Ултразвучни хомогенизатори за лабораторијску, пилотску и индустријску обраду
Ултразвучни хомогенизатори су снажни алати за мешање и хомогенизацију суспензија чврсто–течно и течно–течно. Ултразвучна хомогенизација је механички процес уситњавања честица у течности тако да постану уједначено мале и равномерно распоређене. Hielscher нуди снажне ултразвучне хомогенизаторе за примену у лабораторијским и производним размерама.
Ултразвучни хомогенизатори за поуздано мешање, дисперговање, емулговање и смањење величине честица
Ултразвучни хомогенизатори Hielscher обезбеђују снажну кавитацију која се може контролисати ради добијања уједначених смеша, финих дисперзија, стабилних емулзија, наноемулзија, ћелијских лизата и смањених величина честица. Од малих лабораторијских узорака до континуиране индустријске производње, соникатори Hielscher обезбеђују репродуктивне резултате хомогенизације за истраживање, развој производа и производњу.
Било да треба да обрадите милилитре у лабораторији, оптимизујете формулацију у пилотским размерама или водите производњу у линији са великим капацитетом прераде, Hielscher нуди ултразвучне хомогенизаторе са прецизном контролом амплитуде, времена, температуре, притиска и уноса енергије. То чини ултразвучну хомогенизацију скалабилном, поновљивом и ефикасном алтернативом роторско-статорским мешалицама, млиновима са куглицама и хомогенизаторима високог притиска.
Зашто одабрати ултразвучни хомогенизатор:
- Снажна хомогенизација: Добијте фине дисперзије, емулзије, наноемулзије и уједначене суспензије.
- Прецизна контрола процеса: Подесите амплитуду, снагу, време, температуру и притисак за репродуктивне резултате.
- Од лабораторијских до индустријских размера: Обрађујте мале узорке, велике шарже или континуиране токове.
- Рад са захтевним материјалима: Погодни за абразивне честице, суспензије са високим садржајем чврсте материје, влакнасте материјале, вискозне течности и сложене формулације.
- Шаржни рад и рад у линији: Користите отворене посуде, лабораторијске чаше, реакторе или проточне ћелије.
- Конструкција која захтева мало одржавања: Једноставни геометријски облици сонотроде и проточне ћелије олакшавају чишћење и смањују хабање.
- Конструисани за рад 24/7: Индустријски ултразвучни системи пројектовани су за континуирану обраду у тешким радним условима.
Наведите запремину коју обрађујете, циљну величину честица или капљица, вискозност, садржај чврсте материје и потребан капацитет прераде. Препоручићемо најпогоднији лабораторијски, пилотски или индустријски соникатор.
Ултразвучни хомогенизатор UIP1000hdT, снажан соникатор од 1000 вати за нанодисперзије и наноемулзије
Примене и ефекти ултразвучних хомогенизатора
Ултразвучни хомогенизатори су снажне и поуздане мешалице које се користе у лабораторијама и индустрији за бројне примене.
Ултразвучни хомогенизатор може се користити за различите примене, укључујући:
- Хомогенизација: Ултразвучни хомогенизатори могу да хомогенизују узорке како би се добиле уједначене смеше доследног састава.
- Дисперговање: Ултразвучни хомогенизатори могу се користити за дисперговање чврстих честица у течностима ради добијања стабилних суспензија. Ултразвучна обрада је изузетно ефикасна у добијању нанодисперзија.
- Емулговање: Ултразвучни хомогенизатори могу се користити за добијање стабилних емулзија и наноемулзија разбијањем на капљице и дисперговањем течности које се међусобно не мешају, као што су уље и вода.
- Разарање ћелија: Ултразвучни хомогенизатори могу да разоре ћелије ради екстракције унутарћелијских компоненти као што су протеини, нуклеинске киселине, ензими и метаболити.
- Дегазација: Ултразвучни хомогенизатори могу се користити за уклањање растворених гасова из течности, на пример за дегазацију растварача за HPLC или расхладних течности.
- Хемијске реакције потпомогнуте ултразвуком: Ултразвучни хомогенизатори могу се користити и за хемијске реакције потпомогнуте ултразвучном обрадом, као што су сонохемијска синтеза, катализа или разградња.
