. Omogenizarea cu ultrasunete este adesea folosit ca termen umbrelă care include toate aceste aplicații menționate mai sus. Omogenizarea asistată cu ultrasunete se bazează pe principiul de lucru al caviației acustice, care apare atunci când undele ultrasonice intense sunt cuplate într-un mediu lichid. Sub undele ultrasonice intense, în mediu sunt generate bule de vid minuscule, care cresc pe parcursul ciclurilor de înaltă presiune / joasă presiune ale undelor cu ultrasunete. La un moment dat, când micro-bulele au atins o stare energetică, la care nu pot absorbi mai multă energie, ele se prăbușesc violent. Acest fenomen de implozie cu bule de vid se numește cavitație. Implozia bulelor de vid generează unde de șoc, jeturi de flux/lichid, forfecare ridicată, diferențe ridicate de temperatură și presiune cu suficientă energie pentru a rupe legăturile covalente, a flexa moleculele și a induce reacții chimice.

Pentru cele mai bune rezultate în procesul de omogenizare, procesorul cu ultrasunete și configurarea acestuia pot fi optimizate prin modificarea următoarelor variabile:

• Amplitudinea (deplasarea sonotrodului) și intensitatea
• presiune
• temperatură
• Vas de sonicare (lot sau celulă de flux: dimensiune, geometrie, debit)

Hielscher procesoare cu ultrasunete de înaltă performanță folosesc generatoare piezoelectrice realizate din cristale de titanat de zirconat de plumb. Vibrațiile sunt transmise printr-un corn de titan acordat rezonează la 19-26 kHz. Din corn vibrația cu ultrasunete este cuplată prin sonotrodă cu ultrasunete (vârf, sondă) în mediul fluid. Hielscher oferă procesoare cu ultrasunete cu ratinguri de putere de la 50 la 16.000 wați pe unitate cu ultrasunete și acoperă astfel cerințele de la ultrasonicators mici de laborator și dispozitive banc-top până la instalație pilot și unități cu ultrasunete complet comerciale pentru debit de volum mare.

Control sofisticat al procesului pentru rezultate optime de sonicare

Condițiile de sonicare sunt cruciale pentru ieșire, rezultatele procesului și reproductibilitatea proceselor cu ultrasunete. Pe lângă controlul precis al puterii de ieșire cu ultrasunete, ajustate prin amplitudine și intensitate, temperatura, presiunea și timpul de sonicare sunt factori importanți. Hielscher procesoare digitale cu ultrasunete vin cu un termo-cuplu plugable. Un senzor de presiune conectabil este disponibil opțional. Ambii senzori sunt conectați la generatorul cu ultrasunete, care este echipat cu un card SD intern. Software-ul dispozitivului cu ultrasunete scrie toate datele procesului (data, ora, amplitudinea, energia ultrasonică, energia netă, temperatura, presiunea) într-un fișier CSV de pe cardul SD. Acest lucru face ca sonicare ruleaza comparabile și reproductibile.

Pentru amplitudini mari, este necesară o putere de ieșire mai mare. Sub sarcină crescută, cum ar fi vâscozitatea ridicată a presiunii medii sau ridicate, este necesară o putere crescută cu ultrasunete pentru a conduce sonotroda la o amplitudine dorită. Cu cât este mai mare suprafața frontală a sonotrodei (vârf), cu atât este necesară mai multă putere pentru ao lăsa să rezoneze. Cu o sonotrodă mai mare, pot fi procesate volume mai mari. Sonotrodes industriale Hielscher și Cascatrode poate livra amplitudini foarte mari. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor rulate continuu în funcționare 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mari, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile. Robustețea ultrasonicators Hielscher permite funcționarea 24/7 sub sarcină grea și în condiții solicitante.

Pentru majoritatea proceselor cu ultrasunete, temperatura mediului sonicat ar trebui să fie cât mai scăzută posibil pentru o temperatură scăzută promovează generarea de cavitație intensă. Hielscher oferă celule de flux cu ultrasunete și reactoare cu jachete de răcire, care susțin menținerea temperaturilor optime ale procesului. Celulele de flux și reactoarele sunt, de asemenea, presurizabile. Sub presiuni ridicate, apare o cavitație mai intensă. Prin urmare, Hielscher oferă reactoare care pot fi ușor presurizate până la 300atm.

Hielscher Ultrasonics produce sonde cu ultrasunete de diferite dimensiuni și forme (de exemplu, Cascatrode), care permite scalarea tuturor rezultatelor procesului cu ultrasunete complet liniar. Cu omogenizatoare cu ultrasunete 16kW și tipuri multiple de sonotrodes și reactoare cu celule de flux, Hielscher este partenerul dumneavoastră cu experiență pe termen lung pentru procesele cu ultrasunete la scară industrială. Pe lângă varietatea de ultrasonicators standard, Hielscher proiectează și produce sisteme personalizate, de asemenea.