Högskjuvande inlineblandare med ultraljud

Högskjuvande ultraljudsapparater för inlineblandningsprocesser erbjuder flera fördelar jämfört med konventionella kolloidhomogenisatorer. Användningen av högeffektsultraljud för blandning gör det möjligt för Hielschers högskjuvande ultraljudsblandare att producera jämnt dispergerade kolloidala suspensioner och emulsioner i nanostorleksområdet. Inlinehomogenisatorer med ultraljud kan bearbeta alla volymer och viskositeter och kan även hantera mycket abrasiva partiklar.

Högskjuvande inlineblandning med högeffektsultraljud

Inlinehomogenisering av suspensioner av fasta ämnen i vätska eller vätska i vätska är en nödvändig tillämpning vid tillverkning av många olika material och varor. Högskjuvande inlineblandare med ultraljud används inom många branscher, bland annat vid tillverkning av färger, pigment och tryckfärger, polymerer och kompositer, bränslen, livsmedel och drycker, kosttillskott, läkemedel, kosmetika och kroppsvårdsprodukter. Högskjuvande inlinehomogenisatorer med ultraljud används för blandning, dispergering, deagglomerering, emulgering, vätning, upplösning och mikromalning av partiklar. En särskild styrka hos högskjuvande inlineblandare med ultraljud är förmågan att tillförlitligt bearbeta nanomaterial (t.ex. nanodispersioner och nanoemulsioner).

Hur fungerar högskjuvande blandning med ultraljud?

Högskjuvande blandning och homogenisering med ultraljud bygger på principen för akustisk kavitation. När vätskor behandlas med högintensivt ultraljud fortplantar sig ultraljudsvågorna genom vätskan och ger upphov till omväxlande högtryckscykler (kompression) och lågtryckscykler (förtunning). Högeffektsultraljudsapparater arbetar vid en frekvens på cirka 20kHz. Detta innebär 20 000 svängningar per sekund. Under lågtryckscykeln skapar högintensiva ultraljudsvågor små vakuumbubblor i vätskan. När kavitationsbubblan når en storlek där den inte kan absorbera mer energi kollapsar den våldsamt under en högtryckscykel. Detta fenomen med imploderande bubblor är känt under facktermen ”kavitation”. Under implosionen uppnås lokalt mycket höga temperaturer (cirka 5 000K) och tryck (cirka 2 000atm). Kavitationsbubblans implosion genererar också vätskestrålar med hastigheter på upp till 280m/s. (jfr Suslick 1998)
Dessa mycket intensiva och sönderdelande krafter ger tillräckligt med energi för att mala, deagglomerera och dispergera partiklar i vätskor och gör högskjuvande ultraljudsblandare till bearbetningstekniken framför andra. Därför används de som tillverknings- och bearbetningsteknik, särskilt inom sektorer där nanoteknik och nanomaterial spelar en avgörande roll för prestanda och produktkvalitet.

Överlägsen process- och energieffektivitet med ultraljudsblandare

Hielschers ultraljudsprocessorer har en enastående energieffektivitet på >85%. Detta minskar elkostnaderna vid drift och ger högre bearbetningsprestanda. Kusters et al. (1994) sammanfattar i sin studie att fragmentering med ultraljud är lika effektiv som konventionell malning.
Genom att applicera tryck och optimera ultraljudsprocessen överträffar blandningsteknik med ultraljud ofta konventionella blandningsmetoder som blandare med roterande blad, högtryckshomogenisatorer eller kulkvarnar med stor marginal.
I en annan studie jämförde Pohl et al. (2004) bearbetningseffektiviteten vid dispergering av kiseldioxid med ultraljud med andra högskjuvande blandningsmetoder, exempelvis med en IKA Ultra-Turrax (rotor-statorsystem). Pohl et al. jämförde partikelstorleksreduktionen av Aerosil 90 (2%wt) i vatten med en Ultra-Turrax (rotor-statorsystem) vid olika inställningar med den som uppnåddes med Hielschers högskjuvande ultraljudsblandare UIP1000hd med flödescell i kontinuerlig drift. Studien av Pohl et al. drar slutsatsen att ”vid konstant specifik energi EV är ultraljud effektivare än rotor-statorsystemet” och att ”den tillämpade ultraljudsfrekvensen i intervallet från 20 kHz upp till 30 kHz inte har någon större effekt på dispergeringsprocessen”.

Partikelstorleksreduktion av kalciumhydroxiapatit med ultraljud (30% halt av fasta ämnen, 150Ws/g US)

Var kan du köpa din högskjuvande inlineblandare med ultraljud?

Hielscher Ultrasonics är din pålitliga partner när det gäller högpresterande ultraljudsprocesser som malning, dispergering, emulgering och upplösning med ultraljud. Hielschers högskjuvande inlineblandare med ultraljud kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200µm kan enkelt upprätthållas kontinuerligt vid drift 24/7/365. För ännu högre amplituder finns kundanpassade ultraljudssonotroder. Ett stort urval av inlinereaktorer för ultraljud och ytterligare tillbehör möjliggör den idealiska konfigurationen för din ultraljudstillämpning (t.ex. inlineemulgering, partikelstorleksreduktion och homogenisering).
Smart programvara, digital meny via pekskärm, automatisk dataregistrering och fjärrstyrning via webbläsare är funktioner hos Hielschers högskjuvande ultraljudshomogenisatorer som gör driften ytterst användarvänlig och enkel. Tekniken för rengöring på plats (CIP) gör den högskjuvande ultraljudsblandaren bekväm att använda. Robusthet, tillförlitlighet, enkel installation och drift samt lågt underhållsbehov är ytterligare egenskaper som underlättar det dagliga arbetet med Hielschers ultraljudsapparater.

Kontakta oss nu för att få veta mer om hur en högskjuvande inlineblandare med ultraljud kan förbättra din bearbetning av system med fasta ämnen i vätska och vätska i vätska! Vårt välutbildade team med mångårig erfarenhet hjälper dig gärna med mer information om tillämpningar och priser.

Tabellen nedan ger dig en uppfattning om den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater: