Ультразвуковые гомогенизаторы
Ультразвуковые гомогенизаторы являются мощными инструментами для смешивания и гомогенизации твердо-жидких и жидкостно-жидких суспензий. Ультразвуковая гомогенизация — это механический процесс восстановления частиц в жидкости таким образом, чтобы они стали равномерно малыми и равномерно распределенными. Hielscher предлагает мощные ультразвуковые гомогенизаторы для применения в лабораториях и на производстве.
Применение и влияние ультразвуковых гомогенизаторов
Ультразвуковые гомогенизаторы – это мощные и надежные смесители, которые используются в лабораториях и промышленности для многочисленных применений.
Ультразвуковой гомогенизатор может использоваться для различных областей применения, в том числе:
- Гомогенизация: Ультразвуковые гомогенизаторы могут гомогенизировать образцы для создания однородных и однородных смесей.
- Дисперсия: Ультразвуковые гомогенизаторы могут использоваться для диспергирования твердых частиц в жидкостях с целью создания устойчивых суспензий. Ультразвук необычайно эффективен при создании нанодисперсий.
- Эмульгирование: Ультразвуковые гомогенизаторы могут использоваться для создания стабильных эмульсий и наноэмульсий путем дробления и диспергирования несмешивающихся жидкостей, таких как масло и вода.
- Разрушение клеток: Ультразвуковые гомогенизаторы могут вскрывать клетки для извлечения внутриклеточных компонентов, таких как белки, нуклеиновые кислоты, ферменты и метаболиты.
- Дегазация: Ультразвуковые гомогенизаторы могут использоваться для удаления растворенных газов из жидкостей, таких как дегазация растворителей ВЭЖХ или охлаждающих жидкостей.
- Ультразвуковые химические реакции: Ультразвуковые гомогенизаторы также могут использоваться для химических реакций с ультразвуковой обработкой, таких как сонохимический синтез, катализ или деградация.
В целом, ультразвуковые гомогенизаторы являются универсальным инструментом, который может использоваться для широкого спектра применений в исследованиях, разработках и промышленных процессах.
Ультразвуковой гомогенизатор UIP1000hdT для R&D и производство
Мощный ультразвук для уменьшения размера частиц: Когда ультразвуковые гомогайзеры используются для таких целей, как смешивание, диспергирование и эмульгирование, целью является уменьшение количества мелких частиц или капель в жидкости или суспензии для улучшения однородности и стабильности смеси. Эти частицы (дисперсная фаза) могут быть как твердыми, так и жидкими. Уменьшение среднего диаметра частиц увеличивает количество отдельных частиц. Это приводит к уменьшению среднего расстояния между частицами и увеличению площади поверхности частиц. На графике показано соотношение между диаметром отдельной частицы и общей площадью поверхности. Площадь поверхности и среднее расстояние до частиц могут влиять на реологию жидкости.
Если существует разница в удельном весе между частицами и жидкостью, однородность смеси может влиять на стабильность дисперсии. Если размер частиц у большинства частиц одинаков, то тенденция к агломерации во время осаждения или подъема уменьшается, потому что одинаковые частицы имеют одинаковую скорость подъема или осаждения.
Ультразвуковые дисперсии демонстрируют равномерное распределение частиц по размерам с однородно восстановленными частицами. Кривые показывают распределение частиц диоксида кремния до ультразвука (зеленая кривая) и после ультразвукового диспергирования (красная кривая).
Ультразвуковые гомогенизаторы и гомогенизаторы высокого давления
Наиболее распространенным механизмом гомогенизации является гомогенизация под высоким давлением. Там жидкость прессуется под высоким давлением (около 2000 бар изб.) через гомогенизирующий клапан. При прохождении через клапан жидкость проходит короткий (около 50 микросек) цикл низкого давления высокого давления.
