Ултразвучни хомогенизатори
Ултразвучни хомогенизатори су моћни алати за мешање и хомогенизацију суспензија чврсто-течност и течност-течност. Ултразвучна хомогенизација је механички процес за смањење честица у течности тако да постану уједначено мале и равномерно распоређене. Хиелсцхер нуди моћне ултразвучне хомогенизаторе за примену у лабораторији и производњи.
Примене и утицај ултразвучних хомогенизатора
Ултразвучни хомогенизатори су моћни и поуздани миксери, који се користе у лабораторији и индустрији за бројне примене.
Ултразвучни хомогенизатор се може користити за различите примене, укључујући:
- Хомогенизација: Ултразвучни хомогенизатори могу хомогенизовати узорке да би се створиле уједначене и конзистентне смеше.
- дисперзија: Ултразвучни хомогенизатори се могу користити за дисперговање чврстих честица у течностима да би се створиле стабилне суспензије. Ултразвучна обрада је изузетно ефикасна у стварању нано-дисперзија.
- Емулзификација: Ултразвучни хомогенизатори се могу користити за стварање стабилних емулзија и наноемулзија разбијањем и дисперговањем течности које се не мешају, као што су уље и вода.
- Поремећај ћелије: Ултразвучни хомогенизатори могу разбити отворене ћелије да би извукли интрацелуларне компоненте као што су протеини, нуклеинске киселине, ензими и метаболити.
- Дегазација: Ултразвучни хомогенизатори се могу користити за уклањање растворених гасова из течности, као што су растварачи за ХПЛЦ за дегазацију или расхладне течности.
- Хемијске реакције уз помоћ ултразвука: Ултразвучни хомогенизатори се такође могу користити за хемијске реакције уз помоћ ултразвука, као што су сонохемијска синтеза, катализа или деградација.
Све у свему, ултразвучни хомогенизатори су свестран алат који се може користити за широк спектар примена у истраживању, развоју и индустријским процесима.
Ултразвучни хомогенизатор УИП1000хдТ за Р&Д и производња
Снажни ултразвук за смањење величине честица: Када се ултразвучни хомогеизатори користе за примене као што су мешање, дисперговање и емулговање, циљ је смањење малих честица или капљица у течности или суспензији како би се побољшала униформност и стабилност смеше. Ове честице (дисперзна фаза) могу бити или чврсте или течне. Смањење средњег пречника честица повећава број појединачних честица. Ово доводи до смањења просечне удаљености честица и повећава површину честице. График показује корелацију између пречника појединачних честица и укупне површине. Површина и просечна удаљеност честица могу утицати на реологију течности.
Ако постоји разлика у специфичној тежини између честица и течности, хомогеност смеше може утицати на стабилност дисперзије. Ако је величина честица слична за већину честица, тенденција агломерације током таложења или дизања се смањује, јер сличне честице имају сличну брзину дизања или таложења.
Ултразвучне дисперзије показују уједначену дистрибуцију величине честица са хомогено редукованим честицама. Криве показују расподелу честица силицијум диоксида пре ултразвука (зелена крива) и после ултразвучне дисперзије (црвена крива).
Ултразвучни против хомогенизатора високог притиска
Најчешћи механизам за хомогенизацију је хомогенизација под високим притиском. Тамо се течност притиска под високим притиском (приближно 2000 барг) кроз вентил за хомогенизацију. Када пролази кроз вентил, течност пролази кроз кратак (око 50 микросек.) циклус високог притиска и ниског притиска.
Иако овај механизам добро функционише за мале, меке честице, као што су масне куглице у млеку, он има своја ограничења када се користи за дисперзије тврдих и абразивних материјала, као што су пигменти, медијуми за полирање или метални оксиди, или влакнасти и жилави материјали, као нпр. воћни пире, алге или муљ. То је због великих брзина течности (до 120мтр/сец) и због малих отвора вентила који се користе. Како абразивни материјал пролази кроз пумпе и отвор вентила, то узрокује хабање. Ово смањује ефикасност и животни век пумпе и вентила.
