Ультразвуковые датчики и зонды для обработки жидкостей

Ультразвуковые аппараты Hielscher используются для лабораторных образцов, опытной обработки или полномасштабного производства. Сюда входят ультразвуковые процессоры и зонды для ультразвуковой обработки любого объема жидкости, от нескольких микролитров до сотен кубических метров в час. Hielscher Ultrasonics поставляет высокопроизводительные ультразвуковые аппараты и соответствующее высокоинтенсивное ультразвуковое оборудование для исследований и промышленности.

Требования к обработке жидкостей с помощью ультразвуковой кавитации бывают разных размеров: образцы тканей в небольших флаконах, образцы краски в баллонах, партии реактора или непрерывный поток материала. Hielscher предлагает ультразвуковые аппараты для любого объема жидкости. Например, UP100H — это компактный портативный ультразвуковой аппарат зондового типа объемом до 500 мл. Мощный ультразвуковой аппарат мощностью 400 Вт UP400St является мощным лабораторным гомогенизатором объемом до 2000 мл. Промышленный класс UIP1000hdT представляет собой мощный ультразвуковой смеситель зондового типа для разработки приложений и мелкосерийного производства. Для более крупных производственных целей Hielscher предлагает ультразвуковые аппараты мощностью 4000 Вт, 6000 Вт, 10 кВт и 16 кВт. В таблице ниже перечислены все стандартные лабораторные и промышленные ультразвуковые приборы.

Лабораторные ультразвуковые гомогенизаторы

промышленные ультразвуковые аппараты

Ультразвуковые процессы и их применение

Ультразвуковое смешивание

В то время как мешалки для резервуаров могут смешивать легко смешиваемые жидкости одинаковой вязкости, жидкости другой вязкости или более вязкие жидкости могут требовать высокого механического сдвига для быстрого и полного смешивания. Наши ультразвуковые устройства могут легко смешивать две или более жидкостей в линию. Для этого жидкости будут соединяться непосредственно перед реакторами ультразвуковых проточных ячеек. Узнайте больше о растушевке!

ультразвуковая гомогенизация

Ультразвуковые гомогенизаторы Hielscher очень эффективны для достижения небольшого и равномерного размера глобул или частиц при обработке порошков/жидкостей или жидких/жидких составов. Высокие гидравлические усилия сдвига, создаваемые ультразвуком, разбивают агломераты, капли и клеточную ткань на более мелкие фрагменты и дают однородный продукт мелкого размера. Наш ассортимент гомогенизаторов охватывает любой объем обработки, от лабораторных флаконов до объемного производства. Узнайте больше об гомогенизации!

Ультразвуковая деагломерация

Ультразвуковые гомогенизаторы Hielscher разрушают агломераты порошка в жидкостях, которые не могут разрушить обычные мешалки и смесители с большими сдвиговыми усилиями. Высокий кавитационный сдвиг диспергирует и гомогенизирует агломерированные частицы, что приводит к увеличению удельной поверхности. Ультразвуковые гомогенизаторы Hielscher могут быть легко интегрированы в линию или в пакет. Узнайте больше о деагломерации!

ультразвуковое диспергирование

Почти для каждого продукта важно, чтобы частицы были отделены от других частиц, чтобы увеличить площадь поверхности частиц и добиться равномерного распределения. Даже дисперсии могут быть легко достигнуты с помощью ультразвука. Ультразвуковые аппараты Hielscher широко используются для производства мелкодисперсных дисперсий в микрон- и нанодиапазоне. Узнайте больше о диспергировании!

ультразвуковое эмульгирование

При смешивании несмешивающихся жидкостей в эмульсию размер и распределение капель являются ключевым фактором для стабильности эмульсии. Ультразвуковое излучение может создавать очень мелкие капли и узкие распределения по размерам. В большинстве случаев наши ультразвуковые смесители могут получать субмикронные капли при приготовлении эмульсий периодическим или поточным способом. В отличие от гомогенизаторов высокого давления, высокие сдвиговые усилия, производимые нашими ультразвуковыми устройствами, эмульгируют даже жидкости с высокой вязкостью, такие как тяжелое топливо (HFO). Для некоторых составов может потребоваться добавление эмульгаторов или стабилизаторов. В этом случае ультразвуковые аппараты помогают равномерно перемешать эмульгатор. Узнайте больше об эмульгировании!

ультразвуковое растворение

Ультразвуковые гомогенизаторы являются эффективным и надежным средством для солюбилизации различных материалов, таких как соль, сахара, сиропы, смолы и полимеры. Высокоскоростные струи жидкости, создаваемые ультразвуковой кавитацией, увеличивают массоперенос в пограничных слоях. Это приводит к более быстрому и полному растворению и выщелачиванию частиц или жидкостей с высокой вязкостью. Узнайте больше об ультразвуковом растворении!

Ультразвуковое уменьшение размера частиц

Ультразвуковые процессоры Hielscher могут разрушать агломераты, агрегаты и первичные частицы различных материалов, таких как пигменты, оксиды металлов или кристаллы. Ультразвуковое исследование позволяет добиться очень равномерного и узкого распределения частиц по размерам с минимальными колебаниями между партиями или без них. Ультразвуковое фрезерование наиболее эффективно в диапазоне от 500 микрон до субмикрон и наноразмеров. Наши ультразвуковые реакторы могут выдерживать большие нагрузки твердых частиц и высокую вязкость пульпы. Окончательный размер частиц будет зависеть от твердости продукта. Узнайте больше об уменьшении размера частиц!

Больше ультразвуковых процессов

Ультразвуковая очистка поверхности частиц

Поверхность частиц порошка является ключевым фактором для взаимодействия с окружающей жидкостью. Именно на таких границах твердой/жидкой фаз происходит растворение, химические реакции или каталитическая активность. Ультразвуковая гомогенизация увеличивает воздействие жидкой фазы на поверхность частиц за счет равномерной деагломерации и уменьшения размера частиц. Во время каталитических и химических реакций поверхность частиц может быть заблокирована осаждением остатков, образованием пограничного слоя, оксидных слоев и загрязнением. Ультразвуковая кавитация вызывает высокоскоростные струи жидкости, большой гидравлический сдвиг и столкновения между частицами, что приводит к очистке поверхности частиц. Ультразвуковые аппараты Hielscher могут использоваться периодически или в потоке для удаления загрязнений из частиц в жидкостях.

ультразвуковое перемешивание

Ультразвуковое перемешивание и перемешивание резервуаров требует надежного оборудования, особенно для увеличения вязкости и объемов. Обычные мешалки для резервуаров, такие как лопастные мешалки или роторно-статорные мешалки, ограничены различными факторами, включая вязкость и масштабируемость. Таким образом, мощное ультразвуковое перемешивание резервуаров является правильным выбором для вашего процесса смешивания благодаря более высокой пропускной способности, экономии времени, более низким эксплуатационным расходам, безопасной эксплуатации (отсутствие движущихся частей) и простоте обслуживания. Узнайте больше об ультразвуковых мешалках для резервуаров!

Ультразвуковое увлажнение

При смешивании сухих порошков, таких как пигменты, загустители или камеди с жидкостями, частицы порошка имеют тенденцию образовывать агломераты, комки или так называемые “Рыбий глаз” (частично гидратированный порошок с сердцевиной из сухого порошка). Мешалки и мешалки будут мыть поверхность таких агломератов только. Это приводит к длительному времени смешивания и низкому качеству продукта. Ультразвуковое перемешивание разрушает агломераты и комки, что приводит к образованию раствора, не содержащего агломератов. Кроме того, хорошо известно, что сонохимические эффекты активируют площадь поверхности частиц, что приводит к таким преимуществам, как более быстрые реакции и повышение качества продукта.

ультразвуковая пробоподготовка

Для измерений с помощью аналитических приборов (например, ВЭЖХ, атомного спектрометра и т. д.), как правило, большинство образцов должны быть сжижены. Если образец является растворимым, растворенное вещество (такое как сукралоза, соли, например, в виде порошка или таблетки) может быть растворено в растворителе (например, воде, водных растворителях, органических растворителях и т.д.), в результате чего образуется однородная смесь, состоящая только из одной фазы. Процесс растворения может осуществляться ручным или механическим перемешиванием, что отнимает много времени и неэффективно. С этим связаны такие проблемы, как потери образцов из-за манипуляций или недостаточная воспроизводимость из-за случайных ошибок и неравномерного смешивания.

Ультразвук для химической активации

Чтобы инициировать химическую реакцию, требуется энергия. Так называемая энергия активации — это количество энергии, необходимое для инициирования реакции и ее спонтанного протекания. При вводе ультразвуковой энергии могут быть инициированы химические реакции, поскольку силы притяжения преодолеваются и образуются свободные радикалы. Типичными химическими реакциями, в которых используется ультразвук, являются сонокатализ (например, Катализ с фазовым переносом), синтетические органические реакции, сонолиз, а также золь-гель-Маршруты. Кроме того, ультразвуковые силы создают высокореактивные поверхности, что является важным методом для повышения активности катализатора.

Ультразвуковое истончение при сдвиге

Явление уменьшения вязкости при увеличении поперечных сил называется утончением сдвига или тиксотропным. Снижение вязкости имеет существенное значение при изменении содержания частиц в среде. Чтобы достичь более высокой твердой нагрузки, на первом этапе вязкость должна быть снижена. После снижения вязкости можно добавлять твердые вещества и диспергировать их в среде. Высокие усилия сдвига, создаваемые ультразвуковой кавитацией, приводят к истончению сдвига и превосходным диспергирующим результатам. Это применение в основном интегрируется перед распылительной сушкой или распылительной заморозкой для увеличения производительности процесса распыления или для влияния на реологию тиксотропного материала, например, полимеров.

Ультразвуковое мокрое фрезерование

Фрезерование и уменьшение размера частиц являются ключевыми процессами во многих отраслях промышленности, таких как покраска & покрытия, чернила для струйной печати & полиграфия, химия или косметика. Технология ультразвукового измельчения доказала свою надежность измельчения и диспергирования в микронном и наноразмерном диапазоне. Его непревзойденная прочность по сравнению с бисерными, шаровыми и галечными мельницами заключается в отсутствии любых мелющих сред (например, бусин / жемчуг), которые загрязняют конечный продукт из-за истирания. В отличие от этого, ультразвуковое измельчение основано на межвидовом столкновении – это означает, что измельчаемые частицы используются в качестве зерна. Таким образом, трудоемкая очистка мелющих тел больше не является проблемой. Можно обрабатывать потоки с высокой вязкостью и большим объемом, что приводит к получению высококачественного продукта. Для интеграции в промышленную технологическую линию Hielscher предлагает подходящее решение: кластеризуемые системы, простую интеграцию/модернизацию, низкие эксплуатационные расходы, простую эксплуатацию и высокую надежность. Узнайте больше о мокром помоле и тонком шлифовании!

Ультразвуковая экстракция и лизис клеток

Клеточный распад или лизис является обычной частью ежедневной подготовки образцов в биотехнологических лабораториях. Цель лизис заключается в разрушении частей клеточной стенки или всей клетки для высвобождения биологических молекул. Так называемый лизат может состоять, например, из плазмиды, рецепторных анализов, белков, ДНК, РНК и т.д. Последующими этапами после лизиса являются фракционирование, выделение органелл и/или экстракция и очистка белка. Извлеченный материал (= лизат) должен быть отделен и подвергнут дальнейшим исследованиям или применению, например, для протеомных исследований. Ультразвуковые гомогенизаторы являются распространенным инструментом для успешного лизиса и экстракции клеток. Поскольку интенсивность ультразвука может быть нивелирована путем регулировки параметров процесса, оптимальная интенсивность ультразвука – варьируются от очень мягких до очень интенсивных – может быть задан для каждого вещества и среды. Узнайте больше об экстракции и лизисе клеток!

Ультразвуковая микробная инактивация

Микробная инактивация является ключевым процессом в пищевой промышленности. В связи с растущим спросом на свежие, мягкие обработанные пищевые продукты, промышленность следует за спросом клиентов, заменяя термическое консервирование более мягкими методами обработки. Ультразвуковая технология является нетермическим методом, который позволяет инактивировать микроорганизмы при сублетальных температурах, что приводит к лучшему сохранению органолептических характеристик, питательных и функциональных свойств продукта. Поскольку микроорганизмы являются основной причиной порчи пищевых продуктов, метод консервации должен быть направлен на них. Преимуществом ультразвуковой обработки является полный контроль над интенсивностью ультразвуковой обработки и, следовательно, приспособляемость к конкретным типам микробов и продукту. Узнайте больше о микробной инактивации!

ультразвуковая дегазация

Во многих жидких продуктах растворенные газы, такие как воздух, кислород или углекислый газ, вызывают проблемы с последующими процессами или качеством продукта. Растворенный газ может привести к коррозии, пенообразованию, образованию микропузырьков или росту микроорганизмов.
При ультразвуковом облучении растворенный газ экстрагируется в вакуум кавитационных пузырьков (вакуумная дегазация). Наполненные газом пузырьки впоследствии всплывают наверх и таким образом могут быть удалены. Содержание газа в жидкости может быть быстро снижено ниже естественного равновесия при атмосферном давлении с помощью ультразвуковой дегазации. Узнайте больше о дегазации!

Ультразвуковое удаление микропузырьков

Взвешенные микропузырьки в жидкостях и суспензиях являются серьезной проблемой качества для многих продуктов, поскольку такие пузырьки могут привести к загрязнению продукта, росту микроорганизмов, помутнению покрытий, механической нестабильности или неравномерным результатам печати газосодержащими чернилами для струйной печати. Ультразвуковые волны, распространяющиеся через жидкость, заставляют взвешенные пузырьки сливаться в более крупные пузыри, которые будут подниматься наверх и таким образом могут быть удалены. Ультразвуковое исследование помогает пузырькам перемещаться через жидкость, например, воду, масло или смолу, что приводит к более быстрой и полной деаэрации. Узнайте больше об удалении микропузырьков!

Ультразвуковое пеногасание

Во многих промышленных процессах, таких как ферментация, сбраживание или химические процессы, пена вызывает большие проблемы, поскольку она делает процесс менее контролируемым. В основном, пена является нежелательным побочным продуктом, который необходимо удалить. Обычно используемые антипенные химикаты стоят дорого и загрязняют конечный продукт. Напротив, высокоинтенсивные ультразвуковые волны (соно-пеногасители) разрушают пену без загрязнения. Разрушение пенопласта представляет собой мягкое, низкоэнергетическое ультразвуковое воздействие. Специально разработанные пластинчатые сонотроды создают воздушные волны высокой амплитуды, которые дестабилизируют пузырьки в пене, так что они схлопываются. Этого можно добиться за несколько секунд и он не имеет никаких остаточных эффектов. Узнайте больше о пеногасителе!

Ультразвуковой нагрев

Хотя нагрев в большинстве случаев не является основной целью ультразвуковой обработки, не следует пренебрегать побочным эффектом выделения тепла в обрабатываемой среде. Контролируемый нагрев является преимуществом, так как многие процессы улучшаются за счет нагрева. Во многих процессах, например, при консервации или химических реакциях, ультразвуковая обработка целенаправленно поддерживается повышенной температурой, известной как термоультразвуковая обработка. Для термочувствительных материалов целенаправленное охлаждение во время ультразвуковой обработки обеспечивает стабильную температуру во время ультразвуковой обработки. Реализуя ледяные ванны, проточные ячейки с охлаждающими рубашками и встроенные теплообменники, Hielscher предлагает решение для ваших индивидуальных целей.

ультразвуковая стабилизация

Ультразвук высокой мощности способствует механической, а также микробной стабилизации. Создаваемые ультразвуком высокие силы сдвига обеспечивают чрезвычайно тонкое перемешивание, что позволяет преодолеть межчастицные связи и достичь механической стабилизации. Долговечность стабильности зависит от рецептуры: некоторые эмульсии и дисперсии являются самостабильными благодаря очень тонкой и равномерной гомогенизации, в то время как другие смеси должны поддерживаться добавлением стабилизирующих агентов. Если необходимы стабилизаторы, ультразвук является очень надежным инструментом для подмешивания стабилизатора в смесь.
Для биологических и пищевых продуктов ультразвук является надежным методом микробной инактивации для достижения стабильности и сохранности продукта. Ультразвуковая микробная стабилизация является альтернативой нетермической консервации, которая убеждает эффективной микробной деактивацией и только умеренным выделением тепла. Было продемонстрировано, что ультразвук очень эффективен в уничтожении пищевых патогенов, таких как кишечная палочка, сальмонеллы, аскариды, гиаргии, цисты криптоспоридий и полиовирус.

Функционализация поверхности ультразвуковых частиц

Структура поверхности частиц важна для характеристик частиц. Удельная площадь поверхности частицы увеличивается в зависимости от уменьшения размера частицы. Таким образом, при уменьшении размера частиц свойства поверхности становятся все более заметными, особенно во время нанонизации. Для использования таких материалов характеристики поверхности так же важны, как и свойства ядра частицы. Это означает, что функционализация наноматериалов обеспечивает широкий спектр применений, таких как полимеры, наножидкости, биокомпозиты, нанолекарства и электроника. Это делает уменьшение размера, деагломерацию и функционализацию важным этапом обработки частиц. Ультразвуковые аппараты Hielscher широко используются для обработки микронных и наночастиц с целью измельчения, деагломерации, диспергирования и изменения их структуры. Изменяя поверхность частиц, можно избежать нежелательного скопления частиц. На последующих этапах ультразвуковой обработки модифицированные частицы могут быть смешаны в композиты, где ультразвуковая обработка обеспечивает однородное распределение внутри матрицы. Это очень важно для промышленного применения в различных отраслях с точки зрения долгосрочной стабильности или механических свойств гибридных материалов.

Ультразвуковые электроэрозионные испытания

Устойчивость к кавитационной эрозии является важным аспектом прочности и срока службы материала. Чтобы гарантировать функциональность материала, необходимо провести испытания на склонность к эрозии и усталость материала. Эрозионная стойкость имеет большое значение для материалов, используемых в сложных условиях, таких как гребные винты судов, (морские) покрытия, насосы, компоненты двигателей, гидравлические турбины, гидравлические динамометры, клапаны, подшипники, гильзы цилиндров дизельных двигателей, подводные крылья, а также во внутренних проточных каналах с препятствиями и т. д. Для проведения испытаний на кавитационную эрозию в соответствии со стандартом ASTM G32-92 необходимо контролируемое и воспроизводимое ультразвуковое излучение. Ультразвуковые приборы Hielscher могут использоваться для прямых и косвенных эрозионных испытаний образцов. Одно и то же ультразвуковое оборудование может использоваться как для прямого, так и для косвенного контроля. При прямом испытании образец крепится к сонотроду, а при испытании на непрямую эрозию образец фиксируется в стакане. Испытания на эрозию могут проводиться в полностью контролируемых условиях окружающей среды и практически в любой жидкости. Регулируя интенсивность ультразвука, эрозионная способность может быть адаптирована к требованиям испытания. Узнайте больше об испытаниях на эрозию!

Ультразвуковая чистка проводов и кабелей

Бесконечные материалы, такие как проволока, кабели, ленты, стержни и трубки, должны быть очищены от остатков смазки, прежде чем их можно будет дополнительно обработать, например, оцинковать, экструзить или сварить. Очистка бесконечного количества материалов часто является узким местом производственной линии. Hielscher Ultrasonics предлагает уникальный процесс ультразвуковой очистки для эффективной поточной очистки, который может работать даже с высокой пропускной способностью. Эффект кавитации, создаваемой ультразвуковой мощностью, удаляет остатки смазки, такие как масло или смазка, мыло, стеараты или пыль. Кроме того, частицы загрязнения диспергируются в чистящей жидкости. Таким образом, предотвращается новая адгезия к очищаемому материалу и удаляются частицы. Краткий обзор преимуществ ультразвуковой чистки: проверено & Надежные, эффективные, экологически чистые, с меньшим количеством химических чистящих средств или без них, plug-and-play, модульные системы, простое в эксплуатации, низкие эксплуатационные расходы, работа в режиме 24/7, малая занимаемая площадь, возможность модернизации, настройка. Узнайте больше о непрерывной очистке прядей!

Ультразвуковое просеивание и фильтрация

Разделение частиц по разнице в размерах требует перемешивания сита или сетки. Ультразвуковое перемешивание для просеивания и просеивания является проверенным инструментом, который увеличивает производительность просеивания и экономит время, так как порошки проходят через сито быстрее и полнее. В результате достигается более высокое качество конечного продукта с меньшими потерями материала из-за неполного разделения — и все это за более короткое время обработки. Узнайте больше о просеивании и просеивании!

Ультразвуковая очистка воды

Контроль роста бактерий и водорослей в воде для многих отраслей промышленности является очень важным процессом до или после производства. Мощные ультразвуковые волны известны своим воздействием на клеточные структуры, вызывая лизис и гибель клеток, а также своей очищающей способностью при механическом воздействии.
Кроме того, резервуары, бочки, сосуды и даже фильтры могут быть успешно очищены от биопленок, остатков и мусора на очень простом, но эффективном этапе ультразвуковой обработки. Механические колебания, создаваемые ультразвуком, и кавитационные силы сдвига удаляют загрязнение. Как правило, чистящие средства не требуются, а удаленные остатки можно легко смыть.

Отраслевые решения

Ультразвук для наноматериалов

Наноматериалы привлекли внимание ученых, исследователей и инженеров практически любых отраслей, так как наноразмерные частицы обладают уникальными характеристиками. Их физические свойства, такие как оптические и магнитные свойства, удельная теплоемкость, температура плавления и реакционная способность поверхности, обеспечивают высокий потенциал для материала с необычайной прочностью. Но чем мельче частицы, тем сложнее становится их обработка. Ультразвук высокой мощности часто является единственным методом эффективного воздействия на наночастицы. Влияние силового ультразвука позволяет широко использовать его в химии материалов & разработка, катализ, электроника, энергетика, а также биология & лекарство.
В основном, ультразвуковые аппараты высокой мощности являются единственным эффективным инструментом для достижения желаемых результатов измельчения и диспергирования наночастиц (например, нанотрубок, графен, наноалмазы, керамика, оксиды металлов и т.д.). В качестве альтернативы, осаждение с ультразвуковой помощью или так называемый восходящий синтез является эффективным способом создания чистых нанокристаллов с уникальными свойствами. В частности, особый интерес вызывают металлические наночастицы, сплавы и металлоорганические композиты, так как металлы имеют большое значение в промышленном секторе. Здесь также ультразвуковая обработка дает уникальные результаты, такие как покрытие частиц алюминия и титана оловом покрытием.

Ультразвуковой синтез снизу вверх

Осаждение или синтез снизу вверх описывает контролируемое образование атомов, молекул и ионов в более крупные химические соединения. Осадок также полезен для очистки продуктов. Преимущество осаждения заключается в том, что с помощью этого метода получаются мельчайшие частицы почти однородной формы, размера частиц/кристаллов и морфологии. Для производства наночастиц высокой чистоты осаждение и самоорганизация молекулярных компонентов часто является единственным способом достижения желаемого качества. Поскольку осаждение является очень быстрой реакцией, эффективное смешивание реагентов имеет важное значение. Ультразвуковое перемешивание является ключом к получению равномерного и тонкого перемешанного раствора. Hielscher Ultrasonics поставляет высоконадежное ультразвуковое оборудование, гарантирующее полный контроль над параметрами процесса и полную воспроизводимость. Узнайте больше об осадках!

Ультразвук в химии и сонохимии

Ультразвуковое применение в химии распространяется на все разделы, включая синтез материалов и аналитику & определение, биохимия, органика & Неорганическая химия, нейрохимия, ядерная химия, а также электрохимия. Способствует ли ультразвук высокой мощности реакциям благодаря своим выдающимся способностям смешивания (например, химия эмульсии, катализ с фазовым переносом PTC), активирует поверхности (например, катализ, золь-гель), инициируется путем приложения необходимой кинетической энергии или преодоления химических сил (например, дзета-потенциала, сил Ван-дер-Ваальса, реакций размыкания кольца), могут быть достигнуты уникальные результаты.

Ультразвуковой сонокатализ

Катализаторы увеличивают скорость конверсии химических реакций и необходимы для инициирования реакции или для поддержания ее в рабочем состоянии до тех пор, пока не будет достигнута полная конверсия. Тот факт, что каталитические реакции часто бывают медленными и неполными, может быть изменен с помощью ультразвука высокой мощности. Ультразвуковая обработка способствует как гомогенному, так и гетерогенному катализу и обеспечивает более высокую скорость преобразования и более высокий выход продукции. Ультразвуковые силы создают высокореактивные поверхности и тем самым увеличивают каталитическую активность. Несмотря на то, что катализаторы сами по себе не расходуются, поверхностное осаждение может со временем снизить активность катализатора. Поскольку для твердых катализаторов часто требуются редкие и дорогие металлы, длительный срок службы является экономически важным аспектом. Ультразвук является проверенным методом удаления загрязнений с поверхности катализатора для реактивации до полной каталитической емкости. Узнайте больше о сонокатализе!

Соно-химия

Химические реакции часто протекают медленно и неполно, поэтому желательно достижение более полного использования предшественников. Ультразвук высокой мощности вызывает физические эффекты в жидкостях, например, усиленный массообмен, эмульгирование, объемный термический нагрев, а также различные эффекты на твердые тела (измельчение, деагломерация, активация поверхности, модификация). Эти физические эффекты существенно влияют на химические реакции. В последствии, ультразвук способствует различным химическим реакциям, таким как катализ, синтез & осаждение, золь-гель пути, эмульсионная химия и химия полимеров. Ультразвуковые аппараты Hielscher идеально подходят для применения в сонохимии, поскольку системы Hielscher способны работать с растворителями, кислотами, основаниями и взрывчатыми веществами (АТЕКС ультразвук с рейтингом UIP1000HD-Exd). Все системы могут быть использованы как для периодической ультразвуковой обработки, так и для встроенной ультразвуковой обработки. Широкий ассортимент устройств и принадлежностей позволяет удовлетворить технологические требования. Узнайте больше о сонохимии!

Ультразвуковые золь-гелевые трассы

Ультрадисперсные наноразмерные частицы и частицы сферической формы, тонкопленочные покрытия, волокна, пористые и плотные материалы, а также чрезвычайно пористые аэрогели и ксерогели являются высокопотенциальными добавками для разработки и производства высокоэффективных материалов. Современные материалы, включая, например, керамику, высокопористые, ультралегкие аэрогели и органо-неорганические гибриды, могут быть синтезированы из коллоидных суспензий или полимеров в жидкости с помощью золь-гель метода. Материал обладает уникальными характеристиками, так как образующиеся зольные частицы варьируются в нанометровом размере. С помощью ультразвукового золь-гель пути можно создавать гели (так называемые соно-гели) с наименьшим размером частиц, самой большой площадью поверхности и наибольшим объемом пор. Широкий ассортимент ультразвукового оборудования Hielscher обеспечивает идеальную конфигурацию устройства для конкретных материалов и объемов. Узнайте больше о золь-гель процессах!

Ультразвуковое химическое разложение

Химические отходы, связанные с их восстановлением и разложением, являются серьезной проблемой промышленных процессов, таких как добыча полезных ископаемых, производство химикатов и свалки. Отходы и загрязняющие вещества (например, в почве, сточных водах...) должны быть переработаны с точки зрения переработки, сокращения отходов или их хранения. Сонохимическое разложение является высокоперспективным процессом, который характеризуется, помимо выдающихся и уникальных результатов, экологичностью и простотой в эксплуатации. Ультразвуковая обработка может привести к расщеплению связей, уменьшению длины цепи, молекулярной модификации или активации. Тем самым он способствует окислению, сорбции, сонолизу и выщелачиванию. Характерными особенностями ультразвуковой деградации являются увеличение скорости химического превращения, а также ультразвуковая кавитация, а сонохимические эффекты обеспечивают лучшее перемешивание, инициирование реакций за счет ввода энергии, создание функциональных групп (например, расщепление – гидроксильные группы OH) и радикалов (например, H₂O -> H+ и HO-).

ультразвуковая полимеризация

Ультразвуковая обработка оказывает различное воздействие на полимеры: физические эффекты включают смешивание (например, эмульгирование, диспергирование, деагломерацию, инкапсуляцию) и объемный нагрев, в то время как химические эффекты создают свободные радикалы и изменяют молекулярную структуру. Ультразвук способствует полимеризации несколькими способами: ультразвуковые волны высокой мощности производят и диспергируют наноразмерные частицы, эмульгируют несмешивающиеся жидкие фазы и создают свободные радикалы, которые способствуют эмульсионной полимеризации. Полимерные нанокомпозиты и гидрогели могут быть успешно получены с помощью ультразвука. Кроме того, функционализация поверхности полимеров играет важную роль в повышении характеристик базовых полимеров и предлагает новые подходы к разработке специализированных материалов. Повышение поверхностных свойств товарных полимеров представляет высокий экономический интерес. Таким образом, сонохимия является правильным путем для успешной обработки полимеров.

Ультразвуковая регенерация и регенерация катализаторов

При реагентной реакции на поверхности частицы катализатора продукты химической реакции накапливаются на поверхности контакта. Это, вместе с обрастающими и пассивирующими слоями, блокирует взаимодействие других молекул реагента на поверхности катализатора. Под действием ультразвуковой кавитации и вызванного ею столкновения между частицами остатки на поверхности частиц отламываются и смываются ультразвуковым потоком в жидкости. Кавитационная эрозия на поверхностях частиц создает непассивированные, высокореактивные поверхности. Кратковременные высокие температуры и давления способствуют молекулярному разложению и увеличивают реакционную способность многих химических веществ. Ультразвуковые реакторы Hielscher могут использоваться для подготовки, регенерации и регенерации катализаторов.

