เครื่องผสมอัลตราโซนิกแบบอินไลน์ที่มีแรงเฉือนสูง
เครื่องอัลตราโซนิกที่มีแรงเฉือนสูงสำหรับกระบวนการผสมแบบอินไลน์มีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับเครื่องโฮโมจีไนเซอร์คอลลอยด์แบบดั้งเดิม การใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงในการผสมช่วยให้เครื่องผสมอัลตราโซนิกที่มีแรงเฉือนสูงของ Hielscher สามารถผลิตสารแขวนลอยคอลลอยด์และอิมัลชันในช่วงขนาดนาโนที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอได้ เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกแบบอินไลน์สามารถประมวลผลวัสดุได้ทุกปริมาตรและทุกระดับความหนืด และยังสามารถจัดการกับอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจากการขัดสีสูงมากได้อีกด้วย
การผสมแบบอินไลน์ที่มีแรงเฉือนสูงด้วยอัลตราซาวนด์กำลังสูง
การทำให้สารแขวนลอยของแข็ง–ของเหลวหรือของเหลว–ของเหลวเป็นเนื้อเดียวกันแบบอินไลน์เป็นการใช้งานที่จำเป็นในการผลิตวัสดุและผลิตภัณฑ์หลากหลายชนิด เครื่องผสมอัลตราโซนิกแบบอินไลน์ที่มีแรงเฉือนสูงใช้ในอุตสาหกรรมหลายประเภท เช่น การผลิตสีทา เม็ดสีและหมึกพิมพ์ พอลิเมอร์และวัสดุคอมโพสิต เชื้อเพลิง อาหารและเครื่องดื่ม ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร ยา เครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล รวมถึงอุตสาหกรรมอื่น ๆ เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกแบบอินไลน์ที่มีแรงเฉือนสูงใช้สำหรับการผสม การกระจายตัว การสลายกลุ่มอนุภาค การทำอิมัลชัน การทำให้เปียก การละลาย และการบดอนุภาคให้มีขนาดระดับไมโครเมตร จุดเด่นเฉพาะของเครื่องผสมอัลตราโซนิกแบบอินไลน์ที่มีแรงเฉือนสูงคือความสามารถในการประมวลผลวัสดุนาโนได้อย่างเชื่อถือได้ เช่น ระบบกระจายตัวระดับนาโนและนาโนอิมัลชัน
เครื่องผสมอัลตราโซนิกแบบอินไลน์ที่มีแรงเฉือนสูงสามารถจัดการกับปริมาตรมาก ความเข้มข้นของของแข็งสูง และอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจากการขัดสีได้
การผสมด้วยอัลตราซาวนด์ที่มีแรงเฉือนสูงทำงานอย่างไร?
การผสมและการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราซาวนด์ที่มีแรงเฉือนสูงอาศัยหลักการทำงานของคาวิเทชันทางเสียง เมื่อของเหลวได้รับอัลตราซาวนด์ที่มีความเข้มสูง คลื่นอัลตราซาวนด์จะแพร่ผ่านตัวกลางของเหลว ทำให้เกิดวัฏจักรความดันสูง (การอัดตัว) และความดันต่ำ (การขยายตัว) สลับกัน เครื่องอัลตราโซนิกกำลังสูงทำงานที่ความถี่ประมาณ 20kHz ซึ่งหมายถึงการสั่น 20,000 ครั้งต่อวินาที ในช่วงวัฏจักรความดันต่ำ คลื่นอัลตราซาวนด์ที่มีความเข้มสูงจะสร้างฟองสุญญากาศขนาดเล็กในของเหลว เมื่อฟองคาวิเทชันมีขนาดถึงจุดที่ไม่สามารถดูดซับพลังงานเพิ่มเติมได้อีก ฟองจะยุบตัวอย่างรุนแรงในช่วงวัฏจักรความดันสูง ปรากฏการณ์การยุบตัวเข้าด้านในของฟองนี้มีศัพท์ทางเทคนิคว่า “คาวิเทชัน” ระหว่างการยุบตัว จะเกิดอุณหภูมิสูงมาก (ประมาณ 5,000K) และความดันสูงมาก (ประมาณ 2,000atm) เฉพาะบริเวณ การยุบตัวของฟองคาวิเทชันยังทำให้เกิดลำพุ่งของของเหลวที่มีความเร็วสูงถึง 280m/s อีกด้วย (ดู Suslick 1998)
แรงที่มีความเข้มสูงมากและมีฤทธิ์ทำให้แตกสลายเหล่านี้ให้พลังงานเพียงพอสำหรับการบด การสลายกลุ่มอนุภาค และการกระจายอนุภาคในของไหล และทำให้เครื่องผสมอัลตราโซนิกที่มีแรงเฉือนสูงเป็นเทคโนโลยีการประมวลผลที่เป็นเลิศ ด้วยเหตุนี้ จึงมีการใช้เครื่องเหล่านี้เป็นเทคนิคในการผลิตและการประมวลผล โดยเฉพาะในภาคส่วนที่นาโนเทคโนโลยีและวัสดุนาโนมีบทบาทสำคัญต่อสมรรถนะและคุณภาพของผลิตภัณฑ์
ประสิทธิภาพของกระบวนการและพลังงานที่เหนือกว่าด้วยเครื่องผสมอัลตราโซนิก
เครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกของ Hielscher มีประสิทธิภาพด้านพลังงานที่โดดเด่นถึง >85% ซึ่งช่วยลดค่าไฟฟ้าในการดำเนินงานและทำให้สมรรถนะการประมวลผลสูงขึ้น Kusters et al. (1994) สรุปในการศึกษาว่า การทำให้แตกเป็นชิ้นด้วยอัลตราซาวนด์มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับการบดแบบดั้งเดิม
ด้วยการใช้ความดันและการปรับกระบวนการอัลตราโซนิกให้เหมาะสม เทคโนโลยีการผสมด้วยอัลตราซาวนด์จึงมักให้ผลเหนือกว่าวิธีการผสมแบบดั้งเดิมอย่างมาก เช่น เครื่องผสมแบบใบมีดหมุน เครื่องโฮโมจีไนเซอร์ความดันสูง หรือเครื่องบดแบบลูกบอล
ในการศึกษาอีกฉบับหนึ่ง Pohl et al. (2004) เปรียบเทียบประสิทธิภาพการประมวลผลของการกระจายซิลิกาด้วยอัลตราซาวนด์กับวิธีการผสมที่มีแรงเฉือนสูงอื่น ๆ เช่น การใช้ IKA Ultra-Turrax (ระบบโรเตอร์–สเตเตอร์) Pohl et al. เปรียบเทียบการลดขนาดอนุภาคของ Aerosil 90 (2%wt) ในน้ำด้วย Ultra-Turrax (ระบบโรเตอร์–สเตเตอร์) ที่การตั้งค่าต่าง ๆ กับการใช้เครื่องผสมอัลตราโซนิกที่มีแรงเฉือนสูง Hielscher รุ่น UIP1000hd พร้อมเซลล์การไหลในโหมดต่อเนื่อง การศึกษาของ Pohl et al. สรุปว่า “เมื่อพลังงานจำเพาะ EV คงที่ อัลตราซาวนด์มีประสิทธิผลมากกว่าระบบโรเตอร์–สเตเตอร์” และ “ความถี่อัลตราซาวนด์ที่ใช้ในช่วงตั้งแต่ 20 kHz ถึง 30 kHz ไม่มีผลมากนักต่อกระบวนการกระจายตัว”
- ประสิทธิภาพสูง
- สำหรับอนุภาคระดับไมโครเมตรและนาโนเมตร
- การประมวลผลแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่อง
- สำหรับทุกปริมาตร
- สามารถประมวลผลวัสดุที่มีความหนืดสูงมากได้
- สามารถจัดการกับอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจากการขัดสีได้
- ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว (ไม่มีโรเตอร์หรือใบมีด)
- ไม่ใช้ตัวกลางในการบด (ไม่มีเม็ดบด)
- CIP (การทำความสะอาดในตำแหน่งติดตั้ง)
การลดขนาดอนุภาคของแคลