Visoko strižno mešanje z ultrazvokom
Mešalniki z visokim strižjem uporabljajo visoke strižne sile v tekočinah in suspenzijah, da zagotovijo enakomerno razprševanje, mešanje in emulgiranje dveh ali več faz tekočina-trdna ali tekočina-tekočina. Ultrasonication ustvarja visoke strižne sile z akustično kavitacijo, ki se pojavi, ko se ultrazvok visoke moči poveže v tekočine. Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem so vrhunska tehnologija mešanja, ki zlahka izstopa od pogosto uporabljenih mešalnikov z visokim strižnim rezilom, mešalnikov z več gredmi, visokotlačnih homogenizatorjev, koloidnih mlinov in mešalnikov rezil.
Prednosti ultrazvočnih mešalnikov z visokim striženjem
Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem so na voljo od 50W laboratorijskih homogenizatorjev do 16.000W industrijskih mešalnih sistemov. Širok portfelj laboratorijskih, namiznih in industrijskih ultrazvočnih mešalnikov z visokim striženjem omogoča izbiro idealnega ultrazvočnega mešalnika za vašo aplikacijo in obseg proizvodnje.
Visoke amplitude na ultrazvočni sondi ustvarjajo intenzivno kavitacijo s tekočimi tokovi visokih hitrosti in kompleksnimi turbulencami. Ultrazvočno generirano intenzivno hidravlično in mehansko striženje zmanjša delce in kapljice na mikronsko in nano-velikost. Ker so parametri postopka ultrazvočnega razbijanja natančno nadzorovani in nastavljivi, se lahko vpliv mešanja, mletja ali razpršitve natančno prilagodi cilju materiala in procesa. Ultrazvočni mešalniki z visokim strižjem skrajšajo čas mešanja / mletja in zanesljivo proizvajajo fine in ultra fine disperzije.
Ultrazvočni mešalnik se lahko uporablja za serijske in linijske procese. Raznolikost ultrazvočnih pretočnih celic in reaktorjev omogoča mešanje tokov pri zelo različnih pretokih in viskoznostih. Ultrazvočni mešalnik z visokim striženjem lahko prenese zelo visoke koncentracije trdnih snovi in celo zelo abrazivni delci niso problem.
Kako deluje mešanje z visokim striženjem z ultrazvočnim razbijanjem?
Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem uporabljajo enako mehansko načelo kot industrijski mešalni sistemi, kot so mešalniki z visokim strižnim rezilom, mešalniki z več gredmi, koloidni mlini, visokotlačni homogenizatorji in sistemi mešal. Ultrazvočni mešalni sistemi se uporabljajo za razprševanje in mletje delcev, za emulgiranje oljnih in vodnih faz, za raztapljanje trdnih snovi in za proizvodnjo homogenih mešanic vseh vrst materialov v tekočinah in gnojevkah. Ultrazvočni strižni mešalniki integrirajo ultrazvočno sondo v mešalno posodo, na primer v šaržni rezervoar ali v pretočno celico. Ultrazvočna sonda za dezintegracijo vibrira v tekočini z zelo visoko frekvenco in ustvarja intenzivno ultrazvočno kavitacijo v tekočini. Propad kavitacijskih mehurčkov ima za posledico močne strižne sile, ki motijo in lomijo kapljice, aglomerate, agregate in celo primarne delce. Ker ultrazvočna kavitacija ustvarja visokohitrostno kavitacijsko pretakanje do 1000 km / h, kavitacijski tekoči curki pospešujejo delce. Ko pospešeni delci trčijo med seboj, delujejo kot mediji za mletje. Nato se trčujoči delci razbijejo in se zmanjšajo na mikronsko ali nano-velikost. V ultrazvočnem kavitacijskem polju se tlaki hitro in večkrat izmenjujejo med vakuumom in do 1000 barov. Rotacijski mešalnik s 4 mešalnimi lopaticami bi moral delovati pri neverjetnih 300.000 vrtljajih na minuto, da bi dosegel enako frekvenco izmeničnih tlačnih ciklov. Običajni rotacijski mešalniki in rotor-statorski mešalniki ne ustvarjajo pomembne količine kavitacije zaradi svoje omejitve hitrosti.
ultrazvočni mešalnik z visokim striženjem UIP2000hdT, 2kW zmogljiva mešalna enota
Nasvet za obdelavo: Ultrazvočno mešanje pod pritiskom
Uporaba pritiska na ultrazvočni reaktor ali pretočno celico okrepi akustično kavitacijo. Hielscher Ultrasonics dobavlja različne vrste pretočnih celic in reaktorjev, ki jih je mogoče enostavno pod tlakom do 5 barg. Prilagojeni ultrazvočni reaktorji lahko prenesejo višje pritiske do 300barg.
Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem in njihove aplikacije
Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem ustvarjajo intenzivne strižne sile, ki imajo potreben vpliv na delce, kot so trdne snovi, kapljice, kristali in vlakna, da bi jih motili in razgradili na ciljno velikost, ki je lahko v mikronskem ali nano območju. Glede na trdoto in krhkost materialov se lahko ultrazvočni procesni parametri natančno prilagodijo, da se doseže želeni rezultat mešanja. V primerjavi z alternativnimi metodami mešanja, kot so mešala z visoko strižnimi rezili, visokotlačni homogenizatorji, koloidni / kroglični mlini, mešalniki gredi itd., ultrazvočni dezintegratorji ponujajo nekatere velike prednosti.
Prednosti ultrazvočnih mešalnikov z visokim striženjem
- Visoko intenzivna kavitacija in striženje
- Enotna obdelava delcev
- Visoke koncentracije trdnih snovi
- Brez šob / brez zamašitve
- Medij za mletje (npr. kroglice) ni potreben
- linearna razširljivost
- Lahek & varno delovanje
- Enostavno čiščenje
- Čas- & energetsko učinkovit
Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem za zmanjšanje velikosti delcev
Ultrazvočni dezintegratorji se uporabljajo za zmanjšanje velikosti delcev in porazdelitev delcev, ne glede na to, ali to pomeni dejansko drobljenje primarnih delcev (imenovano mletje) ali lomljenje aglomeratov (imenovano deaglomeracija / disperzija).
Preberite več o ultrazvočnem rezkanju in razprševanju delcev!
Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem za emulgiranje
Ko se dve tekočini, ki se ne mešata (npr. Voda in olje), sonificirata z ultrazvočnim mešalnikom tipa sonde, ultrazvočna kavitacija moti kapljice – proizvajajo zelo majhne kapljice dveh faz, ki se ne mešajo, ki se nato zmešajo skupaj. Ker ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem zlahka proizvajajo kapljice nano-velikosti, stabilizirane ultrazvočne emulzije kažejo dolgoročno stabilnost in jasen pregleden videz.
Ker ima vsaka vrsta emulzije svoj specifičen prag emulgiranja / strižnosti, kjer se doseže optimalna velikost kapljic in lastnosti, je natančna prilagoditev parametrov mešanja ključnega pomena. Medtem ko prenizko striženje povzroči prevelike kapljice, ki se hitro združijo in povzročijo ločevanje faz, lahko previsoko striženje uniči izdelek. Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem se lahko natančno nadzorujejo in prilagajajo potrebam procesa.
Kliknite tukaj, če želite prebrati več o ultrazvočni nano-emulzifikaciji!
ultrazvočni mešalnik z visokim striženjem UP200Ht za emulgiranje
Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem za mešanje in raztapljanje
Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem se uporabljajo za mešanje, mletje, razprševanje in raztapljanje delcev, kot so praški, pigmenti in vlakna, v hitrem, zanesljivem in enostavnem postopku. Ultrazvočno ustvarjena kavitacija poveča prenos mase med trdnimi snovmi in tekočino. Ultrazvočna kavitacija ima močan vpliv na trdne delce: kavitacijski tekoči tokovi erodirajo površino trdnih snovi in prenašajo erodirane delce v tekočino, s čimer nastane homogena suspenzija.
Kliknite tukaj, če želite prebrati več o ultrazvočnem raztapljanju!
Uporaba ultrazvočnih mešalnikov z visokim striženjem
- Rezkanje & mletje
- Deaglomeracija & disperzija
- emulgiranje
- Raztapljanje praškov
- Izboljšanje prenosa mase
- sonokemične reakcije
T Postaja SonoStation – ultrazvočni sistem z 2x 2kW ultrazvočnimi aparati, mešanim rezervoarjem in črpalko – je uporabniku prijazen sistem za mešanje, rezkanje in razprševanje.
Mešalniki z visokim striženjem vseh velikosti
Hielscher Ultrasonics načrtuje, proizvaja in distribuira visoko zmogljive mešalnike z visoko strižnostjo od kompaktne, a zmogljive laboratorijske naprave do pilotnih in industrijskih mešalnikov z visokim strižjem za obdelavo velikih tokov na komercialni proizvodni ravni.
Visokostrižni mešalniki za laboratorij
Ultrazvočni mešalniki so uveljavljena orodja v vsakem laboratoriju. Ker se ultrazvočni procesi lahko linearno povečajo do velikega volumna, so Hielscher ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem idealni za razvoj in optimizacijo vašega procesa v majhnem obsegu. Potem, ko določite optimalne procesne parametre, lahko vašo aplikacijo za mešanje linearno nadgradite na pilotno in razsuto proizvodnjo.
Hielscher ponuja ultrazvočne mešalnike z visokim striženjem za laboratorijsko delo z močjo od 50 do 400 vatov ultrazvočne mešalne moči.
Mešalniki z visokim striženjem za industrijo
Hielscher industrijski mešalniki z visoko strižno močjo so ultrazvočni procesorji, zasnovani za mletje, razprševanje, emulgiranje in mešanje velikih tokov gnojevke pri težkih obremenitvah. Ti industrijski mešalniki zlahka ravnajo z visokimi koncentracijami trdnih snovi in abrazivnimi delci. Sonde (sonotrode) industrijskih ultrazvočnih mešalnikov z visokim striženjem so opremljene s prirobnico, tako da se mešalnik lahko vgradi v jeklene rezervoarje, steklene posode ali plastične posode v kateri koli usmeritvi. To omogoča pritisk na ultrazvočno posodo. Pritisk na ultrazvočno posodo ali pretočno celico okrepi akustično kavitacijo in s tem postopek ultrazvočnega mešanja. Hielscher Ultrasonics ponuja industrijske mešalnike z visokim striženjem od 500 do 16.000 vatov. Z UIP16000 Hielscher ponuja najmočnejši ultrazvočni mešalnik z visokim striženjem po vsem svetu.
Visoko viskozni materiali? – Brez težav! Vsi Hielscher ultrazvočni procesorji v klopnih in industrijskih kategorijah lahko enostavno obdelujejo viskozne gnojevke do 250.000 centipoise. Za viskoznosti nad 2.000 cPs priporočamo uporabo pretočnih celic v kombinaciji s progresivnimi votlinskimi črpalkami za boljše spajanje ultrazvočnih valov v tekočino.
Kako najti pravi ultrazvočni mešalnik z visokim striženjem?
Hielscher Ultrasonics je dolgoletni izkušen proizvajalec zmogljivih in zanesljivih ultrazvočnih sistemov za mešanje z visokim striženjem, ki se uporabljajo za razpršitev in razbijanje delcev, za pripravo nanoemulzij ali za raztapljanje praškov v tekočinah. Kot vodilni na trgu ultrazvočnih mešalnikov Hielscher načrtuje, proizvaja in distribuira ultrazvočne mešalnike in homogenizatorje z visokim strižnim delovanjem od laboratorija in klopi do pilotnega in polnega industrijskega obsega.
Odgovori na naslednja vprašanja vam bodo pomagali najti najprimernejši mešalnik z visokim striženjem za vaš proces:
- Kakšna je vaša ciljna aplikacija?
- Kakšen je tipičen volumen, ki ga je treba obdelati?
- Kateri so kritični dejavniki procesa?
- Kakšni so standardi kakovosti, ki jih je treba doseči?
Naše dobro usposobljeno in izkušeno osebje vam bo pomagalo pri vseh vprašanjih in zasnovi vašega procesa mešanja. Hielscher Ultrasonics ponuja poglobljeno svetovanje o ultrazvočni obdelavi, ki našim strankam pomaga najti najbolj idealen ultrazvočni mešalnik z visokim striženjem. Toda Hielscherjeva storitev se tu ne konča, stranke usposabljamo bodisi v njihovih objektih bodisi v našem ultrazvočnem procesnem laboratoriju in tehničnem centru, da jim pomagamo pri razvoju, optimizaciji in povečanju procesov.
Hielscher Ultrasonics’ Industrijski ultrazvočni procesorji zlahka zagotavljajo zelo visoke amplitude, ki so potrebne za razbijanje trdih delcev in aglomeratov ali za obdelavo gnojevk z visoko koncentracijo trdnih snovi. Hielscher industrijski mešalniki zlahka delujejo pri amplitudah do 200 μm neprekinjeno v 24/7 delovanju. Če specifični procesi zahtevajo še večje amplitude, so na voljo prilagojene ultrazvočne sonde. Dodatki, kot so pospeševalni rogovi, pretočne celice, ultrazvočni reaktorji in popolne nastavitve recirkulacije, so na voljo in omogočajo konfiguracijo vašega ultrazvočnega mešalnega sistema, ki je optimalno prilagojen vašim zahtevam procesa. Vse sonotrode in reaktorji, ki so edini deli, ki pridejo v stik z medijem, so CIP / SIP (čiščenje in sterilizacija na mestu).
Sofisticirani ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem
Hielscher Ultrasonics se osredotoča na visoko zmogljive celične dezintegratorje z najvišjo prijaznostjo do uporabnika in najsodobnejšim tehničnim napredkom. To pomeni, da se standardi Hielscherjevih laboratorijskih dezintegratorjev vedno bolj prilagajajo inteligenci industrijskih strojev. Uporabnik lahko upravlja Hielscherjeve digitalne ultrazvočne naprave prek daljinskega upravljalnika brskalnika. Programska oprema za samodejno snemanje podatkov zapiše vse pomembne ultrazvočne parametre, kot so neto moč, skupna moč, amplituda, temperatura, tlak, čas in datum kot datoteko CSV na vgrajeno SD kartico. Poleg tega lahko ultrazvočni dezintegrator programiramo za samodejni izklop po določenem času ali določenem vnosu energije ali programiranju pulzirajočih načinov ultrazvočne razbijanja. Vtični senzorji temperature in tlaka omogočajo natančno sledenje pogojev vzorca. Ker je nadzor temperature toplotno občutljivih materialov ključni dejavnik za kakovost rezultatov procesa, Hielscher ponuja različne rešitve za ohranjanje procesne temperature v ciljnem temperaturnem območju.
Prefinjene funkcije Hielscher ultrasonicatorjev zagotavljajo najvišji nadzor procesa, zanesljive in ponovljive rezultate ultrazvočnega razbijanja, prijaznost do uporabnika in udobje pri delu.
kakovost – Izdelano v Nemčiji
Kot družinsko in družinsko podjetje Hielscher daje prednost najvišjim standardom kakovosti za svoje ultrazvočne procesorje. Vsi ultrazvočni aparati so zasnovani, izdelani in temeljito preizkušeni na našem sedežu v Teltowu blizu Berlina v Nemčiji. Robustnost in zanesljivost Hielscherjeve ultrazvočne opreme je delovni konj v vaši proizvodnji. 24/7 delovanje pri polni obremenitvi in v zahtevnih okoljih je naravna značilnost Hielscherjevih visoko zmogljivih mešalnikov.