Свеукупно, ултразвучни хомогенизатори су свестран алат који се може користити за широк спектар примена у истраживању, развоју и индустријским процесима.
Индустријски соникатор UIP4000hdT са проточним ћелијама за континуирану производњу у линији
Ултразвук велике снаге за смањење величине честица:
Када се ултразвучни хомогенизатори користе за примене као што су мешање, дисперговање и емулговање, циљ је смањивање ситних честица или капљица у течности или суспензији ради побољшања уједначености и стабилности смеше. Ове честице (дисперзна фаза) могу бити чврсте или течне. Смањењем средњег пречника честица повећава се број појединачних честица. То доводи до смањења просечног растојања између честица и повећања њихове површине. Графикон приказује повезаност пречника појединачних честица и укупне површине. Површина и просечно растојање између честица могу утицати на реологију течности.
Ако постоји разлика у релативној густини између честица и течности, хомогеност смеше може утицати на стабилност дисперзије. Ако је величина већине честица слична, склоност ка агломерацији током таложења или испливавања се смањује, јер сличне честице имају сличну брзину испливавања или таложења.
Ултразвучне дисперзије показују уједначену расподелу величине честица са равномерно уситњеним честицама. Криве приказују расподелу честица силицијум-диоксида пре ултразвучне обраде (зелена крива) и након ултразвучног дисперговања (црвена крива).
Ултразвучни хомогенизатори у поређењу са хомогенизаторима високог притиска
Хомогенизатори високог притиска потискују течност кроз хомогенизациони вентил под веома високим притиском. То може добро функционисати код меких честица или капљица, као што су масне глобуле у млеку. Међутим, на овој страници се наводи да хомогенизатори високог притиска могу имати ограничења при обради тврдих, абразивних, влакнастих или кончастих материјала, јер велике брзине течности и мали отвори вентила изазивају хабање и скраћују радни век пумпе или вентила.
Ултразвучни хомогенизатори раде другачије. Уместо да потискују материјал кроз мали отвор вентила, они уносе механичку енергију у течност преко вибрирајуће сонотроде. Тиме се ствара кавитација директно у процесном медијуму.
Предности ултразвучних хомогенизатора
- Нема малих отвора вентила који се лако могу зачепити
- Погодни за абразивне и влакнасте материјале
- Једноставно подешавање интензитета процеса
- Могућности шаржне и континуалне обраде
- Мали број делова у контакту са течношћу и покретних делова
- Ефикасна деагломерација честица и смањење величине капљица
- Висока скалабилност од лабораторијских испитивања до производње
Ултразвучни хомогенизатори за лабораторијску, пилотску и индустријску обраду
Hielscher нуди ултразвучне хомогенизаторе за широк распон запремина и капацитета обраде. Лабораторијски ултразвучни хомогенизатори користе се за припрему малих узорака, испитивање формулација, обраду биолошких узорака и истраживање и развој. Пилотски и индустријски ултразвучни процесори користе се за развој процеса, повећање размере процеса, производњу и континуалну обраду у проточној линији.
На овој страници наведен је широк распон размера обраде: лабораторијски ултразвучни хомогенизатори могу обрађивати запремине од приближно 1,5 mL до 5 L, док индустријски ултразвучни хомогенизатори могу обрађивати шарже од приближно 0,5 до 2000 L или радити при протоцима од 0,1 L до 20 m³ на сат.
