Ultrazvočni mešalniki z visokim strižnim učinkom za laboratorijsko uporabo & Obseg proizvodnje

Navlaževanje, hidratacija, homogenizacija, mletje, disperzija, emulgacija in raztapljanje so pogoste uporabe ultrazvočnih mešalnikov za serijsko mešanje z visokim strižnim naporom podjetja Hielscher. Ultrazvočno serijsko mešanje poteka pri visoki hitrosti z zanesljivimi, ponovljivimi rezultati, kar zagotavlja izjemne rezultate procesov na laboratorijski, namizni in polni komercialni proizvodni ravni. Večnamenski mešalniki podjetja Hielscher vam omogočajo visokohitrostno mešanje enotnih trdno-tekočih in tekoče-tekočih zmesi, kar zagotavlja najvišjo kakovost izdelkov.

Ultrazvočno visokohitrostno mešanje v serijah: intenzifikacija procesa z visokimi strižnimi silami

• Hitro razprševanje: Takojšnja deaglomeracija submikronskih delcev & nanomateriali.
• Vsestranska obdelava: Idealno za visoko viskozne tekočine, paste in abrazivne materiale.
• Linearno povečanje obsega: Rezultati, ki so v celoti ponovljivi od laboratorija do serijske proizvodnje.
• Energetsko učinkovito: Manjša poraba energije v primerjavi s konkurenčnimi tehnologijami.

Hitro mešanje serij z ultrazvokom z visokimi strižnimi silami

Ultrazvočno mešanje v serijah z visokim strižnim naporom predstavlja pomemben napredek v primerjavi s konvencionalnimi tehnologijami, kot so mešalniki z rotorjem in statorjem, curkovni mešalniki in sistemi UltraTurrax, saj zagotavlja vrhunsko učinkovitost procesa in kakovost izdelka. Medtem ko tradicionalne metode temeljijo na mehanskem strižnem delovanju, ultrazvočni mešalniki uporabljajo visokoenergetske zvočne valove za indukcijo akustične kavitacije, s čimer ustvarjajo edinstveno mikro-mešalno okolje, za katero so značilne ekstremne lokalne razmere. Ta pojav ustvarja udarne valove in curke tekočine z visoko hitrostjo, ki dosežejo do 280 m/s, kar zagotavlja intenzivno mikromešanje, potrebno za hitro navlaževanje prahov, takojšnjo deaglomeracijo submikronskih in nanodelcev ter ustvarjanje popolnoma homogenih emulzij.
Poleg teh prednosti mikromiksanja so ultrazvočni sistemi znatno energetsko učinkovitejši, z lahkoto obdelujejo abrazivne materiale in omogočajo hitro, nepoškodovalno čiščenje (CIP/SIP), zaradi česar so idealna izbira za zahtevne industrijske aplikacije.

Kdo naj uporablja ultrazvočno mešanje v serijah z visokim strižnim napetostjo?

Ultrazvočno mešanje v serijah z visokim strižnim napetostjo je idealno za proizvajalce, razvijalce formul in raziskovalce&D-ekipe v različnih panogah, kjer so natančnost, doslednost in hitra disperzija nepogrešljive. To je še posebej dragoceno za podjetja, ki predelujejo nano- in submikronske materiale, paste z visoko viskoznostjo, abrazivne suspenzije ali kompleksne trdno-tekoče in tekoče-tekoče formulacije. Panoge, kot so kozmetika, farmacija, napredni materiali, prehrambena industrija & pijače, barve & Pri proizvodnji premazov, specialnih kemikalij in nanotehnologiji se ta tehnologija uporablja za takojšnje navlaženje prahu, pridobivanje enakomernih emulzij ter dosledno zmanjševanje velikosti delcev brez toplotne degradacije. Če vaš proces zahteva ponovljive rezultate, popolnoma linearno povečanje obsega od laboratorija do proizvodnje ter nižjo porabo energije v primerjavi s tradicionalnimi rotorsko-statorskimi sistemi, je ultrazvočno mešanje v serijah z visokim strižnim naporom zasnovano tako, da izpolnjuje vaše natančne specifikacije.

akustična kavitacija – Načelo delovanja ultrazvočnih strižnih sil in mešanja

Ko se visokoenergetski ultrazvočni valovi vnašajo v tekočine in suspenzije, izmenični cikli visokega in nizkega tlaka (npr. 20.000 ciklov na sekundo pri 20 kHz) v tekočini ustvarjajo vakuumske mehurčke ali praznine. Ti mehurčki se skozi več ciklov večajo, dokler se ne sesujejo z veliko silo, saj ne morejo več absorbirati energije. Med implozijo mehurčkov nastanejo lokalno ekstremne razmere: temperature do 5.000 K, tlaki do 2.000 atm in curki tekočine s hitrostjo do 280 m/s. Ta pojav se imenuje kavitacija. Ultrazvočna kavitacija se uspešno uporablja za izvajanje raznovrstnih postopkov mešanja, mletja in drobljenja, npr. za obdelavo koloidov, prahov, tekočin, olj, maziv, smol, epoksidov, pigmentnih past, črnil, barv, silikonov, krem, gelov, polimerov, uretanov in še mnogih drugih snovi.
 

Ultrazvočno mešanje temelji na akustični kavitaciji in njenih hidrodinamičnih strižnih silah.

Zakaj ultrazvok? – Za popoln nadzor procesa

Ultrazvočno mešanje vam omogoča natančen nadzor vseh pomembnih procesnih parametrov. To je ključnega pomena za doseganje optimalnih rezultatov procesa ob najučinkovitejšem delovanju.

• Ultrazvočna amplituda:

Premik vodoravnih površin na sonotrodi (ultrazvočni rog / sonda) se lahko prilagodi zahtevam procesa z nastavitvijo moči ultrazvočne naprave, izbiro sonotrode in z uporabo ojačevalnega roga.

• Pritisk:

Uporaba tlaka v procesu ultrazvoka deluje kot sredstvo za intenziviranje procesa in je znana pod imenom manosonikacija (MS). Ultrazvočna kavitacija pri povišanih tlakih postane intenzivnejša in močnejša. Zato podjetje Hielscher ponuja zaprte reaktorje za serijsko proizvodnjo, ki jih je mogoče napolniti s tlakom.

• Trajanje ultrazvočnega razbijanja:

Na splošno velja, da se s podaljšanjem trajanja ultrazvočne obdelave poveča napredek v procesu, npr. pri zmanjšanju velikosti, disperziji itd. – pod pogojem, da se uporabi dovolj intenzivnosti, da vpliva na procesni medij.

• Temperatura:

Ultrazvok je netermična, mehanska tehnika obdelave. Vendar pa se bo zaradi zakonov termodinamike energija, ki se prenese v snov, vedno pretvorila v toploto. Vendar izjemna energetska učinkovitost Hielscherjevih sonikatorjev zagotavlja, da se do 90 % energije iz vtičnice pretvori v ultrazvočne valove in prenese v procesno sredstvo.

• Viskoznost:

Viskoznost procesnega medija je pomemben dejavnik pri ultrazvočni obdelavi. Pri uporabah, kot so zmanjševanje velikosti delcev, mletje in disperzija, je trčenje med delci, ki ga povzročajo kavitacijski udarni valovi, eden od glavnih procesnih učinkov, ki povzroča lomljenje delcev; zato je visoka koncentracija delcev koristna.

Zasnovajmo vašo idealno rešitev za mešanje!

Za določitev optimalnih procesnih pogojev (= najboljši rezultat z minimalnim potrebnim vnosom energije) je treba zgoraj navedene parametre določiti v skladu s ciljnim ciljem procesa.
Preizkuse izvedljivosti in optimizacijo procesov je mogoče enostavno izvesti v laboratorijskem in namiznem obsegu. Vse dosežene rezultate je mogoče natančno ponoviti in linearno povečati na proizvodni obseg. Podjetje Hielscher Ultrasonics vam ponuja strokovno svetovanje in popolnoma opremljen procesni laboratorij, kjer lahko proces optimiziramo skupaj z vami ali namesto vas!
Hielscher je vaš strokovnjak za ultrazvočne procesne rešitve. Kontaktirajte nas še danes, z veseljem vam priporočamo primerno enoto za rešitev vaših potreb po aplikaciji!

Literatura / Reference