Hielscher ultrazvočne mešalnike z visokim striženjem lahko kupite v različnih velikostih in konfigurirane za vaš proces. Od obdelave tekočin v majhni laboratorijski čaši do neprekinjenega pretočnega mešanja gnojevk na industrijski ravni, Hielscher Ultrasonics ponuja primeren mešalnik z visokim striženjem za vas! Prosimo, kontaktirajte nas – Z veseljem vam priporočamo idealno nastavitev ultrazvočnega mešalnika!
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Ultrazvočni homogenizatorji visoke moči iz laboratorij k Pilot in industrijska lestvica.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Ultrazvočni aparati in njihova uporaba kot mešalniki z visokim striženjem
Ultrazvočni aparati so ultrazvočne naprave tipa sonde, ki so opredeljene s prenosom ultrazvočnih vibracij prek ultrazvočne sonde v procesni medij. Sonda, znana tudi kot sonotrode, je titanova palica, ki vibrira v ultrazvočni frekvenci, npr. 20 kHz. Vibriranje pri 20 kHz pomeni, da se vodoravna površina sonde širi in krči 20.000-krat na sekundo. Ta hitra gibanja v ultrazvočnem frekvenčnem območju na konici sonde so povezana s tekočino. V tekočini ultrazvočni valovi potujejo skozi medij in ustvarjajo izmenične cikle visokega tlaka / nizkega tlaka. Med nizkotlačnim ciklom se pojavijo majhni vakuumski mehurčki, ki rastejo v več tlačnih ciklih, dokler ne dosežejo točke, kjer ne morejo absorbirati nadaljnje energije. Na točki največje rasti se kavitacijski mehurček silovito razpoči. Implozija ima za posledico energijsko gosto polje z zelo visokimi temperaturami in tlaki, ustreznimi temperaturnimi in tlačnimi razlikami, tekočimi tokovi s hitrostjo do 180 m / s in turbulencami. Ta kavitacijska energija močno vpliva na tekočine in suspenzije, kar ima za posledico izjemne rezultate mešanja, mešanja, mletja, dispergiranja in emulgiranja. Ultrazvočni mešalniki z visokim striženjem zlahka proizvajajo nano-velike delce in kapljice z zelo ozko porazdelitvijo velikosti delcev / kapljic.
Preberite, kakšne so razlike med ultrazvočno / akustično kavitacijo in hidrodinamično kavitacijsko obdelavo!
Skupne industrije za ultrazvočne mešalnike z visokim striženjem
- Dispergiranje, raztapljanje, mešanje trdnih/tekočih formulacij
- emulgiranje
- znanost o materialih
- Priprava vzorca pred analizo
- Uporaba nanodelcev
- Funkcionalizacija delcev
- Reakcije faznega prenosa
Literatura / Reference
- Pohl M.; Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. International Congress for Particle Technology PARTEC 2004; Nuremberg, Germany.
- Thomas Leong, Muthupandian Ashokkumar, Sandra Kentish(2011): The Fundamentals of Power Ultrasound. – A Review. Acoustics Australia, 54 – Vol. 39 August 2011.
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, September 1994. 253-263.
- Pekarovicova, A.; Pekarovic, J. (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Pira International (2009).
- S.E. Karekar; B.A. Bhanvase; S.H. Sonawane; M.P. Deosarkar; D.V. Pinjari; A.B. Pandit(2014): Synthesis of zinc molybdate and zinc phosphomolybdate nanopigments by an ultrasound assisted route: Advantage over conventional method. Chemical Engineering and Processing 87; Nov. 2014.