Ultraljud Homogenisatorer är kraftfulla verktyg för att blanda och homogenisera fast-flytande och flytande-flytande suspensioner. Ultraljud homogenisering är en mekanisk process för att minska partiklar i en vätska så att de blir jämnt små och jämnt fördelade. Hielscher erbjuder kraftfulla ultraljud Homogenisatorer för tillämpning i Lab och produktionsskala.

Tillämpningar och påverkan av ultraljud homogenisatorer

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

• Homogenisering: Ultraljud homogenisatorer kan homogenisera prover för att skapa enhetliga och konsekventa blandningar.
• Spridning: Ultraljud homogenisatorer kan användas för att sprida fasta partiklar i vätskor för att skapa stabila suspensioner. Ultraljud är utomordentligt effektivt för att skapa nano-dispersioner.
• Emulgering: Ultraljud homogenisatorer kan användas för att skapa stabila emulsioner och nanoemulsioner genom att bryta upp och sprida oblandbara vätskor, såsom olja och vatten.
• Cellstörning: Ultraljud homogenisatorer kan bryta öppna celler för att extrahera intracellulära komponenter såsom proteiner, nukleinsyror, enzymer, och metaboliter.
• Avgasning: Ultraljud homogenisatorer kan användas för att avlägsna upplösta gaser från vätskor, såsom avgasning 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.

Ultraljud vs högtryckshomogenisatorer

Den vanligaste mekanismen för homogenisering är högtryck homogenisering. Där pressas vätskan vid högt tryck (ca 2000 barg) genom en homogeniseringsventil. När du passerar ventilen, genomgår vätskan en kort (ca. 50 mikrosec.) högtrycks lågtrycks cykel.
Medan denna mekanism fungerar bra för små, mjuka partiklar, såsom fett globuler i mjölk, har det sina begränsningar när de används för dispersioner av hårda och nötande material, såsom pigment, poler medel eller metall oxider, eller fibrösa och trådiga material, såsom frukt alger eller slam. Detta beror på den höga vätske hastigheter (upp till 120mtr/SEC) och på grund av de små öppningar av de ventiler som används. Eftersom slipande material passerar pumpar och ventilen strypning, orsakar det slitage. Detta minskar effektiviteten och livs längden på pumpen och ventilen.

Fördelar med ultraljud Homogenisatorer

Ultraljud homogenisatorer för tunga applikationer

Våtfräsning, slipning och blandning är typiska applikationer, där ultrasonicators används som tillförlitliga homogenisatorer. Ultraljud homogenisatorer är mycket effektiva för minskning av mjuka och hårda partiklar. I motsats till många andra homogeniserande tekniker kan homogenisatorer av ultraljudssondtyp hantera även mycket hårda, slipande och fibrösa material.
Arbetsprincipen för ultraljudshomogenisering är baserad på kavitation. När vätskor utsätts för intensiv ultraljud sprids ljudvågor genom vätskan och orsakar alternerande högtrycks- och lågtryckscykler (ca 20000 cykler / sek.). Under lågtryckscykeln skapas högintensiva små vakuumbubblor i vätskan, eftersom vätskeångtrycket uppnås.
När bubblorna når en viss storlek, kollapsar de våldsamt under en högtrycks cykel. Under denna implosion mycket höga tryck och hög hastighet flytande jets genereras lokalt. De resulterande strömmarna och turbulenserna stör partikel agglomerat och leder till våldsamma kollisioner mellan enskilda partiklar.

En stor fördel med ultraljud Homogenisatorer är det låga antalet fuktade och rörliga delar. Detta reducerar friktions förslitning och rengörings tid. Det finns bara två fuktade delar: sonotrode och flödet cellen. Båda har enkla geometrier och inga små eller dolda öppningar.

En annan fördel är den exakta kontrollen över de operativa parametrarna som påverkar kavitation. Hielscher ultraljud Homogenisatorer kan användas vid svängning amplituder från ca. 1 till 200 micron. Vätsketrycket kan variera från 0 till ca. 500psig. Som amplitud och tryck är de mest inflytelserika parametrarna, det breda operativa intervallet för varje parameter möjliggör mycket skonsam mot mycket destruktiv bearbetning.

Hielscher ultraljud Homogenisatorer är amplitud kontrollerade. Genom detta kommer den justerade amplituden att upprätthållas under alla driftsförhållanden. Detta gör ultraljud kontrollerbara och repeterbara. Ultraljudsbehandling under identiska driftsparametrar ger konsekventa och reproducerbara resultat. Detta är viktigt för kvaliteten på det producerade materialet och för uppskalning av processresultat från labbet till produktionsnivån.

Ultraljud Homogenisatorer för alla skala

Hielscher producerar ultraljud homogenisatorer för homogenisering av någon provvolym för batch eller inline bearbetning. Laboratorie ultraljud homogenisatorer kan användas för volymer från 1,5 ml till ca 5L. Ultraljud industriella homogenisatorer används för processutveckling och produktion av partier från 0,5 till ca 2000L eller flödeshastigheter från 0,1L till 20m³ per timme.

Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland

Hielscher ultrasonicators är kända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel användning möjliggör smidig integration av våra ultrasonicators i industrianläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultrasonicators.

Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultrasonicators med state-of-the-art teknik och användarvänlighet. Naturligtvis är Hielscher ultrasonicators CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.

Tabellen nedan anger allmänna enhets rekommendationer beroende på batchvolymen eller flödet som ska bearbetas. Klicka på enhetstypen för att få mer information om varje ultraljud Homogenisatorer.

Ultraljud Homogenisatorer för hög prestanda applikationer

Hielscher ultraljud Homogenisatorer är arbetshästen för blandning och homogenisering. Ultraljud lab Homogenisatorer är kompakta och ett pålitligt verktyg för effektiv och snabb dispergering och emulgering av små och medelstora prover. Hielschers industriella ultraljud Homogenisatorer är effektiva och överträffar traditionella homogenisering tekniker såsom högtryck Homogenisatorer eller pärla fabriker. Hielscher industriella Homogenisatorer kan leverera mycket höga amplituder och därmed exceptionellt kraftfull när det gäller att blanda, dispergering och fräsning processer. Amplituder på upp till 200 μm kan lätt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder, anpassade ultraljud sonotrodes finns. Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift vid tunga och krävande miljöer.
Våra kunder är nöjda med den enastående robustheten och tillförlitligheten hos Hielscher Ultrasonics’ Homogenisatorer. Installation i fält av tunga applikationer, krävande miljöer och 24/7 drift säkerställer effektiv och ekonomisk bearbetning. Ultraljud processintensifiering minskar handläggningstiden och uppnår bättre resultat, dvs högre kvalitet, högre avkastning, innovativa produkter.

Ultraljud vävnad Homogenisatorer

Förutom beredning av dispersioner och emulsioner, ultraljud Homogenisatorer är fast etablerad i bioteknik, cell-och molekylärbiologi, och Life Science för cell Lys och fraktionering, vävnads störningar, utvinning av intracellulära samt klippning av DNA, RNA och kromatin. Ultraljud Homogenisatorer finns för provberedning av små volymer (0, 1mL) upp till mycket stora volymer för industriella processer (t. ex. utvinning av bioaktiva föreningar för tillägg tillverkning).
För att störa vävnad med ett ultraljud Homogenisatorer, en isotonisk buffert lösning används för att stoppa osmotiska skador. Hielscher ultraljud Homogenisatorer kommer med en temperatursensor och temperaturkontroll inställning, som gör det möjligt att hålla proverna i ett väl kontrollerat temperaturområde.
För mer information om ultraljud vävnad homogenisatorer, Klicka här!

---

---

Litteratur / Referenser

• Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
• Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
• Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
• Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
• Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.