Ultrazvukový homogenizér

Ultrazvukový homogenizácia je mechanický proces na zníženie malých častíc v kvapaline tak, aby sa stali jednotne malé a rovnomerne rozložené. Hielscher ponúka ultrazvukové homogenizers pre použitie v laboratóriu a výrobnej stupnice.

Vplyv homogenizácie

Pri ultrazvukových procesorov sa používajú ako homogenizers, cieľom je znížiť malé častice v kvapaline na zlepšenie jednotnosti a stability. Tieto častice (rozptýliť fáza) môže byť buď pevných látok alebo kvapalín. Zníženie priemerného priemeru častíc zvyšuje počet jednotlivých častíc. To vedie k zníženiu priemernej vzdialenosti častíc a zvyšuje plochu povrchu častíc. Grafika (Kliknite pre väčšie zobrazenie) ukazuje koreláciu medzi jednotlivými priemerom častíc a celkovou plochou povrchu. Povrchová plocha a priemerná vzdialenosť častíc môže ovplyvniť reológiu kvapaliny.

Ak existuje rozdiel v špecifickej závažnosti medzi časticami a kvapalinou, homogenita zmesi môže ovplyvniť stabilitu disperzie. Ak je veľkosť častíc podobná pre väčšinu častíc, tendencia k aglomerátu počas vyrovnania alebo stúpania znižuje, pretože podobné častice majú podobnú rýchlosť stúpania alebo vyrovnania.

Vysokotlakové Homogenizer

Najbežnejším mechanizmom homogenizácie je vysoký tlak homogenizácia. Tam, kvapalina je stlačené pri vysokom tlaku (cca 2000 barG) cez homogenizačný ventil. Pri prechode ventilu, kvapalina prechádza krátky (cca 50microsec.) vysokotlakový nízkotlakový cyklus.
Aj keď tento mechanizmus funguje dobre pre malé, mäkké častice, ako sú tukové globuly v mlieku, má svoje obmedzenia pri použití pre disperzie tvrdých a abrazívnych materiálov, ako sú pigmenty, leštenie médií alebo oxidov kovov, alebo vláknité a vláknité materiály, ako je ovocie pyré, riasy alebo kal. Je to spôsobené vysokými rýchlosťami kvapaliny (až 120mtr/SEC) a kvôli malým otvorom použitých ventilov. Vzhľadom k tomu, brúsny materiál prechádza čerpadlá a ventil otvor, to spôsobuje opotrebenie. Tým sa znižuje účinnosť a životnosť čerpadla a ventilu.

Výhody ultrazvukového homogenizácii

Ultrazvukový homogenizácia je veľmi efektívna pre zníženie mäkkých a tvrdých častíc. Homogenizácia je založená na kavitácii. Keď sú kvapaliny vystavené intenzívnej ultrazvukom zvukových vĺn množiť kvapalinou spôsobuje striedavé vysokotlakové a nízkotlakové cykly (cca 20000 cyklov/SEC.). Počas nízkotlakového cyklu sa v kvapaline vytvoria malé vákuové bubliny s vysokou intenzitou, pretože sa dosiahne tlak kvapaliny pary.
Keď bubliny dosiahnu určitú veľkosť, oni kolaps násilne počas vysokotlakového cyklu. Počas tohto imploze veľmi vysoké tlaky a vysokorýchlostné tekuté trysky sú generované lokálne. Výsledné prúdy a turbulencie narúšajú aglomeráty častíc a vedú k násilným kolíziám medzi jednotlivými časticami.

Jednou z hlavných výhod ultrazvukových homogenizers je nízky počet zmočené a pohyblivé časti. Tým sa znižuje opotrebovanie a čas čistenia. Existujú len dve zmočené časti: sonotrode a prietoková bunka. Obaja majú jednoduché geometly a žiadne malé alebo skryté otvory.

Ďalšou výhodou je presná kontrola nad prevádzkovými parametrami ovplyvňujúcimi kavitáciu. Hielscher ultrazvukové procesory môžu byť použité pri oscilácii amplitúdy od cca 1 až 200 mikrónov. Tekutý tlak sa môže pohybovať od 0 do cca 500psig. Ako amplitúda a tlak sú najvplyvnejších parametrov, široký prevádzkový rozsah každého parametra umožňuje veľmi jemný až veľmi deštruktívne spracovanie.

Hielscher Ultrazvukové prístroje sú kontrolované amplitúdy. Takto sa upravená amplitúda zachová za všetkých prevádzkových podmienok. To robí ultrazvukom kontrolovateľné a opakovateľné. Ultrazvukom za rovnakých prevádzkových parametrov prinesie konzistentné a reprodukovateľné výsledky. To je dôležité pre kvalitu vyrobeného materiálu a pre škálovania výsledkov procesu z laboratória na úroveň výroby.

Homogenizácia v ľubovoľnej mierke

Hielscher produkuje Ultrazvukové prístroje pre homogenizáciu akýkoľvek objem vzorky z pre šarže alebo inline Spracovanie. Laboratórne ultrazvukové zariadenia možno použiť pre objemy od 1,5 mL do cca 2L. Ultrazvukové priemyselné zariadenia sa používajú na vývoj procesov a produkciu šarží od 0,5 do cca 2000L alebo prietokovej rýchlosti od 0,1 L do 20M ³ za hodinu.

Nižšie uvedená tabuľka označuje všeobecné odporúčania zariadenia v závislosti od objemu šarže alebo prietoku, ktorý sa má spracovať. Ak chcete získať viac informácií o každom zariadení, kliknite na typ zariadenia.