Сонолюминисцация

Сонолюминисцантия описывает явление коротких всплесков светового излучения, генерируемых схлопыванием ультразвуковых кавитационных пузырьков в жидкой среде. Несмотря на то, что существуют различные теории, которые пытаются раскрыть феномен сонолюминесценции, до сегодняшнего дня ученые не могли доказать свои теории, которые включают в себя горячие точки, излучение тормозного излучения, индуцированное столкновением излучения и коронные разряды, неклассический свет, протонное туннелирование, электродинамические струи и фрактолюминесцентные струи, квантовое объяснение (которое связано с эффектом Унру или Казимира) или реакцию термоядерного синтеза.

Ультразвук в биологии и микробиологии

Ультразвуковое воздействие на биологические и микробиологические системы разнообразно: Диспергирование & Гомогенизация, растворение агрегатов, лизис клеток и тканей (например, бактерий, дрожжей, вирусов, водорослей...) & Экстракция внутриклеточных материалов (например, белков, органелл, рибосом, ДНК, РНК, липидов, пептидов и т.д.), трансформация растительных клеток, выделение и сдвиг хроматина, иммунопреципитация хроматина и связанные с этим приложения успешно выполняются с помощью ультразвука.
Hielscher Ultrasonics предлагает идеально подходящий ультразвуковой аппарат для каждого отдельного применения. Для самых маленьких флаконов и пробирок VialTweeter — это устройство по вашему выбору, в то время как лабораторные зонды, такие как UP200Ht или UP400St, лучше всего подходят для обработки больших образцов. Для настольных и коммерческих применений ультразвуковые системы мощностью от 500 Вт до 16 000 Вт легко справляются с большими объемами потоков. Различные сонотроды, проточные ячейки и аксессуары дополняют программу и удовлетворяют все требования.

Ультразвуковой сдвиг ДНК, РНК и хроматина

Деоикшрибонуклеиновая кислота (ДНК), рибонуклеиновая кислота (РНК) и хроматин наряду с белками являются основными макромолекулами для всех форм жизни. ДНК и РНК — это молекулы, которые кодируют генетические инструкции организмов. Хроматин представляет собой комбинацию ДНК и белков, из содержимого которой строится ядро клетки. Для исследовательских целей необходимо фрагментировать эти молекулярные строительные блоки на более мелкие компоненты, чтобы исследовать и анализировать их или перестраивать их во время иммунопреципитации и сшивки. Для сдвига ДНК, РНК и хроматина, размер фрагмента очень важен. Благодаря полному контролю над всеми важными параметрами, ультразвук позволяет целенаправленно фрагментировать молекулы. Например, идеальная длина фрагмента хроматина колеблется от 200 до 1000.о. ультразвуковые ножницы достигается за счет пакетов в импульсном режиме. Благодаря интеллектуальным устройствам и аксессуарам ультразвуковое оборудование Hielscher обеспечивает такие потребности в обработке, как прямая или непрямая сонификация, охлаждение образца, цифровая запись процесса. Это обеспечивает успешную микробиологическую обработку и комфорт эксплуатации.

Ультразвук для краски, чернил и пигментов

В лакокрасочной промышленности и производстве красок частицы являются основным сырьем для рецептур продуктов. Для получения высококачественной продукции с ожидаемыми характеристиками решающее значение имеет равномерная и надежная обработка частиц. Размер частиц является ключевым фактором, влияющим на свойства конечного продукта. Мощный ультразвук является эффективным средством для измельчения и деагломерации микронных и наноразмеров без проблем, возникающих при использовании измельчающих сред или форсунок.
Для чернил и струйных чернил, размер частиц является ключевым знаком качества: если пигментов слишком мало, чернила теряют свою колеровочную способность – Если пигментов слишком много, сопла принтера засоряются, что приводит к некачественной распечатке. Ультразвуковая обработка позволяет точно подстраивать параметры обработки под результаты измельчения и деагломерации на аспирации. Когда идеальные параметры ультразвуковой обработки найдены, нет причин их менять. Непрерывное поточное производство обеспечивает равномерный выход продукции высочайшего качества. Распределение частиц в рецептуре имеет жизненно важное значение для выражения свойств продукта. Только в том случае, если частицы диспергированы равномерно и равномерно, конечный продукт демонстрирует удовлетворительное качество, такое как прозрачность, устойчивость к ультрафиолетовому излучению или устойчивость покрытий к царапинам. Диспергирование является одним из проверенных энергетических применений ультразвука.

Ультразвук для косметики и средств личной гигиены

Для производство косметикисмешивание ингредиентов является важным этапом. Ультразвуковая технология высокой мощности позволяет добиться надежных результатов при гомогенизации, диспергировании и эмульгировании мелких размеров, например, для кремов и лосьонов, лаков для ногтей и средств для макияжа. Помимо применения смешивания, ультразвук хорошо известен для экстракции и модификации клеток (например, липосомы), тоже. Поскольку многие ингредиенты, входящие в состав рецептуры, получены путем экстракции, например, липиды, белки, ароматические соединения или красители из клеток, ультразвук является высокопотенциальным инструментом для создания новых рецептур.

Ультразвуковые исследования для фармацевтики

Применение ультразвука в фармацевтической промышленности многогранно: синтез химических соединений, экстракция активных соединений (например, фенолов, флавоноидов из растений), эмульгирование (лосьонов, кремов и мазей), получение липосом (наноэмульгирование и последующая инкапсуляция биологически активных соединений) или инактивация вирусов и патогенов для вакцин. В производстве фармацевтических препаратов использование ультразвуковых аппаратов Hielscher позволяет увеличить производственные мощности за счет повышения урожайности. Благодаря надежным промышленным ультразвуковым устройствам реакции могут протекать в больших масштабах – как периодический или непрерывный процесс в реакторе с проточной ячейкой.

Ультразвуковое производство биотоплива

Энергетический сектор предлагает множество областей применения для успешного и эффективного использования ультразвука. Самым популярным и известным применением является, пожалуй, ультразвуковая помощь Биодизель производство (переэтерификация из первичного или использованного/отработанного растительного масла (UVO; WVO)/животный жир в биодизель), что приводит к более высокому выходу и качеству, меньшему использованию метанола и значительно ускоренному преобразованию. Если биодизельное сырье содержит более 2-3% свободных жирных кислот (СЖК), этерификация кислот является полезным предварительным этапом, позволяющим избежать образования мыла с высоким содержанием мыла. Кроме того, переэтерификация и процессы этерификации, ультразвук высокой мощности поддерживает экстракцию масел из сельскохозяйственных культур (например, рапса, сои, рапса, кукурузы, пальмы, арахиса, кокоса, ятрофы и т. д.) или водорослей.
биоэтанол Это зеленое топливо, которое получается, когда крахмал и сахар кукурузы, сельскохозяйственных культур, картофеля, тростника, риса и т.д. ферментируются дрожжевыми клетками в этанол. При применении силового ультразвука растительные клетки разрушаются, а внутриклеточный материал извлекается, чтобы сырье было более доступным для ферментативного пищеварения. Таким образом, крахмал и сахара становятся более доступными для ферментации, что приводит к более быстрому и полному преобразованию и более высокому выходу.

Ультразвук в топливе, энергетике, нефти и газе

Ультразвуковая технология гомогенизации очень эффективна для производства стабильных и нестабильных эмульсий, что позволяет успешно создавать акватопливо. Таким образом, топливо, в основном более тяжелое топливо, такое как судовое дизельное топливо, эмульгируется водой. Использование топлива, настоянного на воде, приводит к более эффективному сгоранию и значительному снижению выбросов NOx. Еще одним важным направлением является ультразвуковая обработка каменного угля.

Ультразвуковые процессы в пищевой, молочной промышленности и производстве напитков

Щадящая обработка пищевых продуктов приобретает все большее значение в связи с растущим спросом клиентов на свежие, в основном натуральные продукты. Таким образом, для общих этапов обработки, таких как смешивание & гомогенизация, экстракция, стабилизация & При консервации традиционные методы постепенно заменяются инновационными методами обработки, такими как ультразвуковое исследование, которое является нетермическим методом для пищевых продуктов. Преимущества ультразвука основаны на его мягкой, быстрой и чистой обработке, что приводит к меньшим потерям продукта и улучшению качества продуктов питания за счет сохранения свежести и витаминов. Ультразвуковые процессоры Hielscher используются для различных применений в пищевой промышленности, таких как консервирование & микробная инактивация, гомогенизация, стабилизация & консервация соков, пюре и Коктейли, экстракция ароматизаторов и фруктозы (сахара), разбавление сдвигом для снижения вязкости, созревание вино и Бальзамический уксус, спиртопереработка & ароматизаторы, облачные эмульсии, мороженое (способствующее зародышеобразованию льда и массопереносу), экстракция водорослей для нутрицевтиков, конширование шоколада для разрушения кристаллов сахара, разжижение Мёд, рафинирование пищевых масел и т.д. Узнайте больше об ультразвуковых технологиях для продуктов питания и напитков!

Научная литература и отчеты об ультразвуковых аппаратах Hielscher

В следующем списке представлена небольшая подборка научных статей, в которых ультразвуковые датчики Hielscher успешно применялись в различных целях. Пожалуйста, запросите у нас литературу по конкретным областям применения, которые вас интересуют!

• Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
• Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
• Shah Purvin, Parameswara Rao Vuddanda, Sanjay Kumar Singh, Achint Jain, Sanjay Singh (2014): Pharmacokinetic and Tissue Distribution Study of Solid Lipid Nanoparticles of Zidov in Rats. Journal of Nanotechnology, Volume 2014.
• Antonia Tamborrino, Agnese Taticchi, Roberto Romaniello, Claudio Perone, Sonia Esposto, Alessandro Leone, Maurizio Servili (2021): Assessment of the olive oil extraction plant layout implementing a high-power ultrasound machine. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 73, 2021.
• Bruno G. Pollet; Faranak Foroughi; Alaa Y. Faid; David R. Emberson; Md.H. Islam (2020): Does power ultrasound (26 kHz) affect the hydrogen evolution reaction (HER) on Pt polycrystalline electrode in a mild acidic electrolyte? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 69, December 2020.