Sonikátor – Hielscher Ultrasonics | Od laboratórnej po priemyselnú mierku
Naše digitálne sondové sonikátory pokrývajú laboratórnu prácu, poloprevádzku aj výrobu v plnom rozsahu, takže môžete s istotou prenášať amplitúdu, energiu na jednotku objemu a čas spracovania medzi týmito mierkami. Monitorovanie v reálnom čase a automatické zaznamenávanie údajov dokumentujú každý cyklus pre potreby GLP, GMP a hĺbkového preverovania zo strany investorov. Modulárne príslušenstvo umožňuje s rastúcou kapacitou spracovania prechádzať od otvorených kadičiek k uzavretým prietokovým celám, reaktorom s regulovanou teplotou a prietokovým výrobným zostavám na nosných rámoch. Vďaka pohotovým aplikačným inžinierom a celosvetovému servisu Hielscher zjednodušuje validáciu, optimalizáciu a zväčšovanie mierky ultrazvukového spracovania. Ste pripravení vybrať si správny sonikátor pre svoj proces? Sme tu, aby sme vám pomohli.
Sonikátory Hielscher: Výkon pre všetky objemy a procesy
Naše sondové sonikátory pokrývajú celý rozsah od praktickej laboratórnej práce až po veľkoobjemové priemyselné spracovanie. Výkonové triedy siahajú od kompaktných stolových prístrojov až po prietokové reaktory s výkonom viacerých kilowattov, takže môžete začať s malými vývojovými šaržami a prejsť na kontinuálnu výrobu s validovanými parametrami.
Sonikátor UP400St (400 wattov)
Sonikátor Hielscher UP400St
Laboratórna sonikácia a vývoj procesov
Kompaktný a robustný sonikátor UP400St poskytuje spoľahlivý ultrazvukový výkon, keď ho potrebujete v kadičkách, malých šaržiach a pri poloprevádzkových prietokových skúškach. Objemy šarží dosahujú až približne 8 litrov (2 galóny) a s prietokovými celami môžete za hodinu spracovať väčšie objemy, čo z neho robí praktické prepojenie medzi vývojom procesov a malými výrobnými sériami. Medzi typické aplikácie patria: extrakcia z rastlinných materiálov, formulácia produktov a zmenšovanie veľkosti častíc. Digitálne ovládanie pomocou dotykovej obrazovky, integrované zaznamenávanie údajov na SD kartu, diaľkové ovládanie cez prehliadač, monitorovanie teploty a vymeniteľné sonotródy podporujú vývoj metód, dokumentáciu a plynulý prechod od výskumu a vývoja k malým výrobným sériám.
Sonikátor UIP1000hdT (1000 wattov)
Sonikátor Hielscher UIP1000hdT
Optimalizácia procesov a výroba
UIP1000hdT je ideálny sonikátor na vývoj a optimalizáciu procesov, ako aj na spracovanie stredne veľkých šarží alebo spracovanie v kontinuálnom prietoku. Dodáva vysoký ultrazvukový výkon do prietokových ciel, ktoré možno natlakovať, alebo do otvorených nádob na emulgáciu, dispergovanie, extrakciu a sonochemické reakcie, čím vypĺňa medzeru medzi malými laboratórnymi systémami a výrobnými linkami s výkonom viacerých kilowattov. Paralelné združovanie jednotiek v prípade potreby zvyšuje kapacitu spracovania. Plne digitálne vyhotovenie s ovládaním pomocou dotykovej obrazovky, zaznamenávaním údajov na SD kartu, diaľkovým ovládaním cez Ethernet, monitorovaním teploty a tlaku a širokou ponukou sonotród umožňuje systematické štúdie parametrov a plynulý prechod od prvých sonikačných cyklov k validovanej výrobe.
Sonikátor UIP16000hdT (16 000 wattov)
Sonikátor Hielscher UIP16000hdT
Vysokovýkonná sonikácia
Vysokovýkonný UIP16000hdT je priemyselný sonikátor na veľkokapacitnú prietokovú homogenizáciu, deaglomeráciu, extrakciu a miešanie s vysokým šmykovým namáhaním v náročných výrobných prostrediach. Vnáša obrovský ultrazvukový výkon do prietokových ciel, ktoré možno natlakovať, a do procesných liniek na nosných rámoch, vďaka čomu je ideálnym sonikátorom na spracovanie pri plnej výrobnej kapacite. Nepretržitý ultrazvukový výkon 16 kilowattov umožňuje vysoké prietoky. Viaceré jednotky UIP16000hdT možno združovať paralelne alebo sériovo na splnenie veľmi vysokých kapacitných cieľov. Robustná konštrukcia na náročné použitie je vhodná na prevádzku 24/7 s abrazívnymi suspenziami, viskóznymi vstupnými materiálmi alebo reaktívnymi chemickými systémami. Jednoduché ovládanie, pokročilé zaznamenávanie údajov, rôzne rozhrania diaľkového ovládania a monitorovanie teploty a tlaku v reálnom čase poskytujú prevádzkovým tímom sledovateľnosť a riadenie potrebné pri výrobe podliehajúcej regulačným požiadavkám.
| Vlastnosť | Sondové sonikátory | Vaňové sonikátory | Konvenčné homogenizačné techniky |
|---|---|---|---|
| Prenos energie | Priamy a vysoko účinný, pretože sonda je v priamom kontakte so vzorkou. | Nepriamy a menej účinný, pretože energia je vo vani rozložená nerovnomerne. | Zabezpečený mechanickým pohonom, čo často vedie k nižšej účinnosti prenosu energie. |
| Presnosť | Vysoko presné a individuálne regulovateľné, čo umožňuje cielené pôsobenie energie. | Menej presné, pričom energia je rozložená v celej vani. | Stredná presnosť v závislosti od mechanického usporiadania. |
| Flexibilita objemu vzorky | Účinné pri malých až stredných objemoch; možno ich prispôsobiť rôznym objemom vzoriek. | Najvhodnejšie pre väčšie objemy alebo pre viacero malých vzoriek súčasne. | Líši sa; často je obmedzená veľkosťou a typom homogenizátora. |
| Čas spracovania | Kratšie časy spracovania vďaka účinnému prenosu energie. | Dlhšie časy spracovania v dôsledku rozptýleného pôsobenia energie. | Líši sa; môže byť dlhší v dôsledku menej účinného pôsobenia energie. |
| Regulácia teploty | Môže dochádzať k lokálnemu zahrievaniu; často je potrebné externé chladenie. | Vhodnejšie pre aplikácie citlivé na teplotu, pretože kúpeľ môže absorbovať teplo. | Stredná úroveň regulácie, často je potrebné externé riadenie teploty. |
| Škálovateľnosť | Úplne lineárne škálovateľné, čo výrazne uľahčuje prechod od overenia uskutočniteľnosti k priemyselnej výrobe. | Ťažko škálovateľné v dôsledku nerovnomernej sonikácie a obmedzení veľkosti vaní. | Nie sú ľahko škálovateľné pre ťažkosti s udržaním rovnakých procesných parametrov (napr. tlaku, šmykovej sily) pri rôznych mierkach, čo vedie k variabilite konečného produktu. |
| Náklady | Vyššie počiatočné náklady, ale vyššia účinnosť pri špecializovaných úlohách. | Vo všeobecnosti nižšie počiatočné náklady, ale nižšia účinnosť. | Líšia sa v závislosti od zariadenia a aplikácie. |
Prietokové reaktory pre sonikátory
Pre priemyselné odvetvia a laboratóriá, ktoré vyžadujú kontinuálne ultrazvukové spracovanie, ponúka Hielscher Ultrasonics pokročilé prietokové reaktory kompatibilné so svojimi výkonnými sondovými sonikátormi vrátane UP400St (400 wattov), UIP1000hdT (1000 wattov) a UIP16000hdT (16kW).
Navrhnuté na sonikáciu priamo vo výrobnej linke
Prietokové reaktory sú navrhnuté tak, aby umožňovali účinnú sonikáciu priamo vo výrobnej linke, pri ktorej sa kvapaliny spracúvajú počas prechodu komorou reaktora. Toto usporiadanie je ideálne pre procesy, pri ktorých sú prínosom konzistentné, reprodukovateľné výsledky počas dlhých časových období, ako je emulgácia, zmenšovanie veľkosti častíc alebo rozrušovanie buniek. Prietokové cely predstavujú vynikajúce riešenie pre používateľov, ktorí potrebujú prejsť z dávkového spracovania na kontinuálnu výrobu s vysokou spracovateľskou kapacitou.
Kľúčové výhody
Jednou z kľúčových výhod prietokových reaktorov Hielscher je možnosť ich natlakovania, ktoré výrazne zosilňuje kavitačné účinky vznikajúce počas sonikácie. Keď na kvapalinu pôsobia ultrazvukové vlny, dochádza ku kavitácii – tá zahŕňa vznik, rast a kolaps bublín, pri ktorom sa uvoľňuje intenzívna energia rozrušujúca častice alebo rozkladajúca bunky. Natlakovanie prietokovej cely zosilňuje tieto kavitačné sily, čo vedie k ešte účinnejšej sonikácii. Pri UP400St, UIP1000hdT a UIP16000hdT je táto možnosť natlakovania rozhodujúca pre maximalizáciu prenosu energie a dosiahnutie mimoriadnej účinnosti procesu, najmä v náročných aplikáciách, ako je výroba nanoemulzií, disperzií a extrakcia cenných zlúčenín.