| Класа хомогенизатора | Најпогоднији за | Типичне примене |
|---|---|---|
| Лабораторијски хомогенизатори | Компактни ултразвучни процесори са сондом за мале узорке, лабораторијски рад, истраживање и развој и развој формулација. | Припрема узорака, разарање ћелија, екстракција ДНК, РНК и протеина, емулзије у малим шаржама, дисперговање наночестица, скрининг формулација и испитивање изводљивости. |
| Пилотски хомогенизатори | Пилотски системи за развој процеса, студије повећања размере процеса, оптимизацију параметара и производњу пробних шаржи. | Оптимизација амплитуде, уноса енергије, времена и температуре, развој параметара за повећање размере процеса, испитивање при континуалном протоку, производња пробних шаржи и потврда економичности процеса. |
| Индустријски хомогенизатори | Индустријски ултразвучни системи за обраду великих размера, континуалну производњу и производњу са великим капацитетом обраде. | Континуална производња, хомогенизација великих шаржи, дисперговање великих запремина, емулговање у проточној линији, мокро млевење, интензификација процеса и производња 24/7. |
Избор одговарајућег ултразвучног хомогенизатора
Најбољи ултразвучни хомогенизатор зависи од циља процеса и својстава материјала. За поуздану препоруку опреме, узмите у обзир следеће параметре:
- Запремина узорка или шарже
- Проток при континуираној обради
- Вискозност течности
- Садржај чврсте материје
- Тврдоћа честица
- Почетна величина честица или капљица
- Циљна величина честица или капљица
- Осетљивост на температуру
- Потребно време обраде
- Потреба за хлађењем или контролом притиска
- Шаржни рад, рециркулација или једнопролазни рад у проточној линији
- Захтеви за чишћење и компатибилност материјала
На основу ових параметара процеса можемо препоручити одговарајући ултразвучни хомогенизатор, сонотроду, појачивач амплитуде, проточну ћелију и систем за хлађење.
Зашто купити ултразвучни хомогенизатор Hielscher?
Ултразвучни хомогенизатори Hielscher пројектовани су за поуздану кавитацију, поновљиву контролу процеса и дуг радни век. Системи су намењени употреби у лабораторијама, пилот-постројењима и индустријским окружењима.
На постојећој страници наводи се да ултразвучни уређаји Hielscher имају регулацију амплитуде, што значи да се изабрана амплитуда одржава у радним условима. Такође се наглашава да идентични параметри соникације доприносе уједначеним и поновљивим резултатима, што је важно за квалитет производа и повећање размере процеса.
Предности соникатора Hielscher:
- Ултразвучни процесори високих перформанси за лабораторијску до индустријске размере
- Прецизна контрола амплитуде
- Подесива снага, време, температура и притисак
- Шаржна обрада и обрада у проточној линији
- Робусне сонотроде и проточне ћелије
- Мали број делова у контакту са течношћу и лако чишћење
- Погодни за абразивне, влакнасте материјале и материјале са високим садржајем чврсте материје
- Индустријски системи за рад 24/7
- Саветовање о процесима и подршка за примену
- Немачки квалитет пројектовања и производње
У табели испод дате су опште препоруке уређаја у зависности од запремине шарже или протока при обради. Кликните на модел соникатора да бисте добили више информација о сваком ултразвучном хомогенизатору.
| Запремина шарже | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 0,5 до 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 до 500mL | 10 до 200mL/min | UP100H |
| 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 до 20L | 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 до 150L | 3 до 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 до 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | већи | кластер уређаја UIP16000 |
Ултразвучни хомогенизатори ткива
Поред припреме дисперзија и емулзија, ултразвучни хомогенизатори имају чврсто утврђену примену у биотехнологији, ћелијској и молекуларној биологији и наукама о животу за лизу и фракционисање ћелија, разарање ткива, екстракцију унутарћелијских једињења, као и за фрагментацију ДНК, РНК и хроматина смицањем. Ултразвучни хомогенизатори доступни су за припрему узорака од веома малих запремина (0,1mL) до веома великих запремина за индустријске процесе (нпр. екстракцију биоактивних једињења за производњу додатака исхрани).
За разарање ткива ултразвучним хомогенизатором користи се изотонични пуферски раствор како би се зауставило осмотско оштећење. Ултразвучни хомогенизатори Hielscher испоручују се са температурним сензором и могућношћу подешавања контроле температуре, што омогућава одржавање узорака у добро контролисаном температурном опсегу.
За више детаља о ултразвучним хомогенизаторима ткива кликните овде!
Често постављана питања: Ултразвучни хомогенизатори
Шта је ултразвучни хомогенизатор?
Ултразвучни хомогенизатор је ултразвучни уређај велике снаге који се користи за мешање, дисперговање, емулговање, деагломерацију, разарање или смањивање честица и капљица у течностима. Користи вибрирајућу сонду за стварање акустичне кавитације у течности.
Како функционише ултразвучна хомогенизација?
Ултразвучна хомогенизација делује путем акустичне кавитације. Ултразвук високог интензитета ствара микроскопске мехуриће који нагло колабирају. Тиме настају силе смицања, турбуленција и судари честица који смањују величину честица или капљица и побољшавају уједначеност смеше.
За шта се користи ултразвучни хомогенизатор?
Ултразвучни хомогенизатори се користе за дисперговање, емулговање, наноемулговање, мокро млевење, смањење величине честица, лизу ћелија, разарање ткива, дегазацију, екстракцију и сонохемијске реакције.
Која је разлика између ултразвучног хомогенизатора и соникатора са сондом?
Ови термини се често користе за исту врсту опреме. Соникатор са сондом је ултразвучни хомогенизатор који преноси ултразвук директно у течност преко сонде или сонотроде.
Могу ли ултразвучни хомогенизатори да производе наноемулзије?
Да. Ултразвучни хомогенизатори се широко користе за производњу финих емулзија и наноемулзија смањењем величине капљица и побољшањем њихове расподеле у системима уље–вода или вода–уље.
Могу ли ултразвучни хомогенизатори да диспергују наночестице?
Да. Ултразвучни хомогенизатори су веома ефикасни за дисперговање наночестица и разбијање агломерата честица у течностима. Користе се за материјале као што су силицијум-диоксид, пигменти, графит, графен, угљеничне наноцеви, метални оксиди, керамика и катализатори.
Да ли су ултразвучни хомогенизатори погодни за абразивне материјале?
Да. Ултразвучни хомогенизатори су погодни за многе абразивне или тврде честице јер се не ослањају на мале отворе вентила као хомогенизатори високог притиска. На актуелној страници компаније Hielscher посебно се наводе абразивни материјали као што су пигменти, средства за полирање и метални оксиди као материјали чија обрада представља изазов за хомогенизаторе високог притиска.
Могу ли ултразвучни хомогенизатори да обрађују вискозне течности?
Да. Ултразвучни хомогенизатори могу да обрађују многе вискозне течности и муљевите суспензије. Оптимална конфигурација зависи од вискозности, геометрије посуде, протока, величине сонотроде и захтева за хлађењем.
Може ли се ултразвучна хомогенизација пренети на већи обим?
Да. Ултразвучна хомогенизација се може пренети са лабораторијских испитивања на пилотску и индустријску производњу. Hielscher нуди ултразвучне хомогенизаторе за мале запремине узорака, велике шарже и континуалну обраду у проточној линији.
Који параметри контролишу ултразвучну хомогенизацију?
Важни параметри обухватају амплитуду, време соникације, унос енергије, температуру, притисак, запремину течности, проток, вискозност, концентрацију честица и геометрију сонотроде.
Да ли је ултразвучна хомогенизација репродуктивна?
Да, када су процесни параметри контролисани. Ултразвучни хомогенизатори Hielscher имају контролисану амплитуду, што омогућава поновљиве услове соникације и уједначене резултате.
Који ултразвучни хомогенизатор Hielscher да изаберем?
Одговарајући модел зависи од запремине узорка, протока, вискозности, концентрације чврсте материје, циљне величине честица или капљица и тога да ли је процес шаржни или се одвија у проточној линији. Корисници у лабораторијама обично бирају компактне ултразвучне уређаје, док индустријски корисници бирају системе велике снаге са проточним ћелијама или реакторима.
Литература / Референце
-
1000hd
- Badgujar, N.P.; Bhoge, Y.E.; Deshpande, T.D.; Bhanvase, B.A.; Gogate, P.R.; Sonawane, S.H.; Kulkarni, R.D. (2015): Ultrasound assisted organic pigment dispersion: advantages of ultrasound method over conventional method. Pigment; Resin Technology, Vol. 44 No. 4, 2015. 214-223.
- 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.
- Almir Draganović, Antranik Karamanoukian, Peter Ulriksen, Stefan Larsson (2020): Dispersion of microfine cement grout with ultrasound and conventional laboratory dissolvers. Construction and Building Materials, Volume 251, 2020.
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
7 ултразвучних хомогенизатора UIP1000hdT (7x 1kW ултразвучне снаге) инсталираних као група за индустријску обраду великог капацитета
Hielscher Ultrasonics производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси за примену од лабораторијског до индустријског обима.