Ультразвуковые проточные смесители с высоким сдвигом

Ультразвуковые устройства с высоким сдвигом для проточного смешивания обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными коллоидными гомогенизаторами. Использование мощного ультразвука для смешивания позволяет ультразвуковым смесителям Hielscher с высоким сдвигом получать равномерно диспергированные коллоидные суспензии и эмульсии нанометрового диапазона. Ультразвуковые проточные гомогенизаторы могут обрабатывать материалы любого объёма и вязкости и даже работать с частицами с очень высокой абразивностью.

Проточное смешивание с высоким сдвигом с помощью мощного ультразвука

Проточная гомогенизация суспензий типа «твёрдое вещество – жидкость» или «жидкость – жидкость» необходима при производстве разнообразных материалов и товаров. Ультразвуковые проточные смесители с высоким сдвигом применяются во многих отраслях, включая производство красок, пигментов и чернил, полимеров и композитов, топлива, продуктов питания и напитков, пищевых добавок, фармацевтических препаратов, косметики и средств личной гигиены. Ультразвуковые проточные гомогенизаторы с высоким сдвигом используются для смешивания, диспергирования, деагломерации, эмульгирования, смачивания, растворения и микроизмельчения частиц. Особое преимущество ультразвуковых проточных смесителей с высоким сдвигом заключается в возможности надёжной обработки наноматериалов (например, нанодисперсий и наноэмульсий).

Как работает ультразвуковое смешивание с высоким сдвигом?

Ультразвуковое смешивание с высоким сдвигом и гомогенизация основаны на принципе акустической кавитации. При обработке жидкостей ультразвуком высокой интенсивности ультразвуковые волны распространяются в жидкой среде и вызывают чередование циклов высокого давления (сжатия) и низкого давления (разрежения). Мощные ультразвуковые устройства работают на частоте около 20kHz. Это означает 20 000 колебаний в секунду. Во время цикла низкого давления ультразвуковые волны высокой интенсивности создают в жидкости небольшие вакуумные пузырьки. Когда кавитационный пузырёк достигает размера, при котором он больше не может поглощать энергию, он резко схлопывается во время цикла высокого давления. Это явление схлопывания пузырьков известно под техническим термином «кавитация». При схлопывании локально достигаются очень высокие температуры (прибл. 5 000K) и давления (прибл. 2 000atm). Схлопывание кавитационного пузырька также создаёт струи жидкости со скоростью до 280m/s. (см. Suslick 1998)
Эти чрезвычайно интенсивные разрушительные силы обеспечивают достаточную энергию для измельчения, деагломерации и диспергирования частиц в жидкостях и делают ультразвуковые смесители с высоким сдвигом технологией обработки высочайшего класса. Поэтому они используются как технология изготовления и обработки, особенно в отраслях, где нанотехнологии и наноматериалы играют решающую роль в обеспечении эксплуатационных характеристик и качества продукции.

Превосходная эффективность процесса и энергоэффективность ультразвуковых смесителей

Ультразвуковые процессоры Hielscher обладают выдающейся энергоэффективностью >85%. Это снижает эксплуатационные затраты на электроэнергию и повышает производительность обработки. Kusters et al. (1994) в своём исследовании заключают, что ультразвуковая фрагментация столь же эффективна, как и обычное измельчение.
При применении давления и оптимизации ультразвукового процесса технология ультразвукового смешивания часто значительно превосходит обычные методы смешивания, использующие, например, смесители с вращающимися лопастями, гомогенизаторы высокого давления или шаровые мельницы.
В другом исследовании Pohl et al. (2004) сравнили эффективность ультразвукового диспергирования диоксида кремния с другими методами смешивания с высоким сдвигом, например с использованием IKA Ultra-Turrax (системы «ротор – статор»). Pohl et al. сравнили уменьшение размера частиц Aerosil 90 (2%wt) в воде при использовании Ultra-Turrax (системы «ротор – статор») с различными настройками и ультразвукового смесителя Hielscher с высоким сдвигом UIP1000hd с проточной ячейкой в непрерывном режиме. В исследовании Pohl et al. сделан вывод, что «при постоянной удельной энергии EV ультразвук эффективнее системы «ротор – статор»» и что «применяемая частота ультразвука в диапазоне от 20 kHz до 30 kHz не оказывает существенного влияния на процесс диспергирования».

Ультразвуковое уменьшение размера частиц гидроксиапатита кальция (концентрация твёрдого вещества 30%, 150Ws/g US)

Где купить ультразвуковой проточный смеситель с высоким сдвигом?

Hielscher Ultrasonics – ваш надёжный партнёр в области высокопроизводительных процессов обработки ультразвуком, таких как ультразвуковое измельчение, диспергирование, эмульгирование и растворение. Ультразвуковые проточные смесители Hielscher с высоким сдвигом могут обеспечивать очень высокие амплитуды. Амплитуды до 200µm легко поддерживаются непрерывно в режиме работы 24/7/365. Для ещё более высоких амплитуд доступны ультразвуковые сонотроды, изготовленные по индивидуальному заказу. Широкий выбор ультразвуковых проточных реакторов и дополнительных принадлежностей позволяет создать идеальную конфигурацию для вашей задачи ультразвуковой обработки (например, проточного эмульгирования, уменьшения размера частиц и гомогенизации).
Интеллектуальное программное обеспечение, цифровое меню на сенсорном дисплее, автоматическая регистрация данных и дистанционное управление через браузер – функции ультразвуковых гомогенизаторов Hielscher с высоким сдвигом, которые делают эксплуатацию максимально удобной и простой. Технология очистки на месте (CIP) делает использование ультразвукового смесителя с высоким сдвигом удобным. Прочность, надёжность, простота установки и эксплуатации, а также низкая потребность в техническом обслуживании – дополнительные характеристики, которые облегчают повседневную работу с ультразвуковыми устройствами Hielscher.

Свяжитесь с нами сейчас, чтобы узнать больше о том, как ультразвуковой проточный смеситель с высоким сдвигом может улучшить обработку ваших систем «твёрдое вещество – жидкость» и «жидкость – жидкость»! Наша хорошо подготовленная команда с многолетним опытом будет рада предоставить вам дополнительную информацию о применении и ценах.

В таблице ниже приведена ориентировочная производительность наших ультразвуковых устройств: