Hielscher Ultrasonics
Vi diskuterar gärna din process.
Ring oss: +49 3328 437-420
Maila oss: info@hielscher.com

Ultraljudsupplösning: vätning, upplösning, dispergering

Ultraljudsintegratorer används ofta för att blöta, dispergera eller lösa upp partiklar och pulver i vätskor. Högpresterande ultraljudsapparater skapar intensiva skjuvkrafter, som bryter och splittrar aggregat, agglomerat och primära partiklar till mikroskopisk eller nanostorlek. Den enhetliga partikelbearbetningen i det akustiska kavitationsfältet resulterar i en smal partikelfördelning och en enhetlig partikelyta.

Ultraljudsdesintegratorer och deras tillämpningar

Ultraljudsdesintegratorer levererar intensiva skjuvkrafter, vilket skapar den nödvändiga effekten på fasta ämnen som partiklar, kristaller och fibrer för att störa dem och bryta ner dem till en riktad storlek, t.ex. mikron- eller nanostorlek. Jämfört med alternativa sönderfallsmetoder som blandare med hög skjuvning, högtryckshomogenisatorer, strängkvarnar, mikrofluidisatorer etc. erbjuder ultraljudssönderdelare några stora fördelar.

Fördelar med ultraljudsdesintegratorer

  • Högintensiv kavitation och skjuvning
  • Enhetlig partikelbehandling
  • Höga koncentrationer av fasta ämnen
  • Inga munstycken / ingen igensättning
  • Inget malmedium (t.ex. pärlor) krävs
  • Linjär skalbarhet
  • Lätt & Säker drift
  • Lätt att rengöra
  • Tid- & energisnål

 

Begäran om information




Observera vår integritetspolicy.




Ultraljudsfräsning och dispergering är en effektiv metod för att producera enhetliga nanopartikeluppslamningar.

Ultraljudsgenomströmningsreaktorer för industriell inline-produktion av nanopartikelslam.

Arbetsprincipen för desintegratorer av ultraljudssondtyp är baserad på generering av akustisk kavitation. Genom ultraljudssonden överförs högintensiva ultraljudsvågor till processmediet (dvs. vätska eller slurry). Ultraljudsvågorna färdas genom vätskan, där de skapar omväxlande cykler med högt tryck och lågt tryck. Under lågtryckscyklerna uppstår små vakuumbubblor, så kallade kavitationsbubblor. Dessa kavitationsbubblor växer över flera tryckcykler tills de når en storlek där de inte kan absorbera mer energi. Vid denna punkt imploderar kavitationsbubblorna våldsamt och skapar lokalt extrema förhållanden som mycket höga temperaturer, tryck, extrema temperatur- och tryckskillnader (på grund av höga uppvärmnings-/kylhastigheter och tryckfluktuationer), mikroturbulens och vätskeströmmar med hastigheter på upp till 180 m/s. Dessa förhållanden uppvisar betydande mekaniska effekter på partiklar i mediet, eftersom höghastighetsvätskeströmmarna accelererar partiklarna i mediet så att partiklar kolliderar. Genom kollision mellan partiklar eroderar och splittras fast materia (t.ex. partiklar, fibrer, celler) och fragmenteras till mikron- och nanobitar.
Den höga turbulensen som skapas av ultraljud ökar massöverföringen mellan faserna och främjar därmed upplösningen av pulver eller heterogena kemiska reaktioner. Detta gör ultraljudsdesintegratorer till det föredragna verktyget för att intensifiera processer såsom malning, dispergering, emulgering och upplösning.

Läs mer om ultraljudsintensifiering av kemiska reaktioner (sonokemi)!

Tillämpningar av ultraljudsdesintegratorer

  • fräsning & Malning
  • deagglomeration & spridning
  • emulgering
  • Upplösning av pulver
  • Förbättrad massöverföring
  • sonokemiska reaktioner

Ultraljudsdesintegratorer för minskning av partikelstorlek

Ultraljudsdesintegratorer används för minskning av partikelstorlek och partikelfördelning, oavsett om detta innebär verklig sönderdelning av primära partiklar (kallad malning) eller brott av agglomerat (kallad deagglomeration / dispersion).

Ultraljudsapparater används för malning och malning av partiklar. Denna grafik visar den effektiva ultraljudsfräsningen av Mg2Si.

Partikelstorleksfördelning och SEM-bilder av Mg2Si före och efter ultraljudsfräsning (UM). a) Fördelning av partikelstorlek. (b) SEM-bild före ultraljudsfräsning; (c) SEM-bild efter ultraljudsfräsning i 50 % PVP–50 % EtOH i 2 timmar.
källa: Marquez-Garcia et al. 2015

Ultraljudsdesintegratorer för fräsning & Malning

Ultraljudsgenererad kavitation skapar intensiva skjuvkrafter och därmed relaterad kollision mellan partikulära. De fasta ämnena i uppslamningen fungerar som malningsmedium (jämförbart med pärlor eller pärlor i en pärlkvarn): De accelereras av de kavitationella vätskeströmmarna, som lätt uppnår hastigheter på upp till 180 m/s. När partiklarna träffar varandra med en sådan enorm hastighet bryts de sönder och splittras i mikron- och nanostora fragment. Ultraljudsdesintegratorer kan till och med bryta primära partiklar. Ultraljudsflödescellsreaktorer säkerställer en enhetlig behandling av alla partiklar så att ultraljudsfräsning resulterar i en smal partikelstorleksfördelning.
Klicka här för att lära dig mer om ultraljudsfräsning!

Ultraljudsdesintegratorer för deagglomeration & spridning

Ultraljudsprocessparametrar kan kontrolleras mycket exakt, så att ultraljudsdesintegratorer kan fräsa primära partiklar när höga amplituder och förhöjt tryck appliceras. Å andra sidan kan ultraljudssönderfallssystem också användas vid lägre amplituder och mildare förhållanden, så att partikelstrukturen och ytan förblir intakt, men agglomerat bryts isär och de enskilda partiklarna fördelas jämnt i slurryn.
Klicka här för att lära dig mer om ultraljud deagglomeration och dispersion!

Ultraljudsdispersion av rökt kiseldioxid: Hielscher ultraljudshomogenisator UP400S sprider kiseldioxidpulver snabbt och effektivt till enstaka nanopartiklar.

Spridning av rökt kiseldioxid i vatten med hjälp av UP400S

Miniatyr av video

Ultraljudsdesintegratorer för emulgering

När två oblandbara vätskor (t.ex. vatten och olja) sonikeras, stör ultraljudskavitationen dropparna – producerar mycket små droppar av de två oblandbara faserna, som sedan blandas ihop. Eftersom ultraljudsdesintegratorer lätt producerar droppar i nanostorlek, uppvisar stabiliserade ultraljudsemulsioner en långsiktig stabilitet och ett tydligt transparent utseende.
Klicka här för att läsa mer om ultraljud nano-emulgering!

Ultraljudsdesintegratorer för upplösning

Ultraljudsdesintegratorer används för att lösa upp pulver och tabletter i en snabb, enkel och säker procedur. Ultraljudsgenererad kavitation eroderar ytan på fasta ämnen och transporterar de eroderade fragmenten in i vätskan, vilket skapar en homogen lösning.
Inom läkemedelsindustrin är upplösning av tabletter en daglig uppgift, t.ex. för analytiska ändamål. När tabletterna utsätts för en vattenhaltig miljö löses tabletten upp långsamt i en mycket tidskrävande process. Även med användning av en vanlig omrörare eller bladomrörare är den fullständiga upplösningen av tabletter fortfarande tidskrävande. Ultraljudskavitation och dess utomordentligt intensiva skjuvkrafter lossar partiklarna från tabletten och transporterar dem in i spädningsvätskan, vilket håller massöverföringen mellan tablettens yta och färsk, omättad spädningsvätska kontinuerligt igång. Detta gör ultraljudsupplösning till en extremt snabb och effektiv process, vilket bidrar till att påskynda läkemedelsupplösningen.
Klicka här för att läsa mer om ultraljudsupplösning!

Upplösning är en av de många krafttillämpningarna av ultraljud. Videon visar den snabba upplösningen av Jellybabies i vatten med hjälp av Hielscher UP200St.

Ultraljudsupplösning av gelébarn i vatten med ultraljudsdesintegrator UP200St

Miniatyr av video

Hur fungerar en mekanisk sönderdelare?

Ultraljudsdesintegratorer för laboratorier använder samma mekaniska princip som industriella desintegratorer gör. Disintegratorblandningssystem sönderdelar agglomerat och aggregat, solubiliserar fasta ämnen eller dispergerar fasta partiklar i flytande blandningar. Ultraljudsupplösning innehåller en högintensiv ultraljudssond i en batchtank eller i en in-line flödescellsreaktor. Sonden (sonotrode) i ultraljudssönderdelaren vibrerar i vätskan med en mycket hög frekvens och skapar intensiv ultraljudskavitation i vätskan. Varje kollaps av kavitationsbubblan resulterar i kraftfulla skjuvkrafter som bryter agglomerat, aggregat och till och med primära partiklar. Dessutom producerar ultraljudskavitation höghastighetskavitationsströmning med upp till 1000 km/h. De kavitationella vätskestrålarna träffar partikelagglomerat, spricker cellväggarna, förbättrar materialöverföringen i uppslamningen och sprider fasta ämnen i hela vätskevolymen. I ultraljudskavitationsfältet växlar trycken snabbt och upprepade gånger mellan vakuum och upp till 1000 bar. En roterande mixer med 4 mixerblad skulle behöva arbeta med svindlande 300 000 rpm för att uppnå samma frekvens av alternerande tryckcykler. Konventionella roterande omrörare och rotor-statorblandare skapar ingen betydande mängd kavitation på grund av deras hastighetsbegränsning.

Är du intresserad av bottom-up-syntes av nanopartiklar? – Klicka här för att läsa mer!

Videon visar den mycket effektiva dispersionen av kimrök. Ultraljudsprocessorn som används är en Hielscher UP200St ultraljudsapparat, som är idealisk för att förbereda små till medelstora satser av högkvalitativa dispersioner. För stora volymer levererar Hielscher Ultrasonics industriella ultraljudssystem för kontinuerlig inline-dispersion.

Ultrasonicator UP200St (200W) dispergering kimrök i vatten med hjälp av 1% wt Tween80 som ytaktivt ämne

Miniatyr av video


Ultraljudssönderfall är mycket effektivt för att mala, dispergera eller lösa upp partiklar

Ultraljud disintegrator UIP2000hdT för partikeldispersioner i reaktor av rostfritt stål

Lab ultraljud desintegratorer

De helt nya 200 watts ultraljudslaboratorieenheterna UP200St och UP200Ht är kraftfulla homogenisatorer för homogenisering, emulgering, dispergering, deagglomerering, malning & malning, extraktion, lysering, sönderdelning, avgasning, sprutning och sonokemiska tillämpningar.Ultraljudsenheter av sondtyp är ett mycket användbart verktyg i varje laboratorium. En ultraljudssond (även känd som sonotrode) är en titanstav med enkel geometri och lätt att rengöra som kopplar ultraljudsvibrationer till en vätska. Hielscher tillverkar ultraljudssonder och spetsar i en mängd olika storlekar. För den vanligaste sönderdelningen av fasta ämnen i laboratoriet är ultraljudssonder med en spetsdiameter på 3, 7, 14 eller 22 mm mycket användbara. Andra sondstorlekar och ultraljudssonder i anpassad storlek finns tillgängliga. Typiska ultraljudsanordningar för laboratoriesönderfall sträcker sig från 100 till 400 watt ultraljudseffekt.

Industriella ultraljudsdesintegratorer

UIP4000hdT flödescell för inline ultraljudsbehandling i industriell skalaHielscher industriella desintegratorer är ultraljudsprocessorer med hög effekt designade för tung kontinuerlig sönderdelning av stora slamströmmar. Dessa industriella system kan enkelt hantera höga koncentrationer av fasta ämnen. Industriella ultraljudssonder är utrustade med en fläns som kan monteras på ståltankar, glasreaktorer eller plastbehållare i vilken riktning som helst. Trycksättning av ultraljudsbehandling kärl eller flödescell intensifierar den akustiska kavitationen och därmed ultraljudsbehandling. Typisk ultraljud industriell sönderfallsutrustning sträcker sig från 1000 till 16 000 watt ultraljudseffekt per sonotrode.

Industrier där ultraljudsupplösning är allmänt funnen:

  • Dispergering, upplösning, blandning av fasta/flytande formuleringar
  • Materialvetenskap
  • Provförberedelse före analys
  • Tillämpningar för nanopartiklar
  • Funktionalisering av partiklar
  • Reaktioner vid fasöverföring
  • Kristallisation / Nederbörd
  • Bearbetning av livsmedel
  • Pappersindustrin
  • Nedbrytning av biomassa

Hur köper man rätt ultraljudsdesintegrator?

Hielscher Ultrasonics är sedan länge en erfaren tillverkare av högpresterande ultraljudsdesintegratorer, som används för att dispergera och bryta partiklar eller för att lösa upp pulver i vätskor. Som marknadsledare designar, tillverkar och distribuerar Hielscher ultraljudsdesintegratorer och homogenisatorer från labb och bänkskivor upp till full industriell skala.

Vi hjälper dig att svara på följande frågor för att hitta den mest lämpliga ultraljudssönderdelaren för din applikation och dina behov:

  • Vad är ditt målprogram?
  • Vilken är den typiska volymen som måste bearbetas?
  • Vilka är de kritiska faktorerna i processen?
  • Vilka är de kvalitetsstandarder som måste uppnås?

Vår välutbildade och erfarna personal hjälper dig med alla frågor och utformningen av din process. Hielscher Ultrasonics erbjuder en djupgående rådgivning om ultraljudsprocesser för att hjälpa våra kunder att hitta den optimala ultraljudsenheten. Men Hielschers service slutar inte här, vi utbildar kunder antingen på deras anläggningar eller i vårt ultraljudsprocesslaboratorium och tekniska center för att hjälpa dem under processutveckling, optimering och uppskalning.
Hielscher Ultrasonics’ Industriella ultraljudsprocessorer levererar lätt mycket höga amplituder, som krävs för att bryta hårda partiklar och agglomerat eller för att bearbeta slam med en hög fast koncentration. Hielscher industriella sönderdelare kan köras med amplituder på upp till 200 μm kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder finns anpassade ultraljudssonotroder tillgängliga. Ytterligare tillbehör som booster horn, flödesceller, ultraljudsbehandling reaktorer och kompletta recirkulation setups är lätt tillgängliga och gör det möjligt att konfigurera ditt ultraljudssystem specificerat till dina processkrav.

Sofistikerade ultraljudsdesintegratorer och upplösare

Exakt kontroll över ultraljudsprocessparametrarna av Hielscher Ultrasonics' Intelligent programvaraHielscher Ultrasonics fokuserar på högpresterande desintegratorer med högsta användarvänlighet och toppmoderna tekniska framsteg. Detta innebär att standarderna för Hielschers laboratoriedesintegratörer anpassar sig mer och mer till intelligensen hos industriella maskiner. Användaren kan styra Hielschers digitala ultraljudsapparater via webbläsarens fjärrkontroll. Programvaran för automatisk dataregistrering skriver alla viktiga ultraljudsparametrar som nettoeffekt, total effekt, amplitud, temperatur, tryck, tid och datum som CSV-fil på ett inbyggt SD-kort. Dessutom kan ultraljudsdesintegratorn programmeras till automatisk avstängning efter en bestämd tid eller en specifik energitillförsel eller programmera pulserande ultraljudsbehandling. Pluggbara temperatur- och trycksensorer gör det möjligt att spåra provförhållandena noggrant. Eftersom temperaturkontroll av värmekänsliga material är en avgörande faktor för kvaliteten på processresultaten, erbjuder Hielscher olika lösningar för att hålla processtemperaturen inom det eftersträvade temperaturområdet.
De sofistikerade funktionerna hos Hielscher ultraljudsapparater garanterar högsta processkontroll, pålitliga och reproducerbara ultraljudsbehandlingsresultat, användarvänlighet och arbetskomfort.
Hielscher Ultrasonics’ Industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder finns anpassade ultraljudssonotroder tillgängliga. Förmågan att köra så höga amplituder gör det möjligt för våra kunder att effektivt mala primära partiklar till nanostorlek. Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift vid tung belastning och i krävande miljöer.
Läs mer om ultraljudsupplösning och upplösningslösare!

kvalitet – Tillverkad i Tyskland

Som ett familjeägt och familjeägt företag är Hielscher stolta över den höga kvaliteten på sina ultraljudsprocessorer. Alla ultraljudsapparater är utformade, tillverkade och testade i vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin, Tyskland. Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift vid tung belastning och i krävande miljöer.

Du kan köpa Hielscher ultraljudsupplösare i alla olika storlekar och prisklassen erbjuder en prisvärd ultraljudsapparat som matchar din budget. Från partikelsönderfall i små laboratorieflaskor till kontinuerlig flödessönderdelning av uppslamningar i industriell produktion, Hielscher Ultrasonics har en lämplig desintegrator för dig! Kontakta oss gärna – Vi är glada att rekommendera dig den mest lämpliga ultraljudsapparaten!
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:

Batchvolym Flöde Rekommenderade enheter
1 till 500 ml 10 till 200 ml/min UP100H
10 till 2000 ml 20 till 400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 till 20L 0.2 till 4L/min UIP2000hdT
10 till 100L 2 till 10L/min UIP4000hdT
N.A. 10 till 100 L/min UIP16000
N.A. Större kluster av UIP16000

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Använd formuläret nedan för att begära ytterligare information om ultraljudsprocessorer, applikationer och pris. Vi diskuterar gärna din process med dig och erbjuder dig ett ultraljudssystem som uppfyller dina krav!









Observera våra integritetspolicy.




Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer för dispersion, emulgering och cellextraktion.

Ultraljudshomogenisatorer med hög effekt från labb till pilot och industriell skala.


Litteratur / Referenser

Vi diskuterar gärna din process.

Let's get in contact.