Hielscher Cascatrode – sonikacijska sonda z veliko površino

Hielscher Cascatrodes™ so posebej zasnovane sonotrode (ultrazvočne sonde) za učinkovito sonikacijo pri povišanih ravneh ultrazvočne moči in nizkih ali srednjih intenzivnostih sonikacije – običajno pod 60W/cm² in z amplitudo pod 60 mikrometrov.

Hielscher je razvil Cascatrode™ za industrijske aplikacije obdelave. Cascatrodes™ so na voljo za vse industrijske ultrazvočne procesorje – od UIP500hdT (0,5kW), UIP1000hdT (1kW), UIP1500hdT (1,5kW) in UIP2000hdT (2kW) do najzmogljivejše ultrazvočne naprave na svetu UIP16000 (16kW).

Pri razvoju ali preizkušanju novih postopkov sonikacije, kot so: emulgiranje, dispergiranje, homogenizacija, razgradnja celic in ekstrakcija, deaglomeracija, ali razplinjevanje , boste ugotovili, da določeni parametri sonikacije pri postopku delujejo bolje kot drugi.

Intenzivnost sonikacije lahko spreminjate brez spreminjanja izhodne moči: izhodno moč bodisi osredotočite na majhno površino pri visoki intenzivnosti (visoka vrednost W/cm²) bodisi jo prek velike površine sklopite v medij pri nižjih intenzivnostih (nizka vrednost W/cm²). Intenzivnost se povečuje z večjo sonikacijsko amplitudo, višjim tlakom tekočine ali večjo viskoznostjo in zmanjšuje z višjo temperaturo. Ko določite optimalno konfiguracijo parametrov za svoj postopek, boste morali to konfiguracijo med povečevanjem merila ohranjati nespremenjeno. Pri povečevanju merila ne smete spreminjati amplitude in tlaka sonikacije. Tako ohranjate intenzivnost sonikacije – to je izhodno ultrazvočno moč na enoto površine (vati/cm²) – konstantno. Zato logično potrebujete večjo površino sonotrode, da pri dani površinski intenzivnosti sklopite več moči – ta odvisnost je linearna.

Hielscher ponuja širok nabor sonotrod (=sonikacijskih sond) za svoje ultrazvočne naprave. Sonotrode se običajno razlikujejo po premeru konice , kar zagotavlja različne površine konic. Navpične površine sonotrode so za prenos moči praviloma zanemarljive, saj je njihova amplituda nihanja v smeri tekočega medija zelo majhna. Zasnova Cascatrode™ je drugačna, saj dodaja vodoravne površine v obliki obročev površini konice. Vsak obroč je nameščen na enem od mest največje amplitude nihanja sonotrode. Ti obroči lahko znatno povečajo nihajočo površino, ki ultrazvok sklaplja v medij za sonikacijo – s tem omogočajo sklopitev večje ultrazvočne moči v tekočino pri dani površinski intenzivnosti. Cascatrode™ omogoča prenos velike ultrazvočne moči pri velikih amplitudah v obdelovani medij.

Hielscher Cascatrodes™ so na voljo v različnih dolžinah in premerih ter z različnim številom obročev – zasnovane so tako, da ustrezajo intenzivnosti postopka in specifični ultrazvočni aplikaciji. Ker se uporabljajo za postopke z veliko močjo in velikimi prostorninami, so Cascatrodes™ večinoma nameščene v sisteme z neprekinjenim pretokom. Prilagoditi jih je mogoče reaktorjem s pretočnimi celicami, ki omogočajo učinkovito obdelavo v pretočni liniji v industrijskem merilu.