Ултразвучно мокро глодање: фине честице, прецизно конструисане

Hielscher sonikatori su efikasna oprema za mlevenje za visokoučinkovito smanjenje veličine čestica, nano-dispersiju i emulzifikaciju putem kontrolisane, visokointenzivne ultrazvučne kavitacije. Dizajnirani za istraživački i industrijski nivo, ovi sistemi pouzdano razbijaju aglomerate, rafiniraju prahove i stvaraju homogene suspenzije u farmaceutskim proizvodima, kozmetici, nanomaterijalima i specijalnim hemikalijama.

Od grubog praha do uniformnih mikro- i nanočestica

Hielscher sonikatori sa sondom omogućavaju snažno, precizno kontrolisano mokro mlevenje i fino brušenje – bez loptica, kuglica ili drugih medija za mlevenje. Proizvodite homogene suspenzije sa visokim sadržajem čvrstih materija i uskim distribucijama veličine čestica, istovremeno skraćujući vreme obrade i smanjujući potrošnju energije.
Korišćenjem precizne kontrole amplitude i naprednog širenja akustičnih talasa, sonikatori postižu ujednačene rezultate sa minimalnim termalnim uticajem, čime se očuvaju osetljivi sastojci uz maksimalnu produktivnost i reproduktivnost. Otkrijte kako ultrazvučno mlevenje može pojednostaviti vaš proces formulacije i unaprediti performanse proizvoda.

Ko bi trebao da koristi ultrazvučno mokro mlevenje?

• Proizvođači kojima je potrebna kontrolisana redukcija čestica do mikronske ili nanometerske veličine
• Proizvođači pigmenata, mastila, boja i visokoperformansskih premaza
• Procesori keramike, minerala, cementa i metal-oksida
• Farmaceutski i kozmetički formulateri koji razvijaju fine suspenzije
• Proizvođači baterija, katalizatora i naprednih materijala
• Kompanije koje obrađuju visokokoncentrisane ili viskozne suspenzije
• Laboratorije koje razvijaju skalabilne procese smanjenja veličine čestica
• Произвођачи који траже уску, једноличну величину честица
• Операције које желе да избегну контаминацију од млинарских перлица или куглица
• Произвођачи који циљају на смањење времена млевења, потрошње енергије и захтева за чишћење

Контролисано смањење величине честица уз ултразвучну енергију

Reducing particles to the micron or nanometer range can transform a formulation. Finer particles can improve reactivity, stability, surface area, optical properties, and final-product performance. Yet conventional ball, bead, and media mills may introduce wear particles, require laborious media separation, and struggle to provide consistent treatment at high solids concentrations. Ultrasonic wet-milling offers a clean, controllable alternative.
Сондни соникатори типа Хилшера директно преносе ултразвук високе интензитета у течност или кашу. Наизменични таласи притиска стварају акустичну кавитацију: микроскопске мехуриће настају и колабирају са изузетном интензитетом, генеришући течне млазеве велике брзине, ударне таласе и јаке сечиве силе. Ове силе убрзавају суспендоване честице једну у другу. Резултујући судари између честица, фрагментација и ерозија површине смањују агломерате – и, под довољно интензивним условима, примарне честице – на микро и нано величину.
 

Ултразвучно уситњавани алуминијум трихидрат
AL(OH)3 је обезбеђен од стране Alcoa World Alumina LLC, Питсбург, PA, САД. AL(OH)3 је такође познат као алуминијум трихидроксид ATH серија, Бајеров хидратирани алуминијум, C-30, KB-30, KC-30, KH-30, хидрагилит или Гибсит. Има Mohs ’ тврдоћу од 2,5 до 3,5.

Прецизна, понављана и једнолична дистрибуција величине честица

Ultrasonic milling is highly adjustable. Operators can control amplitude, energy input, pressure, temperature, residence time, and flow rate to match the material and the target particle size. This makes the process suitable for everything from gentle deagglomeration to intensive fine grinding. Recirculation and inline flow-cell configurations expose the slurry uniformly to the cavitation zone, supporting reproducible results and a narrow, homogeneous particle size distribution.
Овај ниво контроле је вредан за пигменте, боје, премазе, керамику, металне оксиде, минерале, катализаторе, фармацеутске производе и друге савремене материјале где велике честица или широк распон могу да угрозе квалитет. Параметри процеса утврђени у лабораторији могу се пренети на пилотску и индустријску производњу, омогућавајући систематски развој и повећање обима производње.

Обрада високо-чврстих материјала без млевних средстава

Because particle reduction is driven by cavitation and collisions between the particles themselves, no beads, pearls, or grinding balls are required. Eliminating milling media avoids a potential source of contamination and removes the need to purchase, clean, replace, and separate media from the finished slurry. The simple wetted geometry also facilitates cleaning and product changeover.
Hielscher sonicators can process highly concentrated and viscous slurries. A high solids loading means less liquid to handle and, in many cases, less downstream concentration or drying. It can also strengthen the inter-particle milling effect by increasing the frequency of particle collisions. This combination makes ultrasonic milling especially attractive for concentrated masterbatches and production-scale suspensions.
 

Микроскопске слике које показују напредак ултразвучног уситњавања пигмената на бази уља боје магента

Examples: Wet-Milling of Nano-Particles with Power Ultrasound

Ултразвучно млевење је посебно погодна метода за обраду материјала величине микронских и нанометарских честица, као што су керамика, алуминијум трихидрат, баријум сулфат, калцијум карбонат и метални оксиди. Табеле испод приказују микроскопске слике млевења алуминијум трихидрата (од 150 микрон до 10 микрон), керамике (од 30 микрон до 2 микрон) и натријум карбоната (од 70 микрон до 3 микрон). Микроскопске слике на овој страници показују вам напредак ултразвучног млевења на примерима стоматолошке керамике, маџента пигмената, натријум карбоната и хидратизованог алуминијума.
 

Микроскопски снимци који показују напредак ултразвучног млевења натријум карбоната (Na2CO3) у изопропанолу.

Више излаза из сваког корака обраде

Ултразвучна енергија се директно примењује у суспензију, где долази до смањења величине честица. Брзе кавитационе силе могу скратити циклус млевења, док ефикасна конверзија електричне енергије у механичко кретање може смањити потрошњу енергије у поређењу са конвенционалном опремом за млевење. Континуирана обрада у линији додатно подржава велики пропусни капацитет, конзистентан квалитет и интеграцију у постојеће производне линије.
За произвођаче који желе мање честице, ужи распони величине, чистију обраду и ефикасан прелаз на већу скалу, Хиелсцхерови сонкатори типа сонде претварају мокро млевење у прецизно инжењерски процес. – од лабораторијских испитивања до континуиране индустријске производње.

Континуирано функционисање за висок пропусни капацитет

Ultrasonic homogenizers are very easy to install and to operate. There are two parts only in contact with the material to be milled: the titanium sonotrode and the stainless steel flow cell. Due to the simple design of the ultrasonic flow cell, the units can be cleaned quickly. As Hielscher ultrasonic devices have a very high efficiency in the conversion of electrical into mechanical energy generally less power is needed for the ultrasonic milling than for conventional milling equipment.

Индустријски соникатор UIP6000hdT (6kV) за истовремену дисперзију пигмента и микробне стерилизације водене боје и формулација премаза [/ натпис]Ефекат глодање честица се заснива на интензивној ултразвучној кавитацији. Приликом соникације течности при високим интензитетима, звучни таласи који се шире у течне медије резултирају наизменичним циклусима високог притиска (компресија) и ниског притиска (разређивање), са стопама у зависности од фреквенције. Током циклуса ниског притиска, ултразвучни таласи високог интензитета стварају мале вакуумске мехуриће или празнине у течности. Када мехурићи достигну запремину на којој више не могу да апсорбују енергију, они се насилно колабирају током циклуса високог притиска. Овај феномен се назива кавитација.
Имплозија кавитационих мехурића доводи до микро-турбуленција и микро-млазница до 1000 км/х. Велике честице су подложне површинској ерозији (преко кавитационог колапса у околној течности) или смањењу величине честица (због фисије путем судара између честица или колапса кавитационих мехурића формираних на површини). Ово доводи до оштрог убрзања дифузије, процеса преноса масе и реакција чврсте фазе услед промене величине и структуре кристалита.

Ултразвучни процесори и проточне ћелије за дисперзију и за мокро млевење праха су доступни за лабораторијски и производни ниво. Индустријски системи се лако могу накнадно уградити за рад у линији. За истраживање и за тестирање овог процеса, као и за многе сонохемијске процесе, препоручујемо наше лабораторијске уређаје или UIP1000hd.

Нанодијаманти могу бити ефикасни и поуздано дисперговани коришћењем Хиелсцхер ултрасоницатора.

Литература / Референце