Ультразвуковые периодические смесители с высоким сдвигом для лаборатории & Масштаб производства

Смачивание, гидратация, гомогенизация, измельчение, диспергирование, эмульгирование и растворение — вот типичные области применения ультразвуковых периодических смесителей с высоким сдвигом компании Hielscher. Ультразвуковое периодическое смешивание осуществляется на высокой скорости с надежными и воспроизводимыми результатами, что обеспечивает превосходные технологические показатели как в лабораторных условиях, так и в настольных установках, а также в полномасштабном промышленном производстве. Многофункциональные периодические гомогенизаторы компании Hielscher обеспечивают высокоскоростное перемешивание однородных смесей «твердое вещество–жидкость» и «жидкость–жидкость», отвечающих самым высоким требованиям к качеству продукции.

Ультразвуковое высокоскоростное периодическое смешивание: интенсификация процесса с применением высоких сдвиговых сил

• Быстрая дисперсия: Мгновенная деагломерация субмикронных частиц & наноматериалы.
• Универсальная обработка: Идеально подходит для высоковязких жидкостей, паст и абразивных материалов.
• Линейное масштабирование: Результаты, полностью воспроизводимые как в лабораторных условиях, так и при полномасштабном производстве.
• Энергоэффективность: Более низкое энергопотребление по сравнению с технологиями конкурентов.

Высокоскоростное периодическое смешивание с ультразвуком и высокими усилиями сдвига

Ультразвуковое периодическое смешивание с высоким сдвигом представляет собой значительный прорыв по сравнению с традиционными технологиями, такими как ротор-статорные смесители, струйные смесители и системы UltraTurrax, обеспечивая превосходную эффективность процесса и качество продукции. В то время как традиционные методы основаны на механическом сдвиге, ультразвуковые смесители используют высокоэнергетические звуковые волны для вызова акустической кавитации, создавая уникальную среду микросмешивания, характеризующуюся экстремальными локальными условиями. Это явление генерирует ударные волны и высокоскоростные струи жидкости, скорость которых достигает 280 м/с, что обеспечивает интенсивное микроперемешивание, необходимое для быстрого смачивания порошков, мгновенного разрушения агломератов субмикронных и наночастиц, а также создания идеально однородных эмульсий.
Помимо этих преимуществ микросмешивания, ультразвуковые системы отличаются значительно более высокой энергоэффективностью, с легкостью обрабатывают абразивные материалы и обеспечивают быструю неразрушающую очистку (CIP/SIP), что делает их идеальным выбором для сложных промышленных задач.

Кому следует использовать ультразвуковое периодическое смешивание с высоким сдвигом?

Ультразвуковое периодическое смешивание с высоким уровнем сдвига идеально подходит для производителей, разработчиков рецептур и сотрудников отделов НИОКР&Система D находит применение в различных отраслях, где точность, стабильность и быстрое распределение являются обязательными условиями. Она особенно ценна для компаний, занимающихся переработкой нано- и субмикронных материалов, высоковязких паст, абразивных суспензий или сложных смесей «твердое вещество–жидкость» и «жидкость–жидкость». Такие отрасли, как косметическая, фармацевтическая, производство современных материалов, пищевая & напитки, краски & В производстве покрытий, специальных химических веществ и нанотехнологиях эта технология используется для обеспечения мгновенного смачивания порошка, получения однородных эмульсий и стабильного измельчения частиц без термического разложения. Если ваш технологический процесс требует воспроизводимых результатов, полностью линейного масштабирования от лабораторных условий до промышленного производства, а также более низкого энергопотребления по сравнению с традиционными системами «ротор-статор», ультразвуковое периодическое смешивание с высоким сдвигом разработано специально для удовлетворения ваших конкретных требований.

акустическая кавитация – Принцип действия ультразвуковых сдвиговых сил и перемешивания

Когда высокоэнергетические ультразвуковые волны проникают в жидкости и суспензии, чередующиеся циклы высокого и низкого давления (например, 20 000 циклов в секунду при частоте 20 кГц) приводят к образованию вакуумных пузырьков или пустот в жидкости. Эти пузырьки растут в течение нескольких циклов, пока не разрушаются с огромной силой, поскольку не могут поглотить больше энергии. Во время имплозии пузырьков локально возникают экстремальные условия: температуры до 5 000 К, давление до 2 000 атм и струи жидкости со скоростью до 280 м/с. Это явление называется кавитацией. Ультразвуковая кавитация успешно применяется для решения разнообразных задач перемешивания, измельчения и растолкивания, например, при обработке коллоидов, порошков, жидкостей, масел, смазок, смол, эпоксидных смол, пигментных паст, чернил, красок, силиконов, кремов, гелей, полимеров, уретанов и многих других веществ.
 

Ультразвуковое перемешивание основано на акустической кавитации и связанных с ней гидродинамических сдвиговых силах.

Почему ультразвук? – Для полного контроля процесса

Ультразвуковое смешивание позволяет точно контролировать все важные параметры процесса. Это имеет решающее значение для достижения оптимальных результатов технологического процесса при максимально эффективной работе.

• Амплитуда ультразвука:

Смещение горизонтальных областей на сонотроде (ультразвуковой рупор/зонд) может быть отрегулировано в соответствии с требованиями технологического процесса путем настройки мощности ультразвукового устройства, выбора сонотрода и использования усилительного рупора.

• Давление:

Применение давления в процессе ультразвуковой обработки способствует его интенсификации и известно как маносоникация (MS). Ультразвуковая кавитация при повышенном давлении становится более интенсивной и бурной. В связи с этим компания Hielscher предлагает герметичные реакторы периодического действия, приспособленные для работы под давлением.

• Продолжительность ультразвука:

Как правило, чем дольше длится ультразвуковая обработка, тем более заметными становятся результаты процесса, например, измельчения, диспергирования и т. д. – при условии, что приложена достаточная интенсивность для воздействия на технологическую среду.

• Температура:

Ультразвуковая обработка представляет собой нетермический метод механической обработки. Однако в соответствии с законом термодинамики энергия, передаваемая веществу, в конечном итоге всегда преобразуется в тепло. Тем не менее, благодаря исключительной энергоэффективности ультразвуковых преобразователей Hielscher до 90 % энергии от штекера преобразуется в ультразвуковые волны и передается в технологическую среду.

• Вязкость:

Вязкость технологической среды является важным фактором при ультразвуковой обработке. При таких видах применения, как измельчение частиц, дробление и диспергирование, столкновения между частицами, вызванные ударными волнами кавитации, являются одним из основных технологических эффектов, приводящих к разрушению частиц, поэтому высокая концентрация частиц является благоприятным фактором.

Давайте вместе разработаем для вас идеальное решение для микширования!

Для определения оптимальных условий технологического процесса (= наилучший результат при минимальном потреблении энергии) вышеназванные параметры должны быть установлены в соответствии с целевой технологической целью.
Тестирование технологической осуществимости и оптимизация технологического процесса могут быть легко проведены в лабораторных и настольных условиях. Все полученные результаты можно точно воспроизвести и линейно масштабировать до производственных объемов. Компания Hielscher Ultrasonics предлагает вам профессиональные консультации и полностью оборудованную технологическую лабораторию, где мы сможем оптимизировать технологический процесс вместе с вами или самостоятельно!
Hielscher – ваш эксперт в области ультразвуковых технологических решений. Свяжитесь с нами сегодня, мы будем рады порекомендовать вам подходящую установку для решения ваших потребностей!

Литература / Литература