Предности ултразвучних хомогенизатора
- Ултразвучни хомогенизатори производе мале честице/капљице и уску криву расподеле.
- Ултразвучни хомогенизатори могу да поднесу високе концентрације чврстих материја.
- Припремају се ултразвучни хомогенизатори стабилан суспензије, дисперзије и емулзије.
- Ултразвучни хомогенизатори се прецизно контролишу јер се на важне процесне параметре (нпр. амплитуда, снага, време, температура и притисак) може утицати и подесити.
- Ултразвучни хомогенизатори су веома ефикасни, енергетски ефикасни, једноставни за коришћење и безбедни за рад.
Ултразвучни хомогенизатори за тешке примене
Мокро млевење, млевење и мешање су типичне примене, где се ултразвучни апарати користе као поуздани хомогенизатори. Ултразвучни хомогенизатори су веома ефикасни за смањење меких и тврдих честица. За разлику од многих других технологија хомогенизације, ултразвучни хомогенизатори типа сонде могу да рукују чак и веома тврдим, абразивним и влакнастим материјалима.
Принцип рада ултразвучне хомогенизације заснива се на кавитацији. Када су течности изложене интензивној ултразвуку, звучни таласи се шире кроз течност изазивајући наизменичне циклусе високог и ниског притиска (приближно 20000 циклуса/сек.). Током циклуса ниског притиска, у течности се стварају мали вакуумски мехурићи високог интензитета, како се постиже притисак паре течности.
Када мехурићи достигну одређену величину, насилно се срушавају током циклуса високог притиска. Током ове имплозије локално се стварају веома високи притисци и млазови течности велике брзине. Резултирајуће струје и турбуленције ометају агломерате честица и доводе до насилних судара између појединачних честица.
Једна од главних предности ултразвучних хомогенизатора је мали број навлажених и покретних делова. Ово смањује хабање због трења и време чишћења. Постоје само два влажна дела: сонотрода и проточна ћелија. Оба имају једноставну геометрију и немају мале или скривене отворе.
Још једна предност је тачна контрола радних параметара који утичу на кавитацију. Хиелсцхер ултразвучни хомогенизатори се могу користити при амплитудама осцилација од прибл. 1 до 200 микрона. Притисак течности може да се креће од 0 до прибл. 500псиг. Пошто су амплитуда и притисак најутицајнији параметри, широк радни опсег сваког параметра омогућава веома нежну до веома деструктивну обраду.
Хиелсцхер ултразвучни хомогенизатори су контролисани амплитудом. Тиме ће се подешена амплитуда одржати у свим условима рада. Ово чини ултрасоницатион контролисан и поновљив. Соникација под идентичним оперативним параметрима ће дати конзистентне и поновљиве резултате. Ово је важно за квалитет произведеног материјала и за повећање резултата процеса од лабораторије до нивоа производње.
Ултразвучни хомогенизатори за било коју скалу
Хиелсцхер производи ултразвучне хомогенизаторе за хомогенизацију било које запремине узорка за серијску или инлине обраду. Лабораторијски ултразвучни хомогенизатори се могу користити за запремине од 1,5 мЛ до прибл. 5Л. Ултразвучни индустријски хомогенизатори се користе за развој процеса и производњу серија од 0,5 до приближно 2000Л или протока од 0,1Л до 20м³ на сат.
Дизајн, производња и консалтинг – Квалитет Маде ин Германи
Хиелсцхер ултрасоникатори су познати по свом највишем квалитету и стандардима дизајна. Робусност и једноставан рад омогућавају несметану интеграцију наших ултразвучних апарата у индустријске објекте. Хиелсцхер ултрасоникатори се лако носе са тешким условима и захтевним окружењима.
Хиелсцхер Ултрасоницс је ИСО сертификована компанија и ставља посебан нагласак на ултрасоникаторе високих перформанси са најсавременијом технологијом и једноставношћу за коришћење. Наравно, Хиелсцхер ултрасоникатори су усаглашени са ЦЕ и испуњавају захтеве УЛ, ЦСА и РоХ.
| Батцх Волуме | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 0.5 до 1.5 мЛ | на | ВиалТвеетер |
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | УП100Х |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20Л | 0.2 до 4Л/мин | УИП2000хдТ |
| 10 до 100 л | 2 до 10 л/мин | УИП4000хдТ |
| 15 до 150Л | 3 до 15 л/мин | УИП6000хдТ |
| на | 10 до 100 л/мин | УИП16000 |
| на | већи | кластер оф УИП16000 |
Ултразвучни хомогенизатори за апликације високих перформанси
Хиелсцхер ултразвучни хомогенизатори су радни коњ за мешање и хомогенизацију. Ултразвучни лабораторијски хомогенизатори су компактни и поуздани алати за ефикасно и брзо дисперговање и емулговање малих и средњих узорака. Хиелсцхер-ови индустријски ултразвучни хомогенизатори су ефикасни и надмашују традиционалне технике хомогенизације као што су хомогенизатори високог притиска или млинови за перле. Хиелсцхер индустријски хомогенизатори могу да испоруче веома велике амплитуде и стога су изузетно моћни када су у питању процеси мешања, дисперговања и млевења. Амплитуде до 200 µм могу се лако радити у континуитету у раду 24/7. За још веће амплитуде, доступне су прилагођене ултразвучне сонотроде. Робусност Хиелсцхерове ултразвучне опреме омогућава 24/7 рад у тешким условима иу захтевним окружењима.
Наши купци су задовољни изузетном робусношћу и поузданошћу Хиелсцхер Ултрасоницс’ хомогенизатори. Инсталација у областима тешке примене, захтевним окружењима и 24/7 рад обезбеђује ефикасну и економичну обраду. Ултразвучно интензивирање процеса скраћује време обраде и постиже боље резултате, односно већи квалитет, већи приноси, иновативни производи.
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Ултразвучни хомогенизатори ткива
Поред припреме дисперзија и емулзија, ултразвучни хомогенизатори су чврсто успостављени у биотехнологији, ћелијској и молекуларној биологији и науци о животу за лизу и фракционисање ћелија, нарушавање ткива, екстракцију интрацелуларних једињења као и смицање ДНК, РНК и хроматина. . Ултразвучни хомогенизатори су доступни за припрему узорака од малих количина (0,1мЛ) до веома великих запремина за индустријске процесе (нпр. екстракција биоактивних једињења за производњу додатака).
Да би се ткиво пореметило ултразвучним хомогенизатором, користи се изотонични пуферски раствор за заустављање осмотског оштећења. Хиелсцхер ултразвучни хомогенизатори долазе са температурним сензором и поставком за контролу температуре, који омогућавају да се узорци држе у добро контролисаном температурном опсегу.
За више детаља о ултразвучним хомогенизаторима ткива, кликните овде!
Литература / Референце
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
7 ултразвучних хомогенизатора УИП1000хдТ (7к 1кВ ултразвучне снаге) инсталиран као кластер
Чињенице које вреди знати
Примене ултразвучних хомогенизатора типа сонде
Област примене, где се ултразвучни хомогенизатори сонде успешно користе, обухвата вишеструке процесе у различитим индустријама. Најистакнутије примене ултразвучних апарата укључују припрему суспензија, дисперзија и емулзија, мокро млевење микрона и нано-честица, растварање прахова и таблета, производњу екстраката из биљака, лизу ћелија, екстракцију и накнадно сечење ДНК, РНК и хроматин, екстракција протеина, инкапсулација АПИ-ја у липозоме и сонохемијске реакције, где се моћни ултразвучни таласи користе за иницирање и убрзање реакција (соно-катализа, соно-синтеза), за повећање преноса масе и за промену реакционих путева.
Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лаб до индустријска величина.