Optimalizácia procesu
Sonikácia v prietoku pomocou prietokových reaktorov je technika optimalizácie procesov, ktorá ponúka viacero výhod pre aplikácie vyžadujúce vysoký výkon a pre priemyselnú výrobu. V porovnaní s tradičným dávkovým spracovaním zabezpečuje sonikácia v prietoku nepretržitý tok materiálu, čo umožňuje presné riadenie parametrov sonikácie a lepšie škálovanie. Predchádzaním rozdielom medzi jednotlivými dávkami zlepšuje sonikácia v prietoku konzistentnosť produktu, vďaka čomu je ideálnym riešením pre odvetvia, ktoré uprednostňujú vysokokvalitné, reprodukovateľné výsledky. Sonikátory Hielscher navyše pri použití s prietokovými reaktormi poskytujú výrazné úspory času, práce a energie, čím zvyšujú celkovú efektívnosť procesu a znižujú prevádzkové náklady. Spoločnostiam pôsobiacim vo veľkoobjemovej výrobe alebo výskume ponúka sonikácia v prietoku cestu k vyššej produktivite, kratším prestojom a lepším výsledným produktom.
Či už pracujete vo výskumnom laboratóriu alebo vo veľkom priemyselnom závode, sondové sonikátory ponúkajú všestranné a účinné riešenie pre širokú škálu aplikácií.
- vysoká účinnosť
- najmodernejšia technológia
- spoľahlivosť a robustnosť
- nastaviteľné, presné riadenie procesu
- dávkové spracovanie aj spracovanie v prietoku
- pre akýkoľvek objem
- inteligentný softvér
- inteligentné funkcie (napr. programovateľnosť, zaznamenávanie údajov, diaľkové ovládanie)
- jednoduchá a bezpečná obsluha
- nenáročná údržba
- CIP (čistenie na mieste)
Návrh, výroba a poradenstvo – kvalita z Nemecka
Ultrazvukové zariadenia Hielscher sú známe svojimi najvyššími štandardmi kvality a dizajnu. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových zariadení do priemyselných prevádzok. Ultrazvukové zariadenia Hielscher si ľahko poradia s drsnými podmienkami a náročnými prostrediami.
Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové zariadenia s najmodernejšou technológiou a používateľsky prívetivou obsluhou. Ultrazvukové zariadenia Hielscher samozrejme spĺňajú požiadavky CE, ako aj požiadavky UL, CSA a RoHs.
Nasledujúca tabuľka poskytuje prehľad o približnej kapacite spracovania našich ultrazvukových zariadení:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 0,5 až 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 až 20L | 0,2 až 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 až 150L | 3 až 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 až 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | väčší | zoskupenie zariadení UIP16000 |
Často kladené otázky
Čo je sonikátor?
Sonikátor je zariadenie, ktoré využíva výkonový ultrazvuk na rozkmitanie častíc vo vzorke, zvyčajne v kvapaline. Táto ultrazvuková energia s vysokou intenzitou vytvára rýchle zmeny tlaku, ktoré vedú k vzniku a kolapsu malých bublín, čo je proces nazývaný kavitácia. Vznikajúce mechanické sily môžu rozrušovať bunky, dispergovať materiály alebo homogenizovať zmesi, vďaka čomu sú sonikátory užitočné v oblastiach ako biológia, chémia a materiálové vedy pri úlohách, ako sú rozrušovanie buniek, miešanie, extrakcia a emulgácia. Používanie sondových sonikátorov je preto osvedčenou technikou homogenizácie, extrakcie a mokrého mletia v laboratórnom aj priemyselnom meradle.
Prečo používať sonikátor?
Sonikátor používajte vtedy, keď potrebujete rýchly, rovnomerný prenos energie na rozrušovanie buniek, homogenizáciu vzoriek a miešanie kvapalín s pevnými látkami. Riadené ultrazvukové vlny urýchľujú procesy od lýzy buniek až po dispergáciu nanočastíc a emulgáciu. Pri správnom chladení zostáva sonikácia metódou s nízkym tepelným zaťažením, ktorá pomáha zachovať materiály citlivé na teplotu, vďaka čomu je cenná v laboratóriách aj vo výrobe.
Sonikátory Hielscher vo výskume a vede
Nižšie nájdete výber vedeckých článkov o používaní sondových sonikátorov Hielscher v dávkovom aj prietokovom režime. Články pokrývajú oblasti od ultrazvukovej extrakcie cez dispergáciu až po elektrochémiu. Ak hľadáte konkrétnu aplikáciu a súvisiace vedecké referencie, kontaktujte nás.
- FactSheet UP400St – 400 Watts Powerful Probe-Type Sonicator
- FactSheet UIP1000hdT – 1000 Watts Powerful Sonicator for Bench-top and Industry
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- 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.
- I. Fasaki, K. Siamos, M. Arin, P. Lommens, I. Van Driessche, S.C. Hopkins, B.A. Glowacki, I. Arabatzis (2012): Ultrasound assisted preparation of stable water-based nanocrystalline TiO2 suspensions for photocatalytic applications of inkjet-printed films. Applied Catalysis A: General, Volumes 411–412, 2012. 60-69.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthesis of NaP zeolite at room temperature and short crystallization time by sonochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 1, 2013. 314-321.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Manganiello R., Pagano M., Nucciarelli D., Ciccoritti R., Tomasone R., Di Serio M.G., Giansante L., Del Re P., Servili M., Veneziani G. (2021): Effects of Ultrasound Technology on the Qualitative Properties of Italian Extra Virgin Olive Oil. Foods. 2021 Nov 22;10(11):2884.