Ultraljudsblandare med hög skjuvning

Ultraljudsapparater med hög skjuvning för inline-blandningsprocesser erbjuder olika fördelar jämfört med konventionella kolloida homogenisatorer. Att använda ultraljud med hög effekt för blandning gör det möjligt för Hielscher ultraljudsblandare med hög skjuvning att producera jämnt dispergerade kolloidala suspensioner och emulsioner i nanoområdet. Ultraljudshomogenisatorer inline kan bearbeta vilken volym och viskositet som helst och kan till och med hantera mycket slipande partiklar.

In-Line mixning med hög skjuvning och kraftfullt ultraljud

Inline homogenisering av fast-vätska eller flytande-vätskesuspensioner är en nödvändig tillämpning vid produktion av mångfaldiga material och varor. Ultraljudsblandare med hög skjuvning används i många industrier, inklusive tillverkning av färger, pigment & Bläck, polymerer & Kompositer, bränslen, livsmedel & drycker, kosttillskott, läkemedel, kosmetika & personlig vård bland annat. Ultraljudshomogenisatorer med hög skjuvning används för att blanda, dispergera, deagglomerera, emulgera, väta, lösa upp och mikromala partiklar. En särskild styrka hos ultraljudsblandare med hög skjuvning är förmågan till tillförlitlig bearbetning av nanomaterial (t.ex. nanodispersioner, nanoemulsioner).

Hur fungerar ultraljudsblandning med hög skjuvning?

Ultraljudsblandning och homogenisering med hög skjuvning är baserad på arbetsprincipen för akustisk kavitation. När vätskor är sonikerade vid höga intensiteter, ultraljudsvågorna fortplantar sig genom det flytande mediet och resulterar i alternerande högtryck (kompression) och lågtryck (sällsynthet) cykler. Ultraljud med hög effekt arbetar med en frekvens på runt. 20 kHz. Det innebär 20 000 vibrationer per sekund. Under lågtryckscykeln skapar högintensiva ultraljudsvågor små vakuumbubblor i vätskan. När kavitationsbubblan når en storlek där den inte kan absorbera någon ytterligare energi, kollapsar den våldsamt under en högtryckscykel. Detta fenomen med bubbelimplosion är känt under den tekniska termen "kavitation". Under implosionen uppnås mycket höga temperaturer (ca 5 000 K) och tryck (ca 2 000 atm) lokalt. Implosionen av kavitationsbubblan genererar också vätskestrålar med en hastighet på upp till 280 m/s. (jfr Suslick 1998)
Dessa högintensiva och störande krafter ger tillräckligt med energi för att mala, deagglomerera och dispergera partiklar i vätskor och förvandla ultraljudsblandare med hög skjuvning till bearbetningstekniken par excellence. 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

Hielscher ultrasonic processors have an outstanding energy efficiency of >85%. This reduces operational electricity costs and results in higher processing performance. Kusters et al. (1994) resume in their study that ultrasonic fragmentation is equally efficient as conventional grinding.
Genom att applicera tryck och optimera ultraljudsprocessen överträffar ultraljudsblandningstekniken ofta konventionella blandningsmetoder som roterande bladblandare, högtryckshomogneniserare eller kulkvarnar överlägset.
I en annan studie jämförde Pohl et al. (2004) bearbetningseffektiviteten för ultraljudsdispersion av kiseldioxid med andra blandningsmetoder med hög skjuvning, till exempel med en IKA Ultra-Turrax (rotor-stator-system). Pohl et al. jämförde partikelstorleksreduktionen av Aerosil 90 (2% wt) i vatten med hjälp av en Ultra-Turrax (rotor-stator-system) vid olika inställningar med den för en Hielscher ultraljudsmixer med hög skjuvning UIP1000hd med flödescell i kontinuerligt läge. Studien av Pohl et al. drar slutsatsen att "vid konstant specifik energi är EV-ultraljud mer effektivt än rotor-stator-systemet" och att "den applicerade ultraljudsfrekvensen i intervallet från 20 kHz upp till 30 kHz inte har någon större effekt på dispersionsprocessen."

Ultraljudspartikelstorleksreduktion av kalciumhydroxiapatit (30% fast koncentration, 150Ws/g US)

Var kan man köpa din ultraljudsmixer med hög skjuvning?

Hielscher Ultrasonics är din pålitliga partner när det gäller högpresterande ultraljudsbehandling, såsom ultraljudsfräsning, dispergering, emulgering och upplösning. Hielschers ultraljudsblandare med hög skjuvning kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7/365 drift. För ännu högre amplituder finns anpassade ultraljudssonotroder tillgängliga. Ett brett utbud av ultraljud inline reaktor och ytterligare tillbehör möjliggör den perfekta inställningen för din ultraljudsapplikation (t.ex. inline emulgering, partikelstorleksreduktion och homogenisering).
Smart programvara, digital meny via pekskärm, automatisk dataregistrering och fjärrkontroll i webbläsaren är funktioner hos Hielschers ultraljudshomogenisatorer med hög skjuvning som gör operationen mest användarvänlig och enkel. CIP-tekniken (clean-in-place) gör det bekvämt att använda en ultraljudsmixer med hög skjuvning. Robusthet, tillförlitlighet, enkel installation och drift samt lågt underhåll är ytterligare funktioner som underlättar den dagliga arbetsrutinen med Hielscher ultraljudsapparater.

Kontakta oss nu för att lära dig mer om hur ultraljudsblandare med hög skjuvning kan förbättra din bearbetning av fasta-flytande och flytande-vätskesystem! Vårt välutbildade och långvariga erfarna team hjälper dig gärna med mer information om ansökningar och priser.

Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater: