Смешивание с большими сдвиговыми усилиями с помощью ультразвука
Смесители с большими сдвиговыми усилиями прикладывают высокие усилия сдвига к жидкостям и суспензиям для обеспечения равномерного диспергирования, смешивания и эмульгирования двух или более жидкостно-твердых фаз или жидкостей-жидкостей. Ультразвук создает высокие силы сдвига за счет акустической кавитации, которая происходит, когда мощный ультразвук соединяется с жидкостями. Ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями представляют собой превосходную технологию смешивания, которая легко превосходит широко используемые лопастные смесители с большими сдвиговыми усилиями, многовальные смесители, гомогенизаторы высокого давления, коллоидные мельницы и лопастные мешалки.
Преимущества ультразвуковых смесителей с большими сдвиговыми усилиями
Ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями доступны от лабораторных гомогенизаторов мощностью 50 Вт до промышленных смесительных систем мощностью 16 000 Вт. Широкий ассортимент лабораторных, настольных и промышленных ультразвуковых смесителей с большими сдвиговыми усилиями позволяет выбрать идеальный ультразвуковой смеситель с большими сдвиговыми усилиями для вашего применения и объема производства.
Большие амплитуды на ультразвуковом преобразователе создают интенсивную кавитацию с потоками жидкости с высокими скоростями и сложной турбулентностью. Интенсивный гидравлический и механический сдвиг, создаваемый ультразвуком, уменьшает частицы и капли до микрон- и наноразмеров. Поскольку параметры процесса ультразвуковой обработки точно контролируются и регулируются, воздействие смешивания, измельчения или диспергирования может быть точно адаптировано к материалу и цели процесса. Ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями сокращают время смешивания/измельчения и надежно производят тонкие и ультратонкие дисперсии.
Ультразвуковой смеситель может использоваться для периодических и поточных процессов. Разнообразие ультразвуковых проточных ячеек и реакторов позволяет смешивать потоки с очень разными скоростями потока и вязкостью. Ультразвуковой смеситель с большими сдвиговыми усилиями может работать с очень высокими концентрациями твердых частиц, и даже очень абразивные частицы не являются проблемой.
Как работает микширование с большими сдвиговыми усилиями с помощью ультразвука?
Ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями используют тот же механический принцип, что и промышленные смесительные системы, такие как лопастные смесители с большими сдвиговыми усилиями, многоканальные смесители, коллоидные мельницы, гомогенизаторы высокого давления и системы лопастных мешалок. Ультразвуковые смесительные системы используются для диспергирования и измельчения частиц, эмульгирования масляной и водной фаз, солюбилизации твердых частиц и получения однородных смесей любых видов материалов в жидкостях и суспензиях. Ультразвуковые смесители с сдвиговыми усилиями встраивают ультразвуковой зонд в емкость для смешивания, например, в резервуар периодического действия или в проточную ячейку. Зонд ультразвукового дезинтегратора вибрирует в жидкости с очень высокой частотой и создает интенсивную ультразвуковую кавитацию в жидкости. Схлопывание кавитационных пузырьков приводит к возникновению мощных сдвиговых сил, которые разрушают и разрушают капли, агломераты, агрегаты и даже первичные частицы. Поскольку ультразвуковая кавитация создает высокоскоростной кавитационный поток со скоростью до 1000 км/ч, кавитационные струи жидкости ускоряют частицы. Когда ускоренные частицы сталкиваются друг с другом, они выступают в качестве мелющей среды. Впоследствии сталкивающиеся частицы разбиваются вдребезги и уменьшаются до микрон- или наноразмеров. В области ультразвуковой кавитации давление быстро и многократно чередуется между вакуумом и давлением до 1000 бар. Роторный смеситель с 4 лопастями смесителя должен работать со скоростью 300 000 об/мин, чтобы достичь той же частоты циклов переменного давления. Обычные роторные смесители и роторно-статорные смесители не создают значительного количества кавитации из-за их ограничения по скорости.
Ультразвуковой смеситель с большими сдвиговыми усилиями УИП2000HDT, мощный смесительный агрегат мощностью 2 кВт
Совет по обработке: ультразвуковое смешивание под давлением
Подача давления на ультразвуковой реактор или проточную ячейку усиливает акустическую кавитацию. Hielscher Ultrasonics поставляет различные типы проточных ячеек и реакторов, которые могут легко работать под давлением до 5 бар изб. Специализированные ультразвуковые реакторы могут работать с более высоким давлением до 300 бар изб.
Ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями и их применение
Ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями создают интенсивные сдвиговые силы, которые оказывают необходимое воздействие на частицы, такие как твердые тела, капли, кристаллы и волокна, чтобы разрушить и разрушить их до целевого размера, который может быть в микронном или нанодиапазоне. В зависимости от твердости и хрупкости материала, параметры ультразвукового процесса могут быть точно отрегулированы для достижения желаемого результата смешивания. По сравнению с альтернативными методами смешивания, такими как мешалки с лопатками с большими сдвиговыми усилиями, гомогенизаторы высокого давления, коллоидные / бисерные мельницы, шахтные смесители и т. д., ультразвуковые дезинтеграторы имеют некоторые существенные преимущества.
Преимущества ультразвуковых смесителей с большими сдвиговыми усилиями
- Высокоинтенсивная кавитация и сдвиг
- Равномерная обработка частиц
- Высокая концентрация твердых частиц
- Без форсунок / без засорения
- Не требуется мелющий материал (т.е. бусины)
- Линейная масштабируемость
- Лёгкий & безопасная эксплуатация
- Легко чистится
- Время- & Энергоэффективность
Ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями для уменьшения размера частиц
Ультразвуковые дезинтеграторы используются для уменьшения размеров частиц и распределения частиц, будь то реальное измельчение первичных частиц (называемое измельчением) или разрушение агломератов (называемое деагломерацией / диспергированием).
Узнайте больше об ультразвуковом измельчении и диспергировании частиц!
Ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями для эмульгирования
Когда две несмешивающиеся жидкости (например, вода и масло) озвучиваются с помощью ультразвукового смесителя зондового типа, ультразвуковая кавитация разрушает капли – В результате образуются очень мелкие капли двух несмешивающихся фаз, которые затем смешиваются между собой. Поскольку ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями легко производят наноразмерные капли, стабилизированные ультразвуковые эмульсии демонстрируют долговременную стабильность и прозрачный внешний вид.
Поскольку любой вид эмульсии имеет свой специфический порог эмульгирования / сдвига, при котором достигается оптимальный размер капель и характеристики, точная регулировка параметров смешивания имеет решающее значение. В то время как слишком низкий сдвиг приводит к образованию слишком крупных капель, которые быстро сливаются и приводят к разделению фаз, слишком высокий сдвиг может разрушить продукт. Ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями могут быть точно управляемы и отрегулированы в соответствии с технологическими потребностями.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковой наноэмульгации!
Ультразвуковой смеситель с большими сдвиговыми усилиями УП200Хт для эмульгирования
Ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями для смешивания и растворения
Ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями используются для смешивания, измельчения, диспергирования и растворения частиц, таких как порошки, пигменты и волокна, в быстром, надежном и простом процессе. Ультразвуковая кавитация увеличивает массоперенос между твердыми и жидкими веществами. Ультразвуковая кавитация оказывает сильное воздействие на твердые частицы: кавитационные потоки жидкости разрушают поверхность твердых частиц и переносят разрушенные фрагменты в жидкость, образуя таким образом однородную суспензию.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковом растворении!
Применение ультразвуковых смесителей с большими сдвиговыми усилиями
- измельчение & Шлифование
- деагломерация & дисперсия
- эмульгирование
- Растворение порошков
- Улучшение массопереноса
- Сонохимические реакции
Тем SonoStation – ультразвуковая система с 2 ультразвуковыми аппаратами мощностью 2 кВт, баком с перемешиванием и насосом – Это удобная в использовании система для смешивания, измельчения и диспергирования.
Смесители с большими сдвиговыми усилиями любого размера
Hielscher Ultrasonics разрабатывает, производит и продает высокопроизводительные смесители с большими сдвиговыми усилиями, начиная от компактных, но мощных лабораторных устройств и заканчивая пилотными и промышленными смесителями с большими сдвиговыми усилиями для обработки больших объемов потоков на коммерческом производственном уровне.
Смесители с большими сдвиговыми усилиями для лабораторий
Ультразвуковые смесители зондового типа являются признанными инструментами в каждой лаборатории. Поскольку ультразвуковые процессы могут быть линейно масштабированы до больших объемов, ультразвуковые смесители Hielscher с большими сдвиговыми усилиями идеально подходят для разработки и оптимизации ваших процессов в небольших масштабах. Затем, после установления оптимальных параметров процесса, ваше приложение смешивания может быть линейно масштабировано до пилотного и массового производства.
Hielscher предлагает ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями для работы в лабораторных условиях с диапазоном мощности ультразвукового смешивания от 50 до 400 Вт.
Смесители с большими сдвиговыми усилиями для промышленности
Промышленные смесители с большими сдвиговыми усилиями Hielscher представляют собой мощные ультразвуковые процессоры, предназначенные для измельчения, диспергирования, эмульгирования и смешивания больших потоков пульпы в тяжелых условиях. Эти промышленные смесители легко справляются с высокими концентрациями твердых частиц и абразивных частиц. Зонды (сонотроды) промышленных ультразвуковых смесителей с большими сдвиговыми усилиями оснащены фланцем, благодаря чему смеситель может быть интегрирован в стальные резервуары, стеклянные сосуды или пластиковые контейнеры в любой ориентации. Это позволяет создать давление в сосуде для ультразвуковой обработки. Воздействие давления на ультразвуковой сосуд или проточную ячейку усиливает акустическую кавитацию и, следовательно, процесс ультразвукового перемешивания. Hielscher Ultrasonics предлагает промышленные смесители с большими сдвиговыми усилиями мощностью от 500 до 16 000 Вт. С UIP16000 Hielscher предлагает самый мощный ультразвуковой смеситель с большими сдвиговыми усилиями в мире.
Высоковязкие материалы? – Ничего! Все ультразвуковые процессоры Hielscher в настольной и промышленной категориях могут легко обрабатывать вязкие суспензии с концентрацией до 250 000 сантипуаз. Для вязкости выше 2 000 сПс мы рекомендуем использовать проточные ячейки в сочетании с прогрессивными винтовыми насосами для улучшения связывания ультразвуковых волн с жидкостью.
Как найти подходящий ультразвуковой смеситель с большими сдвиговыми усилиями?
Hielscher Ultrasonics является многолетним опытным производителем мощных и надежных ультразвуковых систем смешивания с большими сдвиговыми усилиями, которые используются для диспергирования и разрушения частиц, для приготовления наноэмульсий или для растворения порошков в жидкостях. Являясь лидером на рынке ультразвуковых смесителей, Hielscher разрабатывает, производит и распространяет ультразвуковые смесители и гомогенизаторы с большими сдвиговыми усилиями от лабораторных и настольных до пилотных и полностью промышленных масштабов.
Ответы на следующие вопросы помогут найти наиболее подходящий смеситель с большими сдвиговыми усилиями для вашего технологического процесса:
- Каково ваше целевое приложение?
- Каков типичный объем, который необходимо обработать?
- Каковы критические факторы процесса?
- Какие стандарты качества должны быть достигнуты?
Наш хорошо обученный и опытный персонал поможет вам с любыми вопросами и концепцией вашего процесса смешивания. Hielscher Ultrasonics предлагает всесторонние консультации по ультразвуковой обработке, чтобы помочь нашим клиентам найти наиболее идеальный ультразвуковой смеситель с большими сдвиговыми усилиями. Но на этом обслуживание Hielscher не заканчивается, мы обучаем клиентов либо на их объектах, либо в нашей ультразвуковой технологической лаборатории и техническом центре, чтобы помочь им во время разработки, оптимизации и масштабирования процессов.
Hielscher Ultrasonics’ Промышленные ультразвуковые процессоры легко выдают очень высокие амплитуды, которые необходимы для дробления твердых частиц и агломератов или для обработки суспензий с высокой концентрацией твердых веществ. Промышленные смесители Hielscher легко работают с амплитудой до 200 мкм непрерывно в режиме 24/7. Если для определенных процессов требуются еще более высокие амплитуды, можно заказать ультразвуковые преобразователи по индивидуальному заказу. Такие аксессуары, как бустерные рупоры, проточные ячейки, реакторы ультразвука и комплексные рециркуляционные установки, легко доступны и позволяют сконфигурировать вашу ультразвуковую смесительную установку, оптимально адаптированную к вашим технологическим требованиям. Все сонотроды и реакторы, которые являются единственными частями, контактирующими со средой, являются CIP/SIP (очистка и стерилизация на месте).
Сложные ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями
Hielscher Ultrasonics специализируется на высокопроизводительных дезинтеграторах ячеек с высочайшим удобством использования и самыми современными техническими достижениями. Это означает, что стандарты лабораторных дезинтеграторов Hielscher все больше и больше адаптируются к интеллектуальным возможностям промышленного оборудования. Пользователь может управлять цифровыми ультразвуковыми аппаратами Hielscher с помощью пульта дистанционного управления в браузере. Программное обеспечение для автоматической записи данных записывает все важные ультразвуковые параметры, такие как полезная мощность, общая мощность, амплитуда, температура, давление, время и дата, в формате CSV на встроенную SD-карту. Кроме того, ультразвуковой дезинтегратор может быть запрограммирован на автоматическое отключение после определенного времени или определенного ввода энергии или запрограммировать пульсирующие режимы ультразвука. Вставные датчики температуры и давления позволяют тщательно отслеживать состояние пробы. Поскольку контроль температуры термочувствительных материалов является решающим фактором для качества результатов процесса, Hielscher предлагает различные решения для поддержания температуры процесса в заданном температурном диапазоне.
Сложные функции ультразвуковых аппаратов Hielscher обеспечивают высочайший контроль процесса, надежные и воспроизводимые результаты ультразвуковой обработки, удобство использования и комфорт работы.
качество – Сделано в Германии
Будучи семейным предприятием, Hielscher отдает приоритет высочайшим стандартам качества своих ультразвуковых процессоров. Все ультразвуковые аппараты спроектированы, изготовлены и тщательно протестированы в нашем головном офисе в Тельтове недалеко от Берлина, Германия. Прочность и надежность ультразвукового оборудования Hielscher делают его рабочей лошадкой на вашем производстве. Работа в режиме 24/7 при полной нагрузке и в сложных условиях является естественной характеристикой высокопроизводительных миксеров Hielscher.
Вы можете купить ультразвуковые смесители Hielscher с большими сдвиговыми усилиями любого размера и конфигурации в соответствии с вашим технологическим процессом. От обработки жидкостей в небольшом лабораторном стакане до непрерывного проточного смешивания суспензий на промышленном уровне, Hielscher Ultrasonics предлагает подходящий смеситель с большими сдвиговыми усилиями для вас! Пожалуйста, свяжитесь с нами – Мы рады порекомендовать вам идеальную конфигурацию ультразвукового смесителя!
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!
Мощные ультразвуковые гомогенизаторы от лаборатория Кому пилот и промышленный шкала.
Факты, которые стоит знать
Ультразвуковые аппараты и их использование в качестве смесителей с большими сдвиговыми усилиями
Ультразвуковые аппараты являются ультразвуковыми устройствами зондового типа, которые определяются путем передачи ультразвуковых колебаний через ультразвуковой зонд в обрабатываемую среду. Зонд, также известный как сонотрод, представляет собой титановый стержень, который вибрирует на ультразвуковой частоте, например, 20 кГц. Вибрация на частоте 20 кГц означает, что горизонтальная поверхность зонда расширяется и сжимается 20 000 раз в секунду. Эти быстрые движения в ультразвуковом диапазоне частот на кончике зонда связаны с жидкостью. В жидкости ультразвуковые волны распространяются через среду и генерируют чередующиеся циклы высокого и низкого давления. Во время цикла низкого давления возникают мельчайшие пузырьки вакуума, которые растут в течение нескольких циклов давления, пока не достигнут точки, где они не могут поглощать дальнейшую энергию. В точке максимального роста кавитационный пузырь сильно лопается. В результате имплозии образуется энергоемкое поле с очень высокими температурами и давлениями, соответствующими перепадами температур и давлений, потоками жидкости со скоростями до 180 м/с и турбулентностью. Эта кавитационная энергия оказывает сильное воздействие на жидкости и суспензии, что приводит к исключительным результатам смешивания, смешивания, измельчения, диспергирования и эмульгирования. Ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями легко производят наноразмерные частицы и капли с очень узким распределением частиц и капель по размерам.
Читайте здесь, в чем разница между ультразвуковой/акустической кавитационной обработкой и гидродинамической кавитационной обработкой!
Распространенные отрасли применения ультразвуковых смесителей с большими сдвиговыми усилиями
- Диспергирование, растворение, смешивание твердых/жидких составов
- эмульгирование
- Материаловедение
- Подготовка образца перед анализом
- Применение наночастиц
- Функционализация частиц
- Реакции фазового переноса
Литература / Литература
- Pohl M.; Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. International Congress for Particle Technology PARTEC 2004; Nuremberg, Germany.
- Thomas Leong, Muthupandian Ashokkumar, Sandra Kentish(2011): The Fundamentals of Power Ultrasound. – A Review. Acoustics Australia, 54 – Vol. 39 August 2011.
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, September 1994. 253-263.
- Pekarovicova, A.; Pekarovic, J. (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Pira International (2009).
- S.E. Karekar; B.A. Bhanvase; S.H. Sonawane; M.P. Deosarkar; D.V. Pinjari; A.B. Pandit(2014): Synthesis of zinc molybdate and zinc phosphomolybdate nanopigments by an ultrasound assisted route: Advantage over conventional method. Chemical Engineering and Processing 87; Nov. 2014.