Ультразвуковые встраиваемые смесители с большими сдвиговыми усилиями
Ультразвуковые аппараты с большими сдвиговыми усилиями для поточных процессов смешивания имеют различные преимущества по сравнению с обычными коллоидными гомогенизаторами. Использование мощного ультразвука для смешивания позволяет ультразвуковым смесителям Hielscher с большими сдвиговыми усилиями получать равномерно диспергированные коллоидные суспензии и эмульсии в нанодиапазоне. Ультразвуковые встраиваемые гомогенизаторы могут обрабатывать любой объем и вязкость и даже могут работать с очень абразивными частицами.
Поточное смешивание с большими сдвиговыми усилиями и ультразвуковой технологией
Поточная гомогенизация твердо-жидких или жидкостно-жидких суспензий является необходимым применением в производстве разнообразных материалов и изделий. Ультразвуковые поточные смесители с большими сдвиговыми усилиями используются во многих отраслях промышленности, включая производство красок, пигментов & чернила, полимеры & композиты, топливо, продукты питания & Напитки, пищевые добавки, фармацевтические препараты, косметика & личная гигиена, в том числе и другие. Ультразвуковые встраиваемые гомогенизаторы с большими сдвиговыми усилиями используются для смешивания, диспергирования, деагломерации, эмульгирования, смачивания, растворения и микроизмельчения частиц. Особым преимуществом ультразвуковых поточных смесителей с большими сдвиговыми усилиями является способность надежно обрабатывать наноматериалы (например, нанодисперсии, наноэмульсии).
Ультразвуковые встраиваемые смесители с большими сдвиговыми усилиями работают с большими объемами, высокой концентрацией твердых частиц и абразивными частицами.
Как работает ультразвуковое смешивание с большими сдвиговыми усилиями?
Ультразвуковое перемешивание и гомогенизация с большими сдвиговыми усилиями основаны на принципе работы акустической кавитации. Когда жидкости обрабатываются ультразвуком с высокой интенсивностью, ультразвуковые волны распространяются через жидкую среду и приводят к чередованию циклов высокого давления (сжатие) и низкого давления (разрежение). Ультразвуковые аппараты большой мощности работают с частотой около . 20 кГц. Это означает 20 000 колебаний в секунду. Во время цикла низкого давления ультразвуковые волны высокой интенсивности создают небольшие вакуумные пузырьки в жидкости. Когда кавитационный пузырь достигает размера, при котором он не может поглощать дальнейшую энергию, он сильно сжимается во время цикла высокого давления. Это явление имплозии пузырей известно под техническим термином «кавитация». Во время имплозии локально достигаются очень высокие температуры (около 5 000 К) и давления (около 2 000 атм). Схлопывание кавитационного пузыря также генерирует струи жидкости со скоростью до 280 м/с. (ср. Suslick 1998)
Эти высокоинтенсивные и разрушающие силы обеспечивают достаточную энергию для измельчения, деагломерации и диспергирования частиц в жидкостях и превращения ультразвуковых смесителей с большими сдвиговыми усилиями в превосходную технологию обработки. Поэтому они используются в качестве технологии изготовления и обработки, особенно в секторах, где нанотехнологии и наноматериалы играют решающую роль в производительности и качестве продукции.
Превосходная технологическая и энергетическая эффективность благодаря ультразвуковым смесителям
Hielscher ultrasonic processors have an outstanding energy efficiency of >85%. This reduces operational electricity costs and results in higher processing performance. Kusters et al. (1994) resume in their study that ultrasonic fragmentation is equally efficient as conventional grinding.
Применяя давление и оптимизируя ультразвуковой процесс, технология ультразвукового смешивания часто значительно превосходит традиционные методы смешивания, такие как смесители с вращающимися лопастями, гомогненизаторы высокого давления или шаровые мельницы.
В другом исследовании Pohl et al. (2004) сравнили эффективность обработки ультразвукового диспергирования диоксида кремния с другими методами смешивания с большими сдвиговыми усилиями, такими как IKA Ultra-Turrax (ротор-статор-система). Pohl et al. сравнили уменьшение размера частиц Aerosil 90 (2% массы) в воде с использованием Ultra-Turrax (ротор-статор-система) при различных настройках с ультразвуковым смесителем Hielscher с большими сдвиговыми усилиями UIP1000hd с проточной ячейкой в непрерывном режиме. В исследовании Pohl et al. делается вывод о том, что «при постоянной удельной энергии ультразвук EV более эффективен, чем система ротор-статор» и что «применяемая ультразвуковая частота в диапазоне от 20 кГц до 30 кГц не оказывает существенного влияния на процесс дисперсии».
- Высокая эффективность
- для микронных и наночастиц
- Непрерывный встроенный
- для любого объема
- может обрабатывать очень высокую вязкость
- Может работать с абразивными частицами
- без движущихся частей (без роторов, лопастей)
- без мельничного материала (без валиков)
- CIP (безразборная мойка)
Ультразвуковое уменьшение размера частиц гидроксиапатита кальция (концентрация твердых веществ 30%, 150 Вт/г США)
УИП4000HDT, мощный промышленный смеситель с большими сдвиговыми усилиями мощностью 4000 Вт для поточной обработки, например, мокрого помола, диспергирования, эмульгирования и растворения коллоидных суспензий.
Где купить ультразвуковой встраиваемый смеситель с большими сдвиговыми усилиями?
Hielscher Ultrasonics - ваш надежный партнер, когда речь идет о высокопроизводительных процессах ультразвуковой обработки, таких как ультразвуковое измельчение, диспергирование, эмульгирование и растворение. Ультразвуковые линейные смесители Hielscher с большими сдвиговыми усилиями могут обеспечивать очень высокую амплитуду. Амплитуды до 200 μм могут быть легко непрерывно запущены в режиме 24/7/365. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды. Широкий выбор ультразвуковых встраиваемых реакторов и других принадлежностей обеспечивает идеальную конфигурацию для вашего ультразвукового применения (например, для поточной эмульгирования, уменьшения размера частиц и гомогенизации).
Интеллектуальное программное обеспечение, цифровое меню с сенсорным дисплеем, автоматическая запись данных и дистанционное управление через браузер – вот особенности ультразвуковых гомогенизаторов Hielscher с большими сдвиговыми усилиями, которые делают работу максимально удобной и простой для пользователя. Технология безразборной мойки (CIP) делает использование ультразвукового смесителя с большими сдвиговыми усилиями удобным. Прочность, надежность, простота установки и эксплуатации, а также низкие эксплуатационные расходы являются дополнительными функциями, которые облегчают повседневную работу с ультразвуковыми аппаратами Hielscher.
Свяжитесь с нами сейчас, чтобы узнать больше о том, как ультразвуковой смеситель с большими сдвиговыми усилиями может улучшить вашу обработку систем твердая жидкость и жидкость-жидкость! Наша хорошо обученная и многолетняя команда будет рада помочь вам с дополнительной информацией о приложениях и ценах.
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:
| Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 1 до 500 мл | От 10 до 200 мл/мин | УП100Ч |
| от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
| От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | УИП4000HDT |
| н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы для смешивания, диспергирования, эмульгирования и экстракции в лабораторном, пилотном и промышленном масштабе.
Литература / Литература
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Suslick, K. S. (1998): Sonochemistry. in: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed. J. Wiley & Sons, New York, vol. 26, 1998. 517-541.
- Kusters, K. A.; Pratsinis, S. E.; Thomas, S. G. and Smith, D. M. (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology 80, 1994. 253-263.
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Pohl, M. and Schubert, H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. PARTEC 2004.
Высокопроизводительный ультразвук! Ассортимент продукции Hielscher охватывает весь спектр от компактных лабораторных ультразвуковых аппаратов и настольных установок до полностью промышленных ультразвуковых систем.