Hielscher Ultrasonics
Vi diskuterar gärna din process.
Ring oss: +49 3328 437-420
Maila oss: info@hielscher.com

Ultraljudsapparater och sonder för vätskebehandling

Hielscher ultraljudsapparater används för laboratorieprover, bearbetning i pilotskala eller fullskalig produktion. Detta inkluderar ultraljudsprocessorer och sonder för ultraljud av alla vätskevolymer, från flera mikroliter till hundratals kubikmeter per timme. Hielscher Ultrasonics levererar högpresterande ultraljudsapparater och relaterad högintensiv ultraljudsutrustning för forskning och industri.

I laboratoriet och i storskalig bearbetning - Hielscher erbjuder den lämpliga ultraljudsenheten.Kravet på att behandla vätskor med ultraljudskavitation finns i många storlekar: Vävnadsprover i små flaskor, konserverade färgprover, reaktorsatser eller kontinuerligt materialflöde. Hielscher erbjuder ultraljudsenheter för alla vätskevolymer. Till exempel är UP100H en kompakt handhållen sondsonisk sond för upp till 500 ml. Den 400 watt kraftfulla ultraljudsapparater UP400St är ett starkt laboratorium homogenisator för upp till 2000mL. Och med UIP1000hdT av industriell kvalitet erbjuder vi en kraftfull ultraljudssondmixer för applikationsutveckling och småskalig produktion. För större produktionsmål erbjuder Hielscher 4000 watt, 6000 watt, 10 kW och 16 kW sonikatorer. Tabellen nedan listar alla vanliga laboratorie- och industriella ultraljudsenheter.

Ultraljudshomogenisatorer för laboratorier

VialTweeter på UP200St 200W 26 kHz ultraljud av små injektionsflaskor, t.ex. Eppendorf 1,5 ml
UP50H 50W 30 kHz Handhållen eller stativmonterad homogenisator för labb
UP100H 100W 30 kHz Handhållen eller stativmonterad homogenisator för labb
UP200Ht 200W 26 kHz Handhållen eller stativmonterad homogenisator för labb
UP200St 200W 26 kHz Stativmonterad laboratoriehomogenisator
UP400St 400W 24 kHz Stativmonterad laboratoriehomogenisator
SonoStep (SonoStep) 200W 26 kHz Kombinerad labbreaktor, ultraljud, pump, omrörare och kärl
GDmini2 200W 26 kHz Flödescell utan kontaminering
Kopparhorn 200W 26 kHz Intensivt ultraljudsbad för ampuller och bägare
UIP400MTP 400W 24 kHz Ultraljudssystem för flerbrunnsplattor / mikrotiterplattor
Shaker för sikt 200W 26 kHz Kraftfull ultraljudsslev shaker

 

Hielscher UP100H är den perfekta ultraljudshomogenisatorn för att sonikera mindre prover upp till 500 ml volym. Typiska tillämpningar av ultraljudssonden UP100H inkluderar provberedning, emulgering, dispergering, lys och extraktion.

Sond-typ ultraljudsapparat UP100H för provberedning i laboratorium och forskning

Miniatyr av video

Industriella ultraljudsapparater

UIP500hdT 0.5kW 20 kHz Industriell ultraljudshomogenisator
UIP1000hdT 1.0kW 20 kHz Industriell ultraljudshomogenisator
UIP1500hdT 1,5 kW 20 kHz Industriell ultraljudshomogenisator
UIP2000hdT 2,0 kW 20 kHz Industriell ultraljudshomogenisator
UIP4000hdT 4,0 kW 20 kHz Industriell ultraljudshomogenisator
UIP6000hdT 6,0 kW 20 kHz Industriell ultraljudshomogenisator
UIP10000 10.0kW 18 kHz Industriell ultraljudshomogenisator
UIP16000 16,0 kW 18 kHz Industriell ultraljudshomogenisator

 

I den här videon visar vi dig ett ultraljudssystem på 2 kilowatt för inline-drift i ett rensbart skåp. Hielscher levererar ultraljudsutrustning till nästan alla industrier, såsom den kemiska industrin, läkemedel, kosmetika, petrokemiska processer samt för lösningsmedelsbaserade extraktionsprocesser. Detta rensningsbara skåp i rostfritt stål är designat för drift i farliga områden. För detta ändamål kan det förseglade skåpet rensas av kunden med kväve eller frisk luft för att förhindra att brandfarliga gaser eller ångor kommer in i skåpet.

2x 1000 watt ultraljudsapparater i rensbart skåp för installation i farliga områden

Miniatyr av video

Begäran om information




Observera vår integritetspolicy.





Fråga efter mer information om ultraljudsenheter!

Om du har problem med att hitta den bästa högpresterande ultraljudsapparaten och ultraljudssonden för dina behov eller om du vill få mer information, använd det här formuläret. Vi hjälper dig gärna.








Ange vilken information du vill ha nedan:


Observera våra integritetspolicy.





Ultraljud processer och applikationer

Blandning av ultraljud

Medan tankomrörare kan blanda lätt blandbara vätskor med liknande viskositet, kan vätskor med olika viskositet eller mer viskösa vätskor kräva hög mekanisk skjuvning för snabb och fullständig blandning. Våra ultraljudsenheter kan enkelt blanda två eller flera vätskor in-line. För detta skulle vätskorna kombineras strax före ultraljudsflödescellreaktorerna. Läs mer om blandning!

Homogenisering med ultraljud

Hielscher ultraljudshomogenisatorer är mycket effektiva för att uppnå en liten och enhetlig kula eller partikelstorlek vid bearbetning av pulver/vätska eller flytande/flytande formuleringar. De höga hydrauliska skjuvkrafterna som genereras av ultraljud bryter agglomerat, droppar och cellvävnad i mindre fragment och producerar en enhetlig finstor produkt. Vårt sortiment av homogenisatorer täcker alla bearbetningsvolymer, från laboratorieflaskor till bulkproduktionsstorlekar. Läs mer om homogenisering!

Ultraljud deagglomerering

Hielscher ultraljudshomogenisatorer bryter pulveragglomerat i vätskor som konventionella omrörare och blandare med hög skjuvning inte kan bryta. Den höga kavitationsskjuvningen dispergerar och homogeniserar agglomererade partiklar vilket resulterar i en högre specifik yta. Hielscher ultraljudshomogenisatorer kan enkelt integreras in-line eller i en batch. Läs mer om deagglomerering!

Ultraljud dispergering

För nästan alla produkter är det viktigt att partiklar separeras från andra partiklar för att förstora partikelytan och för att uppnå en jämn fördelning. Även dispersioner kan lätt uppnås genom ultraljud. Hielscher ultraljud används i stor utsträckning för produktion av fina dispersioner i mikron- och nanoområdet. Läs mer om dispergering!

ultraljud emulgering

När man blandar oblandbara vätskor till en emulsion är droppstorlek och fördelning en nyckelfaktor för emulsionens stabilitet. Ultraljud kan skapa mycket fina droppar och smala storleksfördelningar. I de flesta fall kan våra ultraljudsblandare uppnå submikrondroppar när de förbereder emulsioner i en sats eller in-line. Till skillnad från högtryckshomogenisatorer kommer den höga skjuvningen som produceras av våra ultraljudsenheter att emulgera även vätskor med hög viskositet, såsom tunga eldningsoljor (HFO). Vissa formuleringar kan kräva att emulgeringsmedel eller stabilisatorer tillsätts. I det här fallet hjälper ultraljudsapparater till att blanda emulgeringsmedlet enhetligt. Läs mer om emulgering!

Ultraljud upplösning

Ultraljudshomogenisatorer är ett effektivt och pålitligt sätt för solubilisering av olika material, såsom salt, sockerarter, sirap, hartser och polymerer. De höghastighetsvätskestrålar som skapas av ultraljudskavitationen ökar massöverföringen vid gränsskikten. Detta resulterar i snabbare och mer fullständig upplösning och urlakning av partiklar eller vätskor med hög viskositet. Läs mer om ultraljudsupplösning!

Minskning av partikelstorlek med ultraljud

Hielscher ultraljudsprocessorer kan bryta agglomerat, aggregat och primära partiklar av olika material, såsom pigment, metalloxider eller kristaller. Ultraljud kan uppnå mycket enhetliga och smala partikelstorleksfördelningar med liten eller ingen variation mellan batcher. Ultraljudsfräsning är mest effektiv i intervallet under 500 mikron till submikron och nanostorlek. Våra ultraljudsreaktorer kan hantera höga belastningar av fasta ämnen och höga slurryviskositeter. Den slutliga partikelstorleken beror på produktens hårdhet. Läs mer om minskning av partikelstorlek!

Fler ultraljudsprocesser

Rengöring av partikelytor med ultraljud

Ytan på pulverpartiklar är en nyckelfaktor för interaktionen med den omgivande vätskan. Det är vid sådana gränser för fast/flytande fas, där upplösning, kemiska reaktioner eller katalytisk aktivitet äger rum. Ultraljudshomogenisering ökar exponeringen av partikelytan för vätskefasen genom likformig deagglomerering och minskning av partikelstorleken. Under katalytiska och kemiska reaktioner kan partikelytan blockeras av restavlagringar, gränsskiktsbildning, oxidskikt och nedsmutsning. Ultraljudskavitation orsakar höghastighetsvätskestrålar, hög hydraulisk skjuvning och kollisioner mellan partiklar som resulterar i rengöring av partikelytor. Hielscher ultraljudsenheter kan användas i en batch eller in-line för att avlägsna föroreningar från partiklar i vätskor.

Ultraljud omrörning

Ultraljudsomrörning och omrörning av tankar kräver tillförlitlig utrustning, särskilt för att öka viskositeter och volymer. Konventionella tankomrörare som paddelblandare eller rotor-statorblandare begränsas av olika faktorer, inklusive viskositet och skalbarhet. Därför är ultraljudsomrörning av tankar med hög effekt det rätta valet för din blandningsprocess på grund av högre genomströmning, tidsbesparing, lägre driftskostnader, säker drift (inga rörliga delar) och enkelt underhåll. Läs mer om ultraljudsomrörare!

Ultraljud återfuktande

När man blandar torra pulver, såsom pigment, förtjockningsmedel eller gummi med vätskor, tenderar pulverpartiklarna att bilda agglomerat, klumpar eller så kallade “Fisk- Ögon” (delvis hydratiserat pulver med en torr pulverkärna). Omrörare och omrörare tvättar endast ytan på sådana agglomerat. Detta resulterar i långa blandningstider och dålig produktkvalitet. Ultraljudsblandning bryter agglomerat och klumpar, vilket leder till en agglomeratfri lösning. Dessutom är sonokemiska effekter välkända för att aktivera partikelytan, vilket leder till fördelar som snabbare reaktioner och förbättrad produktkvalitet.

Förberedelse av ultraljudsprov

För mätningar med analysinstrument (t.ex. HPLC, atomspektrometer etc.) måste i allmänhet de flesta prover göras flytande. Om provet är lösligt kan det lösta ämnet (t.ex. sukralos, salter, t.ex. i pulver- eller tablettform) lösas upp i ett lösningsmedel (t.ex. vatten, vattenhaltiga lösningsmedel, organiska lösningsmedel etc.) vilket ger en homogen blandning som endast består av en fas. Upplösningsprocessen kan utföras genom manuell eller mekanisk omrörning, vilket är tidskrävande och ineffektivt. Relaterade problem är stickprovsförluster på grund av manipulation eller bristande reproducerbarhet på grund av slumpmässiga fel och ojämn blandning.

Ultraljud för kemisk aktivering

För att initiera en kemisk reaktion krävs energi. Den så kallade aktiveringsenergin är den mängd energi som krävs för att initiera en reaktion och fortsätta spontant. Genom tillförsel av ultraljudsenergi kan kemisk reaktion initieras när attraktiva krafter övervinns och fria radikaler skapas. Typiska kemiska reaktioner som drar nytta av ultraljud är sono-katalys (t.ex. Katalys med fasöverföring), syntetiska organiska reaktioner, sonolys samt sol-gel-Vägar. Dessutom skapar ultraljudskrafter mycket reaktiva ytor, vilket är en viktig teknik för att öka katalysatoraktiviteten.

Ultraljud skjuvning-förtunning

Fenomenet med minskande viskositet under ökande skjuvkrafter kallas skjuvförtunning eller tixotropisk. Minskningen av viskositeten är av stor betydelse när partikelbelastningen i ett medium ska modifieras. För att uppnå en högre fast belastning måste viskositeten sänkas i det första steget. Efter viskositetsreduktion kan fasta ämnen tillsättas och dispergeras i mediet. Höga skjuvkrafter skapade av ultraljudskavitation orsakar skjuvförtunning och enastående dispergeringsresultat. Denna applikation är huvudsakligen integrerad före spraytorkning eller sprayfrysning för att öka sprutprocessens kapacitet eller för att påverka reologin hos tixotropa material, t.ex. polymerer.

Ultraljud våtmalning

Fräsning och minskning av partikelstorlek är nyckelprocesser i många industrigrenar, t.ex. för färg & Beläggningar, bläckstråleskrivare & tryck, kemikalier eller kosmetika. Ultraljudsfräsningstekniken är beprövad för sin tillförlitliga storleksreduktion och dispersion i mikron- och nanostorleksområdet. Dess oslagbara styrka jämfört med pärl-, kul- och stenkvarnar ligger i undvikandet av malningsmedier (t.ex. pärlor/pärlor) som förorenar slutprodukten på grund av nötning. Tvärtom är ultraljudsmalning baserad på interspecifik kollision - detta innebär att partiklarna som ska malas används som grist. Därför är den tidskrävande rengöringen av kvarnmedia inte längre ett problem. Höga viskositeter och stora volymströmmar kan bearbetas, vilket resulterar i en högkvalitativ produkt. För integrering i en industriell processlinje tillhandahåller Hielscher den lämpliga lösningen: klusterbara system, enkel integration/eftermontering, lågt underhåll, enkel drift och hög tillförlitlighet. Läs mer om våtmalning och finmalning!

Ultraljud extraktion och celllys

Cellsönderfall eller lys är en vanlig del av den dagliga provberedningen i biotekniska laboratorier. Målet med Lys är att störa delar av cellväggen eller hela cellen för att frigöra biologiska molekyler. Det så kallade lysatet kan bestå av t.ex. plasmid, receptoranalyser, proteiner, DNA, RNA etc. Efterföljande steg efter lysering är fraktionering, organellisolering eller/samt extraktion och rening av protein. Det extraherade materialet (= lysat) måste separeras och är föremål för ytterligare undersökningar eller tillämpningar, t.ex. för proteomisk forskning. Ultraljudshomogenisatorer är ett vanligt verktyg för framgångsrik celllys och extraktion. Eftersom ultraljudsintensiteten kan utjämnas genom att justera processparametrarna, den optimala ultraljudsbehandlingsintensiteten – varierar från mycket mjuk till mycket intensiv – kan ställas in för varje ämne och medium. Läs mer om extraktion och celllys!

Ultraljud mikrobiell inaktivering

Mikrobiell inaktivering är en nyckelprocess inom livsmedelsbearbetning. På grund av den ökande efterfrågan på färska, milda bearbetade livsmedel följer branschen kundernas efterfrågan genom att ersätta värmekonservering med mildare bearbetningsmetoder. Ultraljud är en icke-termisk teknik som möjliggör inaktivering av mikroorganismer vid subletala temperaturer, vilket resulterar i ett bättre bevarande av produktens sensoriska egenskaper, näringsmässiga och funktionella egenskaper. Eftersom mikroorganismer är den främsta orsaken till att livsmedel förstörs måste konserveringstekniken inriktas på dem. Fördelen med ultraljudsbehandling är full kontroll över ultraljudsbehandling intensitet och därmed anpassningsförmåga till specifika typer av mikrober och produkten. Läs mer om mikrobiell inaktivering!

Avgasning med ultraljud

I många flytande produkter orsakar upplöst gas som luft, syre eller koldioxid problem för nedströmsprocesser eller produktkvalitet. Upplöst gas kan resultera i korrosion, skumning, bildning av mikrobubblor eller mikrobiell tillväxt.
Under ultraljudsbestrålning extraheras den upplösta gasen i vakuumet av kavitationsbubblor (vakuumavgasning). De gasfyllda bubblorna flyter sedan upp till ytan och kan därmed avlägsnas. Gashalten i en vätska kan snabbt sänkas under naturlig jämvikt vid atmosfärstryck med hjälp av ultraljudsavgasning. Läs mer om avgasning!

Ultraljud borttagning av mikrobubblor

Suspenderade mikrobubblor i vätskor och uppslamningar är ett betydande kvalitetsproblem för många produkter, eftersom sådana bubblor kan resultera i produktföroreningar, mikrobiell tillväxt, dis i beläggningar, mekanisk instabilitet eller ojämna utskriftsresultat av gashaltigt bläckstrålebläck. Ultraljudsvågor som fortplantar sig genom vätskan tvingar suspenderade bubblor att smälta samman till större bubblor som kommer att flyta upp till toppen och därmed kan avlägsnas. Ultraljud hjälper bubblor att röra sig genom vätskan, t.ex. vatten, olja eller harts, vilket leder till en snabbare och mer fullständig avluftning. Läs mer om borttagning av mikrobubblor!

Skumdämpning med ultraljud

I många industriella processer, såsom jäsning, rötning eller kemiska processer, orsakar skum stora problem eftersom det gör processen mindre kontrollerbar. För det mesta är skum en oönskad biprodukt som måste avlägsnas. Vanliga skumdämpande kemikalier är dyra och förorenar slutprodukten. Däremot bryter mycket intensiva ultraljudsvågor (sono-defoaming) skummet utan kontaminering. Förstörelsen av skum är en mjuk ultraljudsapplikation med låg energi. Specialdesignade plattsonotroder skapar luftburna vågor med hög amplitud, som destabiliserar bubblorna i skummet så att de kollapsar. Detta kan uppnås på några sekunder och har inga kvarvarande effekter. Läs mer om skumdämpning!

Ultraljud uppvärmning

Även om uppvärmning oftast inte är huvudsyftet med ultraljudsbehandling, bör bieffekten av värmeproduktion i det behandlade mediet inte försummas. Kontrollerad uppvärmning är fördelaktigt då många processer förbättras av värme. Under många processer, t.ex. konservering eller kemiska reaktioner, stöds ultraljudsbehandlingen avsiktligt av förhöjd temperatur, känd som termo-ultraljudsbehandling. För värmekänsliga material, riktad kylning under ultraljudsbehandling säkerställer stabila temperaturer under ultraljudsbehandling. Genom att implementera isbad, flödesceller med kylmantel och integrerade värmeväxlare i installationen erbjuder Hielscher lösningen för dina individuella mål.

Stabilisering med ultraljud

Ultraljud med hög effekt bidrar till mekanisk såväl som mikrobiell stabilisering. Ultraljudsgenererade höga skjuvkrafter ger en extremt fin blandning så att interpartikelbindningar övervinns och mekanisk stabilisering uppnås. Stabilitetens hållbarhet beror på formuleringen: vissa emulsioner och dispersioner är självstabila på grund av den mycket fina och jämna homogeniseringen, medan andra blandningar måste stödjas genom tillsats av stabiliseringsmedel. Om stabilisatorer behövs är ultraljud ett mycket tillförlitligt verktyg för att blanda stabilisatorn i blandningen.
För biologiska och livsmedelsrelaterade produkter är ultraljud en pålitlig teknik för mikrobiell inaktivering för att uppnå produktstabilitet och konservering. Ultraljud mikrobiell stabilisering är ett icke-termiskt bevarande alternativ som övertygar genom effektiv mikrobiell deaktivering och endast mild värmeutveckling. Ultraljud har visat sig vara mycket effektivt när det gäller att förstöra livsmedelsburna patogener, som E.coli, Salmonellae, Ascaris, Giargia, Cryptosporidiumcystor och poliovirus.

Funktionalisering av ultraljudspartikelyta

Partikelytans struktur är viktig för partikelegenskaperna. Den specifika ytan av en partikel blir större i korrelation med minskningen av partikelstorleken. Genom att minska partikelstorleken blir ytegenskaperna allt mer framträdande – särskilt under nanoniseringen. För användningen av sådana material är ytegenskaperna lika viktiga som egenskaperna hos partikelkärnan. Detta innebär att funktionaliseringen av nanomaterial möjliggör ett brett spektrum av tillämpningar såsom polymerer, nanofluider, biokompositer, nanomedicin och elektronik. Detta gör storleksreduktion, deagglomerering och funktionalisering till ett viktigt steg i partikelbehandlingen. Hielscher ultraljudsapparater används i stor utsträckning för behandling av mikron- och nanopartiklar för att mala, deagglomera, dispergera och modifiera deras struktur. Genom att modifiera partikelytan kan en oönskad aggregering av partiklar undvikas. I nedströms steg kan de ultraljudsmodifierade partiklarna blandas till kompositer, där ultraljudsbehandling uppnår en homogen fördelning inom en matris. Detta är mycket viktigt för många industriella tillämpningar när det gäller långtidsstabilitet eller mekaniska egenskaper hos hybridmaterial.

Testning av ultraljudserosion

Motståndskraft mot kavitationserosion är en viktig aspekt av materialets hållbarhet och livslängd. För att säkerställa materialets funktionalitet måste erosionsbenägenhet och materialutmattning testas för kvalitetssäkring. Erosionsbeständighet är av stor betydelse för material som används i krävande miljöer som fartygspropellrar, (marina) beläggningar, pumpar, motorkomponenter, hydrauliska turbiner, hydrauliska dynamometrar, ventiler, lager, cylinderfoder till dieselmotorer, bärplansbåtar och i interna flödespassager med hinder etc. För att utföra kavitationserosionstestning i enlighet med ASTM Standard G32-92 är kontrollerbar och reproducerbar ultraljudsundersökning oundviklig. Hielscher ultraljudsenheter kan användas för direkt och indirekt erosionstestning av prover. Samma ultraljudsutrustning kan användas för både de direkta och de indirekta testerna. Vid direkt provning monteras ett prov på sonotroden, medan provet för indirekt erosionstestning fixeras i bägaren. Erosionstesterna kan utföras under helt kontrollerade miljöförhållanden och i nästan alla vätskor. Genom att justera ultraljudsintensiteten kan den erosiva kraften anpassas till testkraven. Läs mer om erosionsprovning!

Ultraljudsrengöring av tråd och kabel

Oändliga material som ledningar, kablar, tejp, stavar och rör måste rengöras från smörjmedelsrester innan de kan bearbetas ytterligare nedströms, såsom galvanisering, extrudering eller svetsning. Rengöring av oändligt många material är ofta flaskhalsen i produktionslinjen. Hielscher Ultrasonics erbjuder en unik ultraljudsrengöringsprocess för effektiv inline-rengöring, som kan hantera även hög genomströmningshastighet. Effekten av kavitationen som genereras av ultraljudskraften tar bort smörjrester som olja eller fett, tvålar, stearater eller damm. Dessutom sprids föroreningspartiklarna i rengöringsvätskan. På så sätt undviks en ny vidhäftning till materialet som ska rengöras och partiklarna spolas bort. Fördelarna med ultraljudsrengöring i korthet: beprövad & Pålitliga, effektiva, miljövänliga, mindre eller inga kemiska rengöringsmedel, plug-and-play, modulära system, enkel drift, lågt underhåll, 24/7 drift, litet fotavtryck, eftermonterbar, anpassningsbar. Läs mer om kontinuerlig rengöring av trådar!

Ultraljudssiktning och filtrering

Separering av partiklar efter storleksskillnad kräver omrörning av skärmen eller nätet. Ultraljudsomrörning för siktning och siktning är ett beprövat verktyg som ökar siktkapaciteten och sparar tid eftersom pulvren kan passera sikten snabbare och mer fullständigt. Resultatet är en bättre slutproduktkvalitet med mindre materialförlust på grund av ofullständig separering – och allt inom en kortare bearbetningstid. Läs mer om siktning och siktning!

Ultraljud vattenbehandling

Kontroll av bakterie- och algtillväxt i vatten är för många industrier en mycket relevant uppströms- eller nedströmsprocess för produktion. Kraftfulla ultraljudsvågor är kända för sina effekter på cellstrukturer som orsakar celllys och celldöd, samt för deras rengöringsförmåga på grund av mekanisk påverkan.
Dessutom kan tankar, fat, kärl och till och med filter framgångsrikt rengöras från biofilmer, rester och skräp i ett mycket enkelt men effektivt ultraljudsbehandlingssteg. Ultraljudsgenererade mekaniska vibrationer och kavitationella skjuvkrafter avlägsnar föroreningen. I allmänhet är rengöringsmedel inte nödvändiga och de avlägsnade resterna kan lätt spolas bort.

Branschspecifika lösningar

Ultraljud för nanomaterial

Nanomaterial uppmärksammades av vetenskapsmän, forskare och ingenjörer från nästan alla branscher eftersom partiklar i nanostorlek uppvisar unika egenskaper. Deras fysikaliska egenskaper såsom optiska och magnetiska egenskaper, specifika värme, smältpunkter och ytreaktivitet erbjuder höga potentialer för material med extraordinära styrkor. Men ju mindre partiklarna är, desto svårare blir det att behandla dem. Ultraljud med hög effekt är ofta den enda metoden för att effektivt påverka nanopartiklar. Inverkan av kraftultraljud möjliggör många tillämpningar inom materialkemi & utveckling, katalys, elektronik, energi och biologi & medicin.
För det mesta, ultraljudsapparater med hög effekt är det enda effektiva verktyget för att uppnå önskade malnings- och spridningsresultat av nanopartiklar (t.ex. nanorör, grafen, nanodiamanter, keramer, metalloxider osv.). Alternativt är ultraljudsassisterad utfällning eller så kallad bottom-up-syntes ett effektivt sätt att skapa rena nanokristaller med unika egenskaper. Speciellt metalliska nanopartiklar, legeringar och metallorganiska kompositer tilldrar sig särskilt intresse, eftersom metaller är av stor betydelse inom industrisektorn. Även här erbjuder ultraljudsbehandling unika resultat som tennbeläggning av aluminium och titanpartiklar.

Ultraljud Bottom-Up Syntes

Utfällningen eller bottom-up-syntesen beskriver den kontrollerade bildningen av atomer, molekyler och joner till större kemiska föreningar. Nederbörd är också användbart för rening av produkter. Fördelen med utfällning är att man med denna metod får de minsta partiklarna med nästan likformig form, partikel-/kristallstorlek och morfologi. För produktion av nanopartiklar med hög renhet är utfällning och självorganisering av molekylära komponenter ofta det enda sättet att uppnå önskad kvalitet. Eftersom nederbörd är en mycket snabb reaktion är det viktigt att reaktanterna blandas effektivt. Ultraljudsblandning är nyckeln till en jämn och fin blandad lösning. Hielscher Ultrasonics levererar mycket tillförlitlig ultraljudsutrustning som garanterar fullständig kontroll över processparametrarna och full reproducerbarhet. Läs mer om nederbörd!

Ultraljud i kemi och sono-kemi

Ultraljudstillämpningar inom kemi förgrenar sig i varje avsnitt, inklusive materialsyntes, analys & Bestämning, biokemi, organisk & oorganisk kemi, neurokemi, kärnkemi samt elektrokemi. Huruvida ultraljud med hög effekt främjar reaktioner genom dess enastående blandningsförmåga (t.ex. emulsionskemi, fasöverföringskatalys PTC), aktiverar ytor (t.ex. katalys, sol-gel), initieras genom bidrag av den kinetiska energi som krävs eller övervinnande av kemiska krafter (t.ex. Zeta-potential, Van-der-Waals-krafter, ringöppningsreaktioner), kan unika resultat uppnås.

Ultraljud Sono-Katalys

Katalysatorer ökar omvandlingshastigheten för kemiska reaktioner och behövs för att initiera en reaktion eller för att hålla reaktionen igång tills en fullständig omvandling uppnås. Det faktum att de katalytiska reaktionerna ofta är långsamma och ofullständiga kan ändras med hjälp av ultraljud med hög effekt. Ultraljud bidrar till både den homogena och heterogena katalysen och uppnår snabbare omvandlingsfrekvenser och högre avkastning. Ultraljudskrafter skapar mycket reaktiva ytor och ökar därmed den katalytiska aktiviteten. Även om katalysatorer inte förbrukas själva, kan ytavlagringar sänka katalysatoraktiviteten över tiden. Eftersom fasta katalysatorer ofta kräver sällsynta och dyra metaller är en lång livslängd en ekonomiskt viktig aspekt. Ultraljud är en beprövad teknik för att avlägsna nedsmutsning från katalysatorns yta för reaktivering till full katalytisk kapacitet. Läs mer om sono-katalys!

Sono-Kemi

Kemiska reaktioner är ofta långsamma och ofullständiga, så det är önskvärt att uppnå ett mer fullständigt utnyttjande av prekursorerna. Ultraljud med hög effekt orsakar fysiska effekter i vätskor, till exempel förbättrad massöverföring, emulgering, termisk uppvärmning i bulk och en mängd olika effekter på fasta ämnen (malning, deagglomerering, ytaktivering, modifiering). Dessa fysikaliska effekter påverkar i hög grad kemiska reaktioner. Som en konsekvens bidrar ultraljud till många kemiska reaktioner såsom katalys, syntes & utfällning, sol-gel-vägar, emulsionskemi och polymerkemi. Hielscher ultraljudsenheter är idealiska för sonokemisk tillämpning eftersom Hielscher-system kan hantera lösningsmedel, syror, baser och explosiva material (ATEX ATEX betygsatt ultraljudsapparat UIP1000hd-Exd). Alla system kan användas för batch ultraljudsbehandling samt för inline ultraljudsbehandling. Ett brett sortiment av enheter och tillbehör gör det möjligt att matcha processkraven. Läs mer om sono-kemi!

Ultraljud Sol-Gel rutter

Ultrafina partiklar i nanostorlek och sfäriskt formade partiklar, tunnfilmsbeläggningar, fibrer, porösa och täta material samt extremt porösa aerogeler och xerogeler är mycket potentiella tillsatser för utveckling och produktion av högpresterande material. Avancerade material, inklusive t.ex. keramer, mycket porösa, ultralätta aerogeler och organiska-oorganiska hybrider kan syntetiseras från kolloidala suspensioner eller polymerer i en vätska via sol-gel-metoden. Materialet uppvisar unika egenskaper, eftersom de genererade solpartiklarna varierar i nanometerstorlek. Via ultraljuds-sol-gel-vägen kan geler (så kallade sono-geler) med minsta partikelstorlek, högsta yta och högsta porvolymer skapas. Det breda utbudet av Hielscher ultraljudsutrustning erbjuder den perfekta enhetskonfigurationen för specifika material och volymer. Läs mer om sol-gel-processer!

Ultraljud kemisk nedbrytning

Återvinning och nedbrytning av kemiskt avfall är ett allvarligt problem i industriella processer som gruvdrift, kemisk tillverkning och deponier. Avfall och förorenande ämnen (t.ex. i mark, avloppsvatten osv.) måste bearbetas för återvinning, avfallsminskning eller deponering. Sonokemisk nedbrytning är en process med hög potential, som förutom sina enastående och unika resultat kännetecknas av miljövänlighet och enkel drift. Ultraljudsbehandling kan resultera i klyvning av bindningar, minskning av kedjelängden, molekylär modifiering eller aktivering. Därmed bidrar det till oxidation, sorption, sonolys och urlakning. Karakteristiska egenskaper hos ultraljudsassisterad nedbrytning är en ökning av den kemiska omvandlingshastigheten samt ultraljudskavitation och de sonokemiska effekterna ger en bättre blandning, initiering av reaktioner genom energitillförsel, skapande av funktionell grupp (t.ex. klyvning –OH-hydroxylgrupper) och radikaler (t.ex. H2O -> H+ och HO-).

ultraljud polymerisation

Ultraljudsbehandling har olika effekter på polymerer: effekterna av fysisk natur inkluderar blandning (såsom emulgering, dispergering, deagglomerering, inkapsling) och bulkuppvärmning, medan kemiska effekter skapar fria radikaler och ändrar molekylära strukturer. Ultraljud bidrar på flera sätt till polymerisation: Ultraljudsvågor med hög effekt producerar och dispergerar partiklar i nanostorlek, emulgerar icke-blandbara vätskefaser och skapar fria radikaler som bidrar till emulsionspolymerisation. Polymera nanokompositer och hydrogeler kan produceras framgångsrikt med hjälp av ultraljud. Dessutom spelar ytfunktionaliseringen av polymerer en viktig roll för att förbättra prestandan hos grundläggande polymerer och erbjuder nya metoder för utveckling av skräddarsydda material. Förbättringen av ytegenskaperna hos råvarupolymerer är av stort ekonomiskt intresse. Därmed är sonokemi den rätta vägen för framgångsrik polymerbehandling.

Återvinning och regenerering av ultraljudskatalysator

När reagenser reagerar vid en katalysatorpartikelyta ackumuleras produkterna från den kemiska reaktionen vid kontaktytan. Detta, tillsammans med nedsmutsning och passiverande skikt, blockerar andra reagensmolekyler från att interagera på denna katalysatoryta. Genom ultraljudskavitation och den därmed orsakade kollisionen mellan partiklarna bryts resterna på partikelytan av och tvättas bort genom ultraljudsströmning i vätskan. Kavitationserosion på partikelytor genererar opassiverade, mycket reaktiva ytor. Kortlivade höga temperaturer och tryck bidrar till molekylär nedbrytning och ökar reaktiviteten hos många kemiska arter. Hielscher ultraljudsreaktorer kan användas vid beredning, återvinning och regenerering av katalysatorer.

Sonoluminiscens

Sonoluminiscens beskriver fenomenet med korta skurar av ljusemission som genereras av imploderande ultraljudskavitationsbubblor i ett flytande medium. Även om det finns olika teorier som försöker avslöja fenomenet sonoluminiscens, har forskare fram till idag inte kunnat bevisa sina teorier, som inkluderar hotspot, bremsstrahlung-strålning, kollisionsinducerad strålning och koronaurladdningar, icke-klassiskt ljus, protontunnling, elektrodynamiska jetstrålar och fraktoluminescerande jetstrålar, kvantförklaring (som är relaterad till Unruh- eller Casimir-effekten) eller termonukleär fusionsreaktion.

Ultraljud i biologi och mikrobiologi

Ultraljudseffekterna på biologiska och mikrobiologiska system är många: Dispergering & Homogenisering, upplösning av aggregat, cell- och vävnadslys (t.ex. bakterier, jäst, virus, alger...) & extraktion av intracellulära material (t.ex. proteiner, organeller, ribosomer, DNA, RNA, lipider, peptider ...), växtcellstransformation, kromatinisolering och skjuvning, kromatinimmunprecipitering och relaterade tillämpningar utförs framgångsrikt genom ultraljudsbehandling.
Hielscher Ultrasonics har den perfekt lämpliga ultraljudsapparaten för varje enskild applikation. För de minsta ampullerna och provrören är VialTweeter den enhet du väljer, medan en laboratoriesond som UP200Ht eller UP400St bäst behandlar större prover. För stationära och kommersiella applikationer hanterar ultraljudssystem från 500 watt upp till 16 000 watt stora volymströmmar enkelt. Olika sonotroder, flödesceller och tillbehör kompletterar programmet och täcker alla krav.

Ultraljud DNA, RNA och kromatinskjuvning

Deoyxribonukleinsyra (DNA), ribonukleinsyra (RNA) och kromatin är – tillsammans med proteiner – de viktigaste makromolekylerna för alla livsformer. DNA och RNA är de molekyler som kodar för organismers genetiska instruktioner. Kromatin är den kombination av DNA och proteiner som består av cellkärnans innehåll. För forskningsändamål är det nödvändigt att fragmentera dessa molekylära byggstenar i mindre komponenter för att undersöka och analysera dem eller för att ordna om dem under immunprecipitering och tvärbindning. För DNA-, RNA- och kromatinskjuvningär fragmentstorleken mycket viktig. Genom full kontroll över alla viktiga parametrar möjliggör ultraljud riktad molekylfragmentering. Till exempel varierar den ideala kromatinfragmentlängden mellan 200 och 1000 bp. Klippning med ultraljud uppnås genom skurar i pulsläge. På grund av intelligenta enheter och tillbehör tillhandahålls bearbetningsbehov som direkt eller indirekt sonifiering, provkylning, digital processinspelning av Hielscher ultraljudsutrustning. Detta säkerställer framgångsrik mikrobiologisk bearbetning och driftkomfort.

Ultraljud för färg, bläck och pigment

Inom färg-, beläggnings- och bläckindustrin är partiklar det viktigaste råmaterialet för produktformuleringar. För högkvalitativa produkter som erbjuder de förväntade egenskaperna är en jämn och tillförlitlig partikelbehandling avgörande. Partikelstorleken är den viktigaste faktorn som påverkar slutproduktens egenskaper. Ultraljud med hög effekt är det effektiva medlet för fräsning och deagglomerering i mikron- och nanostorlek – utan de problem som uppstår vid användning av fräsmedier eller munstycken.
För bläck och bläckstrålebläckär partikelstorleken det viktigaste kvalitetsmärket: om pigmenten är för små förlorar bläcket sin toningsstyrka – Om pigmenten är för stora täpps skrivarmunstyckena till vilket resulterar i dåliga utskrifter. Ultraljud gör det möjligt att justera bearbetningsparametrarna exakt till aspirerad fräsning och deagglomeration resultat. När de idealiska ultraljudsbearbetningsparametrarna en gång har hittats, finns det ingen anledning att ändra dem. Den kontinuerliga inline-produktionen möjliggör en jämn produktion av högsta produktkvalitet. Partikelfördelningen inom formuleringen är avgörande för uttrycket av produktegenskaper. Endast om partiklarna sprids jämnt och enhetligt visar slutprodukten tillfredsställande kvalitet såsom transparens, UV-beständighet eller reptålighet hos beläggningar. Dispergering är en av de beprövade krafttillämpningarna av ultraljud.

Ultraljud för kosmetika och produkter för personlig vård

För att Tillverkning av kosmetikaär blandning av ingredienser ett viktigt steg. Ultraljud med hög effekt ger tillförlitliga resultat vid finkornig homogenisering, dispergering och emulgering – t.ex. för krämer och lotioner, nagellack och sminkprodukter. Förutom blandningstillämpningarna är ultraljud välkänt för extraktion och cellmodifieringar (t.ex. liposomer) också. Eftersom många ingredienser som ingår i en formulering erhålls genom extraktion, till exempel lipider, proteiner, aromatiska föreningar eller färgämnen från celler, är ultraljud ett verktyg med hög potential för nya formuleringar.

Ultraljud för läkemedel

Tillämpningarna av ultraljud inom läkemedelsindustrin är många: syntes av kemiska föreningar, extraktion av aktiva föreningar (t.ex. fenoler, flavonoider från växter), emulgering (av lotioner, krämer och salvor), liposomberedning (nanoemulgering och efterföljande inkapsling av bioaktiva föreningar) eller inaktivering av virus och patogener för vacciner. Vid produktion av läkemedel möjliggör användningen av Hielscher ultraljudsapparater ökad produktionskapacitet genom förbättrad avkastning. På grund av tillförlitliga industriella ultraljudsenheter kan reaktioner köras i större skala – som batchprocess eller som kontinuerlig process i en flödescellsreaktor.

Ultraljudsproduktion av biobränslen

Energisektorn erbjuder många applikationer för framgångsrik och effektiv användning av ultraljud. Den mest populära och välkända applikationen är kanske den ultraljudsassisterade Biodiesel produktion (transesterifiering från jungfruolja eller begagnad/vegetabilisk avfallsolja (UVO; WVO)/ animaliskt fett till biodiesel), vilket leder till högre avkastning och kvalitet, mindre metanolanvändning och en betydligt snabbare omställning. När biodieselråvaran innehåller mer än 2-3 % fria fettsyror (FFA) är syraförestring ett användbart steg uppströms för att undvika att det bildas hög tvålhalt. Förutom transesterifiering och förestringsprocesser stöder ultraljud med hög effekt extraktionen av oljor från grödor (t.ex. raps, soja, raps, majs, palm, jordnöt, kokosnöt, jatropha etc.) eller alger.
bioetanol är ett grönt bränsle som erhålls när stärkelse och socker från majs, grödor, potatis, sockerrör, ris etc, jäses av jästceller till etanol. Genom tillämpning av kraftultraljud störs växtcellerna och det intracellulära materialet extraheras så att råvaran är bättre tillgänglig för den enzymatiska nedbrytningen. Därmed är stärkelse och socker bättre tillgängliga för jäsning, vilket resulterar i en snabbare och mer fullständig omvandling och högre avkastning.

Ultraljud i bränsle, energi, olja och gas

Ultraljudshomogeniseringstekniken är mycket effektiv för produktion av stabila och instabila emulsioner, vilket gör det möjligt att framgångsrikt skapa vattenbränslen. Därför emulgeras bränslen mestadels tyngre bränslen som fartygsdiesel med vatten. Användningen av vatteninfunderat bränsle resulterar i en effektivare förbränning och en betydande minskning av NOx-utsläppen. Ett annat viktigt område är ultraljudsbehandling av kol.

Ultraljudsprocesser inom livsmedels-, mejeri- och dryckestillverkning

Mild livsmedelsförädling blir allt viktigare på grund av kundernas ökande efterfrågan på färska, till stor del naturliga livsmedel. För vanliga bearbetningsteg som t.ex. blandning & homogenisering, extraktion, stabilisering & konservering, ersätts de traditionella metoderna stegvis av innovativa bearbetningstekniker som ultraljud, vilket är en icke-termisk metod för livsmedel. Fördelarna med ultraljudsbehandling är baserade på dess milda, snabba och rena bearbetning, vilket resulterar i mindre produktsvinn och förbättrad livsmedelskvalitet genom att bevara färskhet och vitaminer. Hielscher ultraljudsprocessorer används för många applikationer inom livsmedelsindustrin, t.ex. konservering & Mikrobiell inaktivering, homogenisering, stabilisering & konservering av safter, puréer och Smoothies, extraktion av aromer och fruktos (socker), skjuvförtunning för viskositetsreduktion, mognad av vin och balsamvinäger, alkoholraffinering & aromämnen, molnemulsioner, glass (främjar iskärnbildning och massöverföring), algextraktion för nutraceuticals, conching av choklad för att bryta sockerkristaller, kondensering av Honung, raffinering av ätliga oljor etc. Läs mer om ultraljud för mat och dryck!



Vetenskaplig litteratur och rapporter med Hielscher ultraljudsapparater

Följande lista innehåller ett litet urval av vetenskapliga artiklar, där Hielscher ultraljudssonder framgångsrikt användes för olika applikationer. Fråga oss gärna efter litteratur som rör specifika tillämpningar av ditt särskilda intresse!

UIP2000hdt är en 2000 watt kraftfull sonikator med flödescell för industriell bearbetning inom livsmedels-, bioteknik-, kemi- och färgindustrin.

UIP2000hdT, en 2000 watt kraftfull sonikator med flödescell för industriell bearbetning


Högpresterande ultraljud! Hielschers produktsortiment täcker hela spektrumet från den kompakta laboratorieultraljudsapparaten över stationära enheter till fullindustriella ultraljudssystem.

Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer från labb till industriell storlek.

Vi diskuterar gärna din process.

Let's get in contact.