Ultrazvukové vysokošmykové in-line mixéry
Vysokošmykové ultrazvuky pre inline miešacie procesy ponúkajú rôzne výhody v porovnaní s konvenčnými koloidnými homogenizátormi. Použitie vysokovýkonného ultrazvuku na miešanie umožňuje ultrazvukovým mixérom Hielscher produkovať rovnomerne rozptýlené koloidné suspenzie a emulzie v nanorozsahu. Ultrazvukové inline homogenizátory dokážu spracovať akýkoľvek objem a viskozitu a dokážu si poradiť aj s veľmi abrazívnymi časticami.
In-line mixovanie s vysokým strihom s výkonovým ultrazvukom
Inline homogenizácia suspenzií tuhá kvapalina alebo kvapalina-kvapalina je nevyhnutnou aplikáciou pri výrobe rozmanitých materiálov a tovaru. Ultrazvukové vysokošmykové inline mixéry sa používajú v mnohých priemyselných odvetviach vrátane výroby farieb, pigmentov & atramenty, polyméry & kompozity, palivá, potraviny & nápoje, výživové doplnky, liečivá, kozmetika & okrem iného osobná starostlivosť. Ultrazvukové vysokošmykové inline homogenizátory sa používajú na miešanie, dispergovanie, deaglomeráciu, emulgáciu, zmáčanie, rozpúšťanie a mikromletie častíc. Osobitnou silou ultrazvukových vysokošmykových inline mixérov je schopnosť spoľahlivého spracovania nanomateriálov (napr. nanodisperzie, nanoemulzie).
Ultrazvukové vysokošmykové inline mixéry zvládajú veľké objemy, vysoké koncentrácie pevných látok a abrazívne častice.
Ako funguje ultrazvukové miešanie s vysokým strihom?
Ultrazvukové miešanie a homogenizácia s vysokým šmykom je založené na princípe fungovania akustické kavitácie. Keď sú kvapaliny sonikované pri vysokej intenzite, ultrazvukové vlny sa šíria cez kvapalné médium a vedú k striedaniu vysokotlakových (kompresných) a nízkotlakových (zriedení) cyklov. Vysokovýkonné ultrazvukové prístroje pracujú s frekvenciou okolo. 20 kHz. To znamená 20 000 vibrácií za sekundu. Počas nízkotlakového cyklu vytvárajú ultrazvukové vlny s vysokou intenzitou malé vákuové bubliny v kvapaline. Keď kavitačná bublina dosiahne veľkosť, pri ktorej nemôže absorbovať žiadnu ďalšiu energiu, prudko sa zrúti počas vysokotlakového cyklu. Tento jav implózie bublín je známy pod technickým pojmom "kavitácia". Počas implózie sa lokálne dosahujú veľmi vysoké teploty (cca 5 000 K) a tlaky (cca 2 000 atm). Implózia kavitačnej bubliny tiež vytvára kvapalné prúdy s rýchlosťou až 280 m/s. (porovnaj Suslick 1998)
Tieto vysoko intenzívne a rušivé sily poskytujú dostatočnú energiu na mletie, deaglomeráciu a rozptýlenie častíc v kvapalinách a premenu ultrazvukových mixérov s vysokým strihom na technológiu spracovania par excellence. Preto sa používajú ako výrobná a spracovateľská technika, najmä v odvetviach, v ktorých nanotechnológie a nanomateriály zohrávajú kľúčovú úlohu pre výkonnosť a kvalitu výrobkov.
Vynikajúca procesná a energetická účinnosť s ultrazvukovými mixérmi
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.
Použitím tlaku a optimalizáciou ultrazvukového procesu technológia ultrazvukového miešania často prekonáva konvenčné metódy miešania, ako sú rotačné lopatkové miešačky, vysokotlakové homognenizátory alebo guľové mlyny.
V inej štúdii Pohl et al. (2004) porovnali účinnosť spracovania ultrazvukovej disperzie oxidu kremičitého s inými metódami miešania s vysokým šmykom, ako je napríklad s IKA Ultra-Turrax (rotor-stator-systém). Pohl a kol. porovnali zmenšenie veľkosti častíc Aerosil 90 (2 % hm.) vo vode pomocou Ultra-Turrax (rotor-stator-systém) pri rôznych nastaveniach s ultrazvukovým mixérom Hielscher s vysokým strihom UIP1000hd s prietokovým článkom v nepretržitom režime. Štúdia Pohla a kol. dospela k záveru, že "pri konštantnej špecifickej energii je ultrazvuk EV účinnejší ako systém rotor-stator" a že "aplikovaná ultrazvuková frekvencia v rozsahu od 20 kHz do 30 kHz nemá žiadny zásadný vplyv na proces rozptylu".
- vysoká účinnosť
- pre mikrónové a nanočastice
- Nepretržitý inline
- pre akýkoľvek objem
- dokáže spracovať veľmi vysokú viskozitu
- dokáže zvládnuť abrazívne častice
- bez pohyblivých častí (bez rotorov, lopatiek)
- bez frézovacieho média (bez guľôčok)
- CIP (čistenie na mieste)
Ultrazvuková redukcia veľkosti častíc hydroxyapatitu vápenatého (30% koncentrácia pevnej látky, 150 Ws/g US)
UIP4000hdT, 4000 wattov výkonný priemyselný mixér s vysokým strihom na inline spracovanie, napr. mokré mletie, dispergovanie, emulgáciu a rozpúšťanie koloidných suspenzií.
Kde kúpiť ultrazvukový vysokošmykový in-line mixér?
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics je vaším dôveryhodným partnerom, pokiaľ ide o vysokovýkonné sonikačné procesy, ako je ultrazvukové frézovanie, dispergovanie, emulgácia a rozpúšťanie. Ultrazvukové inline mixéry Hielscher s vysokým strihom môžu poskytovať veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy až 200 μm je možné ľahko nepretržite prevádzkovať v prevádzke 24/7/365. Pre ešte vyššie amplitúdy sú k dispozícii prispôsobené ultrazvukové sonotródy. Široká škála ultrazvukových inline reaktorov a ďalšieho príslušenstva umožňuje ideálne nastavenie pre vašu ultrazvukovú aplikáciu (napr. inline emulgácia, redukcia veľkosti častíc a homogenizácia).
Inteligentný softvér, digitálne menu cez dotykový displej, automatické zaznamenávanie údajov a diaľkové ovládanie prehliadača sú vlastnosti ultrazvukových homogenizátorov Hielscher s vysokým strihom, vďaka ktorým je obsluha užívateľsky najprívetivejšia a najjednoduchšia. Technológia čistenia na mieste (CIP) umožňuje pohodlné použitie ultrazvukového mixéra s vysokým strihom. Robustnosť, spoľahlivosť, jednoduchá inštalácia a obsluha, ako aj nízka údržba sú ďalšie vlastnosti, ktoré uľahčujú každodennú prácu s ultrazvukovými prístrojmi Hielscher.
Kontaktujte nás teraz a dozviete sa viac o tom, ako môže ultrazvukový vysokošmykový inline mixér zlepšiť vaše spracovanie systémov pevná látka-kvapalina a kvapalina-kvapalina! Náš dobre vyškolený a dlhoročný skúsený tím vám rád pomôže s ďalšími informáciami o aplikáciách a cenách.
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml/min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20 l | 00,2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 až 100 l/min | UIP16000 |
| N.A. | väčší | Zhluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory na miešanie, disperziu, emulgáciu a extrakciu v laboratórnom, pilotnom a priemyselnom meradle.
Literatúra / Referencie
- 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.
Vysoko výkonné ultrazvuky! Sortiment produktov spoločnosti Hielscher pokrýva celé spektrum od kompaktného laboratórneho ultrazvuku cez stolové jednotky až po plne priemyselné ultrazvukové systémy.