Högskjuvningsblandning med ultraljud

Högskjuvningsblandare utsätter vätskor och suspensioner för höga skjuvkrafter för att åstadkomma en jämn dispergering, blandning och emulgering av två eller flera vätske–fastfas- eller vätske–vätskefaser. Ultraljudsbehandling genererar höga skjuvkrafter genom akustisk kavitation, som uppstår när ultraljud med hög effekt kopplas in i vätskor. Ultraljudsbaserade högskjuvningsblandare är en överlägsen blandningsteknik som med lätthet överträffar vanliga högskjuvningsbladblandare, fleraxelblandare, högtryckshomogenisatorer, kolloidkvarnar och bladomrörare.

Fördelarna med ultraljudsbaserade högskjuvningsblandare

Ultraljudsbaserade högskjuvningsblandare finns tillgängliga från laboratoriehomogenisatorer på 50W upp till industriella blandningssystem på 16 000W. Det breda sortimentet av ultraljudsbaserade högskjuvningsblandare för laboratoriebruk, bänkplacering och industri gör det möjligt att välja den idealiska ultraljudsbaserade högskjuvningsblandaren för din tillämpning och produktionsvolym.
Höga amplituder vid ultraljudssonden skapar intensiv kavitation med vätskeströmmar med höga hastigheter och komplex turbulens. De intensiva hydrauliska och mekaniska skjuvkrafter som genereras av ultraljudet reducerar partiklar och droppar till mikro- och nanostorlek. Eftersom processparametrarna för ultraljudsbehandlingen kan styras och justeras exakt kan effekten av blandning, malning eller dispergering anpassas exakt till materialet och processmålet. Ultraljudsbaserade högskjuvningsblandare minskar blandnings- / malningstiden och producerar tillförlitligt fina och ultrafina dispersioner.
Ultraljudsblandare kan användas för satsvisa processer och inlineflödesprocesser. Utbudet av ultraljudsflödesceller och reaktorer möjliggör blandning av strömmar med mycket olika flödeshastigheter och viskositeter. Ultraljudsbaserade högskjuvningsblandare kan hantera mycket höga koncentrationer av fasta ämnen, och inte ens mycket abrasiva partiklar är något problem.

Hur fungerar högskjuvningsblandning med ultraljud?

Ultraljudsbaserade högskjuvningsblandare använder samma mekaniska princip som industriella blandningssystem såsom högskjuvningsbladblandare, fleraxelblandare, kolloidkvarnar, högtryckshomogenisatorer och system med bladomrörare. Ultraljudsblandningssystem används för att dispergera och mala partiklar, emulgera olje- och vattenfaser, lösa upp fasta ämnen och producera homogena blandningar av alla slags material i vätskor och suspensioner. Ultraljudsbaserade skjuvblandare har en ultraljudssond integrerad i ett blandningskärl, exempelvis en satstank eller en flödescell. Ultraljudsdisintegratorns sond vibrerar i vätskan med mycket hög frekvens och skapar intensiv ultraljudskavitation i vätskan. När kavitationsbubblorna kollapsar uppstår kraftiga skjuvkrafter som bryter sönder droppar, agglomerat, aggregat och till och med primärpartiklar. Eftersom ultraljudskavitation genererar kavitationsströmmar med höga hastigheter på upp till 1000km/h accelererar vätskestrålarna från kavitationen partiklarna. När de accelererade partiklarna kolliderar med varandra fungerar de som malningsmedier. Därefter splittras de kolliderande partiklarna och reduceras till mikro- eller nanostorlek. I ultraljudets kavitationsfält växlar trycket snabbt och upprepade gånger mellan vakuum och upp till 1000bar. En roterande blandare med 4 blandarblad skulle behöva arbeta vid häpnadsväckande 300 000 RPM för att uppnå samma frekvens av växlande tryckcykler. Konventionella roterande blandare och rotor–statorblandare skapar ingen betydande mängd kavitation på grund av sin begränsade hastighet.

Processtips: ultraljudsblandning under tryck

Trycksättning av ultraljudsreaktorn eller flödescellen intensifierar den akustiska kavitationen. Hielscher Ultrasonics levererar olika typer av flödesceller och reaktorer som enkelt kan trycksättas upp till 5 barg. Specialanpassade ultraljudsreaktorer kan hantera högre tryck på upp till 300barg.

Ultraljudsbaserade högskjuvningsblandare och deras tillämpningar

Ultraljudsbaserade högskjuvblandare skapar intensiva skjuvkrafter som har den nödvändiga inverkan på partiklar såsom fasta partiklar, droppar, kristaller och fibrer för att bryta sönder och finfördela dem till en önskad storlek, som kan ligga i mikro- eller nanoområdet. Beroende på materialens hårdhet och sprödhet kan ultraljudsprocessens parametrar justeras exakt för att uppnå det önskade blandningsresultatet. Jämfört med alternativa blandningsmetoder såsom högskjuvande bladomrörare, högtryckshomogenisatorer, kolloidkvarnar / pärlkvarnar, axelblandare etc. erbjuder ultraljudsdisintegratorer flera betydande fördelar.

Fördelar med ultraljudsbaserade högskjuvblandare

• Högintensiv kavitation och skjuvning
• Enhetlig partikelbearbetning
• Höga koncentrationer av fasta ämnen
• Inga munstycken / ingen igensättning
• Inga malningsmedier (dvs. pärlor) krävs
• Linjär skalbarhet
• Enkel & säker drift
• Lätta att rengöra
• Tids- & energieffektiva

Ultraljudsbaserade högskjuvblandare för partikelstorleksreduktion

Ultraljudsdisintegratorer används för partikelstorleksreduktion och partikelfördelning, oavsett om det innebär faktisk finfördelning av primärpartiklar (kallad malning) eller sönderdelning av agglomerat (kallad deagglomerering / dispergering).
Läs mer om malning och dispergering av partiklar med ultraljud!

Ultraljudsbaserade högskjuvblandare för emulgering

När två oblandbara vätskor (t.ex. vatten och olja) ultraljudsbehandlas med en ultraljudsblandare av sondtyp bryter ultraljudskavitationen sönder dropparna – vilket ger mycket små droppar av de två oblandbara faserna, som sedan blandas med varandra. Eftersom ultraljudsbaserade högskjuvblandare enkelt producerar droppar i nanostorlek uppvisar stabiliserade ultraljudsemulsioner långvarig stabilitet och ett klart, transparent utseende.
Eftersom varje typ av emulsion har sin specifika emulgerings- / skjuvtröskel, vid vilken optimal droppstorlek och optimala egenskaper erhålls, är exakt justering av blandningsparametrarna avgörande. För låg skjuvning ger för stora droppar, som snabbt flyter samman och leder till fasseparation, medan för hög skjuvning kan förstöra produkten. Ultraljudsbaserade högskjuvblandare kan styras exakt och anpassas till processens behov.
Klicka här för att läsa mer om nanoemulgering med ultraljud!

Ultraljudsbaserad högskjuvblandare UP200Ht för emulgering

Ultraljudsbaserade högskjuvblandare för blandning och upplösning

Ultraljudsbaserade högskjuvblandare används för att blanda, mala, dispergera och lösa upp partiklar såsom pulver, pigment och fibrer i en snabb, tillförlitlig och enkel process. Kavitation som genereras med ultraljud ökar massöverföringen mellan fasta ämnen och vätska. Ultraljudskavitation har en stark inverkan på fasta partiklar: Vätskeströmmarna som uppstår genom kavitation eroderar de fasta ämnenas yta och transporterar de eroderade fragmenten ut i vätskan, vilket ger en homogen suspension.
Klicka här för att läsa mer om upplösning med ultraljud!

Användningsområden för ultraljudsbaserade högskjuvblandare

• Malning & finmalning
• Deagglomerering & dispergering
• Emulgering
• Upplösning av pulver
• Förbättring av massöverföringen
• Sonokemiska reaktioner

Högskjuvblandare i alla storlekar

Hielscher Ultrasonics utvecklar, tillverkar och distribuerar högpresterande högskjuvblandare, från den kompakta men kraftfulla laboratorieapparaten till högskjuvblandare för pilot- och industriskala för bearbetning av stora volymflöden i kommersiell produktion.

Högskjuvblandare för laboratoriet

Ultraljudsblandare av sondtyp är etablerade verktyg i varje laboratorium. Eftersom ultraljudsprocesser kan skalas upp linjärt till stora volymer är Hielschers ultraljudsbaserade högskjuvblandare idealiska för att utveckla och optimera din process i liten skala. När de optimala processparametrarna har fastställts kan din blandningsprocess sedan skalas upp linjärt till pilotproduktion och storskalig produktion.
Hielscher erbjuder ultraljudsbaserade högskjuvblandare för arbete i laboratorieskala med en blandningseffekt med ultraljud på 50 till 400 watt.

Högskjuvsblandare för industrin

Hielschers industriella högskjuvsblandare är högeffektsultraljudsprocessorer som är utformade för malning, dispergering, emulgering och blandning av stora suspensionsflöden under krävande driftförhållanden. Dessa industriella blandare hanterar enkelt höga halter av fasta ämnen och abrasiva partiklar. Sonderna (sonotroderna) i industriella högskjuvsblandare med ultraljud är utrustade med en fläns så att blandaren kan integreras i ståltankar, glaskärl eller plastbehållare i valfri orientering. Detta gör det möjligt att trycksätta ultraljudsbehandlingskärlet. Trycksättning av ultraljudskärlet eller flödescellen intensifierar den akustiska kavitationen och därmed ultraljudsblandningsprocessen. Hielscher Ultrasonics erbjuder industriella högskjuvsblandare från 500 till 16 000 watt. Med UIP16000 erbjuder Hielscher världens kraftfullaste högskjuvsblandare med ultraljud.
Högviskösa material? – Inga problem! Alla Hielschers ultraljudsprocessorer i kategorierna bänkmodeller och industrimodeller kan enkelt bearbeta viskösa suspensioner med en viskositet på upp till 250 000 centipoise. För viskositeter över 2 000 cPs rekommenderar vi att genomflödesceller används i kombination med excenterskruvpumpar för förbättrad inkoppling av ultraljudsvågorna i vätskan.

Hur hittar man rätt högskjuvsblandare med ultraljud?

Hielscher Ultrasonics är en tillverkare med lång erfarenhet av kraftfulla och tillförlitliga högskjuvsblandningssystem med ultraljud, som används för att dispergera och sönderdela partiklar, framställa nanoemulsioner eller lösa upp pulver i vätskor. Som marknadsledare inom ultraljudsblandare konstruerar, tillverkar och distribuerar Hielscher högskjuvsblandare och homogenisatorer med ultraljud från laboratorie- och bänkskala upp till pilot- och full industriell skala.

Genom att besvara följande frågor blir det lättare att hitta den lämpligaste högskjuvsblandaren för din process:

• Vilken tillämpning ska utrustningen användas för?
• Vilken är den typiska volymen som måste bearbetas?
• Vilka är de kritiska faktorerna i processen?
• Vilka kvalitetsstandarder måste uppfyllas?

Vår välutbildade och erfarna personal hjälper dig med alla frågor och med utformningen av din blandningsprocess. Hielscher Ultrasonics erbjuder ingående rådgivning om ultraljudsbearbetning för att hjälpa våra kunder att hitta den allra bäst lämpade högskjuvsblandaren med ultraljud. Men Hielschers service slutar inte där. Vi utbildar kunder antingen på deras anläggningar eller i vårt ultraljudsprocesslaboratorium och teknikcentrum för att hjälpa dem under processutveckling, optimering och uppskalning.
Hielscher Ultrasonics industriella ultraljudsprocessorer levererar enkelt mycket höga amplituder, som krävs för att sönderdela hårda partiklar och agglomerat eller för att bearbeta suspensioner med hög halt av fasta ämnen. Hielschers industriella blandare arbetar enkelt med amplituder på upp till 200µm kontinuerligt i 24/7-drift. Om specifika processer kräver ännu högre amplituder finns specialanpassade ultraljudssonder tillgängliga. Tillbehör såsom amplitudförstärkande horn, flödesceller, ultraljudsreaktorer och kompletta recirkulationssystem finns lätt tillgängliga och gör det möjligt att konfigurera ditt ultraljudsblandningssystem så att det är optimalt anpassat till dina processkrav. Alla sonotroder och reaktorer, som är de enda delar som kommer i kontakt med mediet, kan rengöras och steriliseras på plats (CIP/SIP).

Avancerade högskjuvsblandare med ultraljud

Hielscher Ultrasonics fokuserar på högpresterande celldisintegratorer med högsta användarvänlighet och de senaste tekniska framstegen. Detta innebär att standarden hos Hielschers laboratoriedisintegratorer alltmer närmar sig intelligensen hos industriella maskiner. Användaren kan styra Hielschers digitala ultraljudsapparater via fjärrstyrning i webbläsaren. Programvaran för automatisk dataregistrering sparar alla viktiga ultraljudsparametrar, såsom nettoeffekt, totaleffekt, amplitud, temperatur, tryck, tid och datum, som en CSV-fil på ett inbyggt SD-kort. Dessutom kan ultraljudsdisintegratorn programmeras för automatisk avstängning efter en bestämd tid eller en viss energitillförsel, eller för pulserande ultraljudsbehandling. Anslutningsbara temperatur- och tryckgivare gör det möjligt att noggrant övervaka förhållandena i provet. Eftersom temperaturreglering av värmekänsliga material är en avgörande faktor för processresultatens kvalitet erbjuder Hielscher olika lösningar för att hålla processtemperaturen inom det avsedda temperaturområdet.
De avancerade funktionerna hos Hielschers ultraljudsapparater säkerställer högsta processkontroll, tillförlitliga och reproducerbara resultat vid ultraljudsbehandling, användarvänlighet och arbetskomfort.

Kvalitet – tillverkad i Tyskland

Som ett familjeägt och familjedrivet företag prioriterar Hielscher de högsta kvalitetsstandarderna för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultraljudsapparater konstrueras, tillverkas och testas noggrant vid vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin i Tyskland. Robustheten och tillförlitligheten hos Hielschers ultraljudsutrustning gör den till en arbetshäst i din produktion. Drift dygnet runt, sju dagar i veckan, under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande blandare.

Du kan köpa Hielschers ultraljudsbaserade högskjuvningsblandare i olika storlekar och konfigurerade för din process. Från behandling av vätskor i en liten laboratoriebägare till kontinuerlig genomströmningsblandning av suspensioner i industriell skala erbjuder Hielscher Ultrasonics en lämplig högskjuvningsblandare för dig! Kontakta oss – vi rekommenderar gärna den idealiska ultraljudsblandarutrustningen för dig!

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