Ultrazvukové dávkové miešače s vysokým strihovým pôsobením pre laboratóriá & Rozsah výroby

Zmáčanie, hydratácia, homogenizácia, mletie, disperzia, emulgácia a rozpúšťanie patria medzi bežné aplikácie ultrazvukových dávkových miešačov s vysokým strihovým pôsobením spoločnosti Hielscher. Ultrazvukové dávkové miešanie prebieha pri vysokej rýchlosti so spoľahlivými a reprodukovateľnými výsledkami, čo zaručuje vynikajúce výsledky spracovania v laboratórnom, stolnom aj plnohodnotnom komerčnom výrobnom meradle. Viacúčelové dávkové homogenizátory spoločnosti Hielscher vám ponúkajú vysokorýchlostné miešanie homogénnych zmesí pevná látka/kvapalina a kvapalina/kvapalina, čím spĺňajú najvyššie požiadavky na kvalitu výrobkov.

Ultrazvukové vysokorýchlostné dávkové miešanie: Intenzifikácia procesu s vysokými strihovými silami

• Rýchla disperzia: Okamžitá deaglomerácia častíc s veľkosťou menšou ako mikrón & nanomateriály.
• Všestranné spracovanie: Ideálne pre látky s vysokou viskozitou, pasty a abrazívne materiály.
• Lineárne zväčšovanie: Plne reprodukovateľné výsledky od laboratórnej fázy až po sériovú výrobu.
• Energeticky úsporné: Nižšia spotreba energie v porovnaní s konkurenčnými technológiami.

Vysokorýchlostné dávkové miešanie s ultrazvukom Vysoké šmykové sily

Ultrazvukové dávkové miešanie s vysokým strihovým pôsobením predstavuje významný pokrok oproti konvenčným technológiám, ako sú miešače s rotorom a statorom, tryskové miešače a systémy UltraTurrax, a ponúka vynikajúcu efektívnosť procesu a kvalitu výrobku. Zatiaľ čo tradičné metódy sa spoliehajú na mechanické strihanie, ultrazvukové miešače využívajú vysokoenergetické zvukové vlny na vyvolanie akustickej kavitácie, čím vytvárajú jedinečné prostredie mikromiešania charakterizované extrémnymi lokálnymi podmienkami. Tento jav generuje rázové vlny a vysokorýchlostné prúdy kvapaliny dosahujúce rýchlosť až 280 m/s, ktoré zabezpečujú intenzívne mikromiešanie potrebné na rýchle navlhčenie práškov, okamžitú deaglomeráciu submikrónových a nanočastíc a vytvorenie dokonale homogénnych emulzií.
Okrem týchto výhod mikromixovania sú ultrazvukové systémy výrazne energeticky úspornejšie, bez problémov zvládajú abrazívne materiály a umožňujú rýchle a nedestruktívne čistenie (CIP/SIP), vďaka čomu sú ideálnou voľbou pre náročné priemyselné aplikácie.

Kto by mal využívať ultrazvukové dávkové miešanie s vysokým strihovým pôsobením?

Ultrazvukové dávkové miešanie s vysokým strihovým pôsobením je ideálne pre výrobcov, vývojárov receptúr a výskumné a vývojové oddelenia&Tieto zariadenia sa využívajú v rôznych odvetviach, kde sú presnosť, konzistentnosť a rýchla disperzia nevyhnutnou podmienkou. Sú obzvlášť cenné pre spoločnosti spracúvajúce nano- a submikrónové materiály, pasty s vysokou viskozitou, abrazívne suspenzie alebo zložité zmesi typu pevná látka–kvapalina a kvapalina–kvapalina. Odvetvia ako kozmetika, farmaceutický priemysel, pokrokové materiály, potravinárstvo & nápoje, farby & Pri výrobe náterových hmôt, špeciálnych chemikálií a v nanotechnológii sa táto technológia využíva na dosiahnutie okamžitého zmáčania prášku, rovnomerných emulzií a konzistentného zmenšovania veľkosti častíc bez tepelnej degradácie. Ak váš proces vyžaduje reprodukovateľné výsledky, úplne lineárne zväčšovanie mierky z laboratória do výroby a nižšiu spotrebu energie v porovnaní s tradičnými systémami s rotorom a statorom, ultrazvukové dávkové miešanie s vysokým strihom je navrhnuté tak, aby spĺňalo vaše presné špecifikácie.

akustická kavitácia – Princíp pôsobenia ultrazvukových šmykových síl a miešania

Keď sa vysokoenergetické ultrazvukové vlny prenášajú do kvapalín a suspenzií, striedajúce sa cykly vysokého a nízkeho tlaku (napr. 20 000 cyklov za sekundu pri frekvencii 20 kHz) vytvárajú vo kvapaline vákuové bubliny alebo dutiny. Tieto bubliny sa počas niekoľkých cyklov zväčšujú, až kým sa náhle zrútia, keďže už nedokážu absorbovať ďalšiu energiu. Počas implózie bublín vznikajú lokálne extrémne podmienky: teploty až do 5 000 K, tlaky až do 2 000 atm a prúdy kvapaliny s rýchlosťou až 280 m/s. Tento jav sa nazýva kavitácia. Ultrazvuková kavitácia sa úspešne využíva na rôzne aplikácie v oblasti miešania, mletia a drvenia, napr. na spracovanie koloidov, práškov, kvapalín, olejov, mazív, živíc, epoxidov, pigmentových pást, atramentov, farieb, silikónov, krémov, gélov, polymérov, uretánov a mnohých ďalších materiálov.
 

Ultrazvukové miešanie je založené na akustickej kavitácii a jej hydrodynamických šmykových silách.

Prečo ultrazvuk? – Pre úplnú kontrolu procesu

Ultrazvukové miešanie umožňuje presne riadiť všetky dôležité parametre procesu. To je rozhodujúce pre dosiahnutie optimálnych výsledkov procesu pri čo najefektívnejšej prevádzke.

• Ultrazvuková amplitúda:

Posunutie vodorovných plôch na sonotróde (ultrazvukový klaksón/sonda) je možné prispôsobiť požiadavkám procesu nastavením výkonu ultrazvukového zariadenia, výberom sonotródy a použitím pomocného klaksónu.

• Tlak:

Využitie tlaku v procese sonikácie pôsobí ako prostriedok na zintenzívnenie procesu a je známe pod názvom manosonikácia (MS). Ultrazvuková kavitácia pri zvýšenom tlaku sa stáva intenzívnejšou a prudkejšou. Spoločnosť Hielscher preto ponúka uzavreté reaktory na dávkovú výrobu, ktoré je možné tlakovať.

• Trvanie sonikácie:

Všeobecne platí, že čím dlhšia je doba sonikácie, tým výraznejší bude pokrok v danom procese, napr. v zmenšovaní veľkosti častíc, disperzii atď. – za predpokladu, že sa aplikuje dostatočná intenzita na ovplyvnenie procesného média.

• Teplota:

Ultrazvuk je netermická, mechanická spracovateľská technika. V dôsledku termodynamických zákonov sa však energia prenesená do hmoty vždy premení na teplo. Vynikajúca energetická účinnosť ultrazvukových zariadení spoločnosti Hielscher však zaručuje, že až 90 % energie zo zástrčky sa premení na ultrazvukové vlny a prenesie sa do spracovávaného média.

• Viskozita:

Viskozita spracovávanej látky je dôležitým faktorom pri ultrazvukovom spracovaní. Pri aplikáciách, ako je zmenšovanie veľkosti častíc, mletie a disperzia, je zrážanie častíc spôsobené kavitačnými rázovými vlnami jedným z hlavných procesných efektov, ktorý vedie k rozbíjaniu častíc; preto je výhodné, ak je obsah častíc vysoký.

Pojďme spoločne navrhnúť vaše ideálne riešenie pre miešanie!

Na určenie optimálnych procesných podmienok (= najlepší výsledok s minimálnym potrebným energetickým vstupom) je potrebné stanoviť vyššie uvedené parametre v súlade s cieľovým cieľom procesu.
Testovanie realizovateľnosti a optimalizácia procesov sa dajú ľahko vykonávať v laboratórnom a stolnom meradle. Všetky dosiahnuté výsledky je možné presne reprodukovať a lineárne škálovať na výrobné rozmery. Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vám ponúka odborné poradenstvo a plne vybavené procesné laboratórium, kde môžeme proces optimalizovať spolu s vami alebo za vás!
Spoločnosť Hielscher je váš odborník na ultrazvukové procesné riešenia. Kontaktujte nás ešte dnes, radi vám odporučíme vhodnú jednotku na riešenie vašich potrieb aplikácie!

Literatúra / Referencie