Хотя этот механизм хорошо работает с мелкими мягкими частицами, такими как жировые шарики в молоке, он имеет свои ограничения при использовании для дисперсий твердых и абразивных материалов, таких как пигменты, полирующие средства или оксиды металлов, или волокнистых и волокнистых материалов, таких как фруктовые пюре, водоросли или осадок. Это связано с высокой скоростью жидкости (до 120 мтр/сек) и с небольшими отверстиями используемых клапанов. Когда абразивный материал проходит через насосы и отверстие клапана, он вызывает износ. Это снижает эффективность и срок службы насоса и клапана.
Преимущества ультразвуковых гомогенизаторов
- Ультразвуковые гомогенизаторы производят мелкие частицы / капли и узкую кривую распределения.
- Ультразвуковые гомогенизаторы могут работать с высокими концентрациями твердых веществ.
- Ультразвуковые гомогенизаторы подготавливают конюшня суспензии, дисперсии и эмульсии.
- Ультразвуковые гомогенизаторы имеют точное управление, так как на важные параметры процесса (например, амплитуду, мощность, время, температуру и давление) можно влиять и регулировать.
- Ультразвуковые гомогенизаторы очень эффективны, энергоэффективны, удобны в использовании и безопасны в эксплуатации.
Ультразвуковые гомогенизаторы для тяжелых условий эксплуатации
Мокрый помол, шлифование и смешивание являются типичными областями применения, где ультразвуковые аппараты используются в качестве надежных гомогенизаторов. Ультразвуковые гомогенизаторы очень эффективны для измельчения мягких и твердых частиц. В отличие от многих других технологий гомогенизации, ультразвуковые зондовые гомогенизаторы могут работать даже с очень твердыми, абразивными и волокнистыми материалами.
Принцип работы ультразвуковой гомогенизации основан на кавитации. Когда жидкости подвергаются интенсивному ультразвуковому воздействию, звуковые волны распространяются по жидкости, вызывая чередование циклов высокого и низкого давления (около 20000 циклов/сек). Во время цикла низкого давления при достижении давления пара жидкости в жидкости создаются небольшие вакуумные пузырьки высокой интенсивности.
Когда пузырьки достигают определенного размера, они сильно схлопываются во время цикла высокого давления. Во время этой имплозии локально генерируются очень высокие давления и высокоскоростные струи жидкости. Возникающие в результате течения и турбулентности разрушают агломераты частиц и приводят к сильным столкновениям между отдельными частицами.
Одним из основных преимуществ ультразвуковых гомогенизаторов является малое количество смачиваемых и движущихся частей. Это снижает фрикционный износ и время очистки. Смачиваются только две части: сонотрод и проточная ячейка. Оба имеют простую геометрию и не имеют маленьких или скрытых отверстий.
Еще одним преимуществом является точный контроль над рабочими параметрами, влияющими на кавитацию. Ультразвуковые гомогенизаторы Hielscher могут использоваться при амплитудах колебаний от ок. 1 до 200 мкм. Давление жидкости может варьироваться от 0 до примерно 500 фунтов на кв. дюйм изб. Поскольку амплитуда и давление являются наиболее важными параметрами, широкий рабочий диапазон каждого параметра позволяет выполнять как очень щадящую, так и очень разрушительную обработку.
Ультразвуковые гомогенизаторы Hielscher имеют амплитудное регулирование. Благодаря этому скорректированная амплитуда будет сохраняться при любых условиях эксплуатации. Это делает ультразвук управляемым и воспроизводимым. Ультразвуковая обработка при идентичных рабочих параметрах даст стабильные и воспроизводимые результаты. Это важно для качества производимого материала и для масштабирования результатов процессов от лабораторного до производственного уровня.
Ультразвуковые гомогенизаторы для любых накипей
Hielscher производит ультразвуковые гомогенизаторы для гомогенизации образцов любого объема для периодической или поточной обработки. Лабораторные ультразвуковые гомогенизаторы могут использоваться для объемов от 1,5 мл до ок. 5 л. Ультразвуковые промышленные гомогенизаторы используются для разработки технологических процессов и производства партий объемом от 0,5 до примерно 2000 л или расходом от 0,1 л до 20 м³ в час.
Проектирование, производство и консалтинг – Качество «Сделано в Германии»
Ультразвуковые аппараты Hielscher хорошо известны своими высочайшими стандартами качества и дизайна. Надежность и простота в эксплуатации позволяют без проблем интегрировать наши ультразвуковые аппараты в промышленные объекты. Ультразвуковые аппараты Hielscher легко справляются с суровыми условиями и требовательными условиями окружающей среды.
Hielscher Ultrasonics является компанией, сертифицированной по стандарту ISO, и уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым аппаратам, отличающимся самыми современными технологиями и удобством в использовании. Конечно, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и соответствуют требованиям UL, CSA и RoHs.
| Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| 0от 0,5 до 1,5 мл | н.а. | VialTweeter |
| 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 |
| От 15 до 150 л | От 3 до 15 л/мин | УИП6000HDT |
| н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
Ультразвуковые гомогенизаторы для высокопроизводительных применений
Ультразвуковые гомогенизаторы Hielscher являются рабочей лошадкой для смешивания и гомогенизации. Ультразвуковые лабораторные гомогенизаторы являются компактным и надежным инструментом для эффективного и быстрого диспергирования и эмульгирования малых и средних образцов. Промышленные ультразвуковые гомогенизаторы Hielscher эффективны и превосходят традиционные методы гомогенизации, такие как гомогенизаторы высокого давления или бисерные мельницы. Промышленные гомогенизаторы Hielscher могут обеспечивать очень высокую амплитуду и, таким образом, являются исключительно мощными, когда речь идет о процессах смешивания, диспергирования и измельчения. Амплитуды до 200 мкм могут легко работать непрерывно в режиме 24/7. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды. Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях.
Наши клиенты довольны выдающейся прочностью и надежностью ультразвуковых аппаратов Hielscher’ Гомогенизаторы. Установка в тяжелых условиях эксплуатации, в сложных условиях и работа в режиме 24/7 обеспечивают эффективную и экономичную обработку. Ультразвуковая интенсификация процесса сокращает время обработки и позволяет добиться лучших результатов, т.е. более высокого качества, более высоких выходов, инновационных продуктов.
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Ультразвуковые гомогенизаторы тканей
Помимо приготовления дисперсий и эмульсий, ультразвуковые гомогенизаторы прочно зарекомендовали себя в биотехнологии, клеточной и молекулярной биологии, а также в науках о жизни для лизиса и фракционирования клеток, разрушения тканей, экстракции внутриклеточных соединений, а также срезания ДНК, РНК и хроматина. Ультразвуковые гомогенизаторы доступны для пробоподготовки от небольших объемов (0,1 мл) до очень больших объемов для промышленных процессов (например, экстракция биологически активных соединений для производства добавок).
Для того, чтобы разрушить ткани с помощью ультразвукового гомогенизатора, используется изотонический буферный раствор для остановки осмотического повреждения. Ультразвуковые гомогенизаторы Hielscher поставляются с датчиком температуры и настройкой контроля температуры, что позволяет поддерживать образцы в хорошо контролируемом температурном диапазоне.
Для получения более подробной информации об ультразвуковых гомогенизаторах тканей нажмите здесь!
Литература / Литература
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
7 ультразвуковых гомогенизаторов УИП1000HDT (7x 1 кВт ультразвуковой мощности) установлен как кластер
Факты, которые стоит знать
Применение ультразвуковых зондовых гомогенизаторов
Область применения, в которой успешно применяются ультразвуковые зондовые гомогенизаторы, охватывает многообразные процессы в различных отраслях промышленности. наиболее заметными областями применения ультразвуковых аппаратов являются приготовление суспензий, дисперсий и эмульсий, мокрое измельчение микрон- и наночастиц, растворение порошков и таблеток, производство экстрактов из растительных компонентов, лизис клеток, экстракция и последующий сдвиг ДНК, РНК и хроматина, экстракция белков, инкапсуляция АФИ в липосомах и сонохимические реакции, где мощные ультразвуковые волны используются для инициирования и ускорения ректиций (сонокатализ, сонокатализ, сонокатализ, соносинтез), увеличивать массоперенос и переключать пути реакции.
Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы от лаборатория Кому промышленного размера.