Flödesceller och inline-reaktorer för ultraljudsapparater för laboratorier

Ultraljudshomogenisatorer för laboratorier kan användas för satsvis bearbetning och inline-bearbetning av vätskor och suspensioner. Typiska tillämpningar omfattar homogenisering, dispergering, emulgering, upplösning samt sonokemiska reaktioner. För kontinuerlig ultraljudsbehandling inline finns flödesceller och inline-reaktorer i olika storlekar och geometrier.

Ultraljudsbearbetning inline i laboratorieskala

Flödescellsreaktorer för ultraljudshomogenisatorer är välkända och används i stor utsträckning för bearbetning av stora volymer inom industriell produktion. Användningen av ultraljudsflödesceller erbjuder dock flera fördelar även vid bearbetning av mindre volymer i laboratorie- och bänkskala. Ultraljudsflödesceller möjliggör enhetliga bearbetningsresultat eftersom materialet passerar det begränsade utrymmet i flödescellens kammare på ett definierat sätt. Faktorer vid ultraljudsbehandlingen, såsom uppehållstid, processtemperatur och antal passager, kan styras exakt så att målen uppnås tillförlitligt.
Hielschers flödesceller och inline-reaktorer är utrustade med kylmantlar för att upprätthålla optimal processtemperatur. Flödescellsreaktorer finns i olika storlekar och geometrier för att uppfylla specifika processkrav. 
Genom att använda en ultraljudsapparat för laboratorier i kombination med en flödescellsreaktor kan du bearbeta större provvolymer utan någon större manuell arbetsinsats. I ett system med en ultraljudsflödescell pumpas vätskan in i ultraljudsreaktorn av rostfritt stål eller glas. I flödescellen utsätts vätskan eller suspensionen för en ultraljudsbehandling som kan ställas in exakt. Allt material passerar den intensiva kavitationszonen under sonotroden och genomgår en jämn ultraljudsbehandling. Efter passagen genom kavitationszonen når vätskan flödescellens utlopp. Beroende på processen kan ultraljudsbehandling i genomflöde utföras med en eller flera passager. För att upprätthålla en viss gynnsam processtemperatur, exempelvis för att förhindra nedbrytning av värmekänsligt material under ultraljudsbehandlingen, är flödescellsreaktorerna mantlade för att förbättra värmeavledningen.
Från små till stora volymer: Processresultat kan skalas upp linjärt från mindre volymer som bearbetas i laboratorie- och bänkskala till mycket stora genomströmningskapaciteter i industriell produktionsskala. Hielschers ultraljudsapparater finns för alla volymer från mikroliter till gallon.
Hielschers flödesceller är fullständigt autoklaverbara och lämpliga för användning med de flesta kemikalier.

Läs mer om våra ultraljudshomogenisatorer för laboratorier och industriella ultraljudshomogenisatorer!

Ultraljudsapparater för laboratorier och flödesceller

Nedan hittar du våra ultraljudsapparater för laboratorier med tillhörande flödesceller och sonotroder
UP400ST (24kHz, 400W):
Sonotroderna S24d14D, S24d22D och S24d22L2D är utrustade med en O-ringstätning. Sonotrodtyperna S24d14D och S24d22D är kompatibla med flödescellen FC22K (rostfritt stål, med kylmantel).

UP200ST (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
Sonotroderna S24d2D och S24d7D är utrustade med en O-ringstätning och är kompatibla med flödescellerna FC7K (rostfritt stål, med kylmantel) och FC7GK (flödescell av glas, med kylmantel).

UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
Samma sonotrod- och flödescellsmodeller kan användas för både UP50H och UP100H. Sonotroderna MS7 och MS7L2 har en tätning som gör dem lämpliga för användning med flödescellerna D7K (rostfritt stål) och GD7K (flödescell av glas, med kylmantel).

Så optimerar du driftförhållandena i ultraljudsflödesceller

Hielscher Ultrasonics erbjuder ett urval av ultraljudsflödesceller och sonokemiska reaktorer. Flödescellens utformning (dvs. flödescellens geometri och storlek) och sonotroden bör väljas utifrån vätskan eller suspensionen och de önskade processresultaten.
Tabellen nedan visar de viktigaste parametrarna som påverkar ultraljudsförhållandena i flödescellen.

• Temperatur: Flödesceller med kylmantlar hjälper till att upprätthålla den önskade bearbetningstemperaturen. Höga temperaturer nära vätskans specifika kokpunkt leder till minskad kavitationsintensitet eftersom vätskans densitet minskar.
• Tryck: Tryck är en parameter som intensifierar kavitationen. Trycksättning av ultraljudsflödescellen leder till ökad vätskedensitet och därmed ökad akustisk kavitation. Hielschers flödesceller för laboratorier kan trycksättas med upp till 1 barg, medan Hielschers industriella flödesceller och reaktorer kan utsättas för upp till 300atm (cirka 300 barg).
• Vätskans viskositet: En vätskas viskositet är en viktig faktor i ett system för ultraljudsbehandling inline. Små flödesceller för laboratorier bör företrädesvis användas med lågviskösa medier, medan Hielschers industriella flödesceller är lämpliga för material med låg till hög viskositet, inklusive pastor.
• Vätskans sammansättning: Effekterna av vätskans viskositet har beskrivits ovan. Om vätskan som bearbetas inte innehåller fasta ämnen är pumpning och inmatning enkla och flödesegenskaperna förutsägbara. För suspensioner som innehåller fasta ämnen, såsom partiklar och fibrer, måste flödescellens form väljas med hänsyn till partikelstorleken eller fiberlängden. Rätt flödescellsgeometri underlättar flödet av vätskor som innehåller fasta ämnen och säkerställer homogen ultraljudsbehandling.
• Lösta gaser: Vätskor som matas in i en ultraljudsflödescell bör inte innehålla stora mängder lösta gaser eftersom gasbubblor stör bildningen av akustisk kavitation och dess karakteristiska vakuumbubblor.

Ultraljudsflödesreaktorer i liten och stor skala är mycket populära inom forskning, FoU och industri eftersom de gör det möjligt att studera och styra mekanismerna och effekterna av ultraljudsbearbetning med hög effekt. Därför har ultraljudsflödescellsreaktorer och inline-reaktorer införts för olika tillämpningar inom biologiska, farmaceutiska och kemiska processer – i laboratorie-, pilot- och industriell skala.
Homogenisatorer, sonotroder och flödesceller från Hielscher Ultrasonics finns i olika utföranden för att det ideala systemet för ultraljudsbearbetning ska kunna sättas samman. Vår mycket erfarna personal ger råd om den optimala utrustningskonfigurationen för dina processmål!

Tabellen nedan ger en indikation på våra ultraljudsapparaters ungefärliga bearbetningskapacitet: