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
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).

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!
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!
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!
Lab ultraljud desintegratorer
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
Hielscher 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
Hielscher 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!

Ultraljudshomogenisatorer med hög effekt från labb till pilot och industriell skala.
Litteratur / Referenser
- Pohl M.; Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. International Congress for Particle Technology PARTEC 2004; Nuremberg, Germany.
- Thomas Leong, Muthupandian Ashokkumar, Sandra Kentish(2011): The Fundamentals of Power Ultrasound. – A Review. Acoustics Australia, 54 – Vol. 39 August 2011.
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, September 1994. 253-263.
- Renata Tomczak-Wandzel, Svetlana Ofverstrom, Regimantas Dauknys, Krystyna Mędrzycka (2011): Effect of Disintegration Pretreatment of Sewage Sludge for Enhanced Anaerobic Digestion. ENVIRONMENTAL ENGINEERING The 8th International Conference May 19–20, 2011, Vilnius, Lithuania.