Ultraljudshomogenisatorer för laboratorie-, pilot- och industriell bearbetning

Ultraljudshomogenisatorer är kraftfulla verktyg för att blanda och homogenisera fast-vätska och vätska-vätska suspensioner. Ultraljudshomogenisering är en mekanisk process för att minska partiklar i en vätska så att de blir jämnt små och jämnt fördelade. Hielscher erbjuder kraftfulla ultraljudshomogenisatorer för användning i labb- och produktionsskala.

Ultraljudshomogenisatorer för tillförlitlig blandning, dispersion, emulgering och partikelstorleksreduktion

Hielschers ultraljudshomogenisatorer ger kraftfull och reglerbar kavitation för framställning av enhetliga blandningar, fina dispersioner, stabila emulsioner, nanoemulsioner, celllysater och minskade partikelstorlekar. Från små laboratorieprover till kontinuerlig industriell produktion ger Hielschers ultraljudsenheter reproducerbara homogeniseringsresultat för forskning, produktutveckling och tillverkning.
Oavsett om du behöver bearbeta milliliter i laboratoriet, optimera en formulering i pilotskala eller driva en högkapacitetsproduktion i linje, erbjuder Hielscher ultraljudshomogenisatorer med exakt reglering av amplitud, tid, temperatur, tryck och energitillförsel. Detta gör ultraljudshomogenisering till ett skalbart, repeterbart och effektivt alternativ till rotor-statorblandare, pärlkvarnar och högtryckshomogenisatorer.

Varför ska du välja en ultraljudshomogenisator:

• Kraftfull homogenisering: Skapa fina dispersioner, emulsioner, nanoemulsioner och enhetliga suspensioner.
• Exakt processtyrning: Justera amplitud, effekt, tid, temperatur och tryck för att uppnå reproducerbara resultat.
• Från laboratoriet till industriell skala: Bearbeta små prover, stora satser eller kontinuerliga flöden.
• Fungerar med krävande material: Lämplig för slipande partiklar, suspensioner med hög fastämneshalt, fibrösa material, viskösa vätskor och komplexa formuleringar.
• Satsvis och kontinuerlig drift: Använd öppna kärl, bägare, reaktorer eller genomströmningsceller.
• Underhållsfri konstruktion: Enkla utformningar av sonotroder och flödesceller minskar rengöringsarbetet och slitaget.
• Konstruerad för drift dygnet runt: Industriella ultraljudssystem är konstruerade för kontinuerlig drift under tuffa förhållanden.

Tillämpningar och påverkan av ultraljudshomogenisatorer

Ultraljudshomogenisatorer är kraftfulla och pålitliga blandare som används i laboratorier och industri för många applikationer.
En ultraljudshomogenisator kan användas för olika applikationer, inklusive:

• Homogenisering: Ultraljudshomogenisatorer kan homogenisera prover för att skapa enhetliga och konsekventa blandningar.
• Spridning: Ultraljudshomogenisatorer kan användas för att dispergera fasta partiklar i vätskor för att skapa stabila suspensioner. Ultraljud är utomordentligt effektiv för att skapa nano-dispersioner.
• Emulgering: Ultraljudshomogenisatorer kan användas för att skapa stabila emulsioner och nanoemulsioner genom att bryta upp och dispergera oblandbara vätskor, såsom olja och vatten.
• Cellrubbning: Ultraljudshomogenisatorer kan bryta upp celler för att extrahera intracellulära komponenter såsom proteiner, nukleinsyror, enzymer och metaboliter.
• Avgasning: Ultraljudshomogenisatorer kan användas för att avlägsna upplösta gaser från vätskor, såsom avgasning av HPLC-lösningsmedel eller kylvätskor.
• Ultraljudsassisterade kemiska reaktioner: Ultraljud homogenisatorer kan också användas för ultraljudsbehandling-assisterade kemiska reaktioner, såsom sonokemisk syntes, katalys eller nedbrytning.

 
Sammantaget är ultraljudshomogenisatorer ett mångsidigt verktyg som kan användas för ett brett spektrum av applikationer inom forskning, utveckling och industriella processer.

Power Ultrasound för minskning av partikelstorlek:

När ultraljudshomogeizers används för applikationer som blandning, dispergering och emulgering, är målet att minska små partiklar eller droppar i en vätska eller slurry för att förbättra enhetligheten och stabiliteten hos blandningen. Dessa partiklar (dispergeringsfas) kan vara antingen fasta eller flytande. En minskning av partiklarnas medeldiameter ökar antalet enskilda partiklar. Detta leder till en minskning av det genomsnittliga partikelavståndet och ökar partikelytan. Grafiken visar sambandet mellan individuell partikeldiameter och total yta. Yta och genomsnittligt partikelavstånd kan påverka reologin hos en vätska.

Om det finns en skillnad i specifik vikt mellan partiklarna och vätskan kan blandningens homogenitet påverka dispersionens stabilitet. Om partikelstorleken är likartad för majoriteten av partiklarna minskar tendensen att agglomerera under sedimentering eller jäsning, eftersom de likartade partiklarna har en liknande hastighet för att stiga eller sedimentera.
 

Ultraljudsdispersioner visar en enhetlig partikelstorleksfördelning med homogent reducerade partiklar. Kurvorna visar partikelfördelningen av kiseldioxid före ultraljud (grön kurva) och efter ultraljudsdispersion (röd kurva).

Ultraljud vs högtryckshomogenisatorer

Högtryckshomogenisatorer pressar vätska genom en homogeniseringsventil med mycket högt tryck. Detta kan fungera bra för mjuka partiklar eller droppar, till exempel fettkulor i mjölk. På den aktuella sidan påpekas dock att högtryckshomogenisatorer kan ha begränsningar vid bearbetning av hårda, slipande, fibrösa eller trådiga material, eftersom höga vätskehastigheter och små ventilöppningar orsakar slitage och förkortar pumpens eller ventilens livslängd.
Ultraljudshomogenisatorer fungerar på ett annat sätt. Istället för att pressa materialet genom en liten ventilöppning tillför de mekanisk energi till vätskan via en vibrerande sonotrod. Detta skapar kavitation direkt i processmediet.
Fördelar med ultraljudshomogenisatorer

• Inga små ventilöppningar som lätt kan sättas igen
• Lämplig för slipande och fibrösa material
• Enkel justering av processintensiteten
• Alternativ för satsvis och kontinuerlig bearbetning
• Få delar som kommer i kontakt med vätska och rörliga delar
• Effektiv upplösning av partikelklumpar och minskning av droppstorlek
• Stor skalbarhet från laboratorietester till produktion

Ultraljudshomogenisatorer för laboratorie-, pilot- och industriell skala

Hielscher erbjuder ultraljudshomogenisatorer för en rad olika processvolymer och genomströmningar. Ultraljudshomogenisatorer för laboratoriebruk används för beredning av små prov, formuleringstester, bearbetning av biologiska prover samt forskning och utveckling (FoU).&D. Pilot- och industriella ultraljudsenheter används för processutveckling, uppskalning, produktion och kontinuerlig inline-bearbetning.
Denna sida ger en bred översikt: ultraljudshomogenisatorer för laboratoriebruk kan hantera volymer från cirka 1,5 ml till 5 liter, medan industriella ultraljudshomogenisatorer kan hantera satser från cirka 0,5 till 2 000 liter eller flöden från 0,1 liter till 20 m³ per timme.

Att välja rätt ultraljudshomogenisator

Vilken ultraljudshomogenisator som är bäst beror på processens syfte och materialets egenskaper. För att få en tillförlitlig rekommendation om vilken utrustning som passar bäst bör du ta hänsyn till följande parametrar:

• Prov- eller satsvolym
• Kontinuerligt flöde
• Vätskans viskositet
• Fast innehåll
• Partikelhårdhet
• Partiklarnas eller dropparnas ursprungliga storlek
• Målstorlek för partiklar eller droppar
• Temperaturkänslighet
• Nödvändig handläggningstid
• Behov av kylning eller tryckreglering
• Batchdrift, återcirkulationsdrift eller inline-drift med enkelgenomströmning
• Krav på rengöring och materialkompatibilitet

Vi kan rekommendera en lämplig ultraljudshomogenisator, sonotrod, förstärkare, flödesceller och kylsystem utifrån dessa processparametrar.

Varför ska man köpa en ultraljudshomogenisator från Hielscher?

Hielschers ultraljudshomogenisatorer är konstruerade för pålitlig kavitation, reproducerbar processstyrning och lång livslängd. Systemen är avsedda för användning i laboratorier, pilotanläggningar och industriella miljöer.
På den befintliga sidan anges att Hielschers ultraljudsapparater är amplitudstyrda, vilket innebär att den valda amplituden bibehålls under driftsförhållanden. Det framhålls också att identiska ultraljudsparametrar bidrar till jämna och reproducerbara resultat, vilket är viktigt för produktkvaliteten och uppskalningen.
Fördelar med Hielschers ultraljudsapparater:

• Högpresterande ultraljudsprocessorer – från laboratorie- till industriell skala
• Exakt amplitudkontroll
• Justerbar effekt, tid, temperatur och tryck
• Batch- och inline-bearbetning
• Robusta sonotroder och flödesceller
• Få delar som kommer i kontakt med vätska och enkel rengöring
• Lämplig för slipande, fibrösa och tjockflytande material
• Industrisystem för drift dygnet runt
• Processrådgivning och applikationssupport
• Tysk design och tillverkningskvalitet

Tabellen nedan visar allmänna rekommendationer för utrustning beroende på den batchvolym eller flödeshastighet som ska bearbetas. Klicka på ultraljudsapparaten för att få mer information om respektive ultraljudshomogenisator.

Homogenisatorer av ultraljudsvävnad

Förutom beredning av dispersioner och emulsioner är ultraljudshomogenisatorer fast etablerade inom bioteknik, cellulär och molekylärbiologi och biovetenskap för celllys och fraktionering, vävnadsstörning, extraktion av intracellulära föreningar samt skjuvning av DNA, RNA och kromatin. Ultraljudshomogenisatorer finns tillgängliga för provberedning av små volymer (0,1 ml) upp till mycket stora volymer för industriella processer (t.ex. extraktion av bioaktiva föreningar för tillverkning av kosttillskott).
För att störa vävnad med en ultraljudshomogenisator används en isoton buffertlösning för att stoppa osmotisk skada. Hielscher ultraljudshomogenisatorer kommer med en temperatursensor och temperaturkontrollinställning, vilket gör det möjligt att hålla proverna inom ett välkontrollerat temperaturområde.
För mer information om homogenisatorer av ultraljudsvävnad, klicka här!

Litteratur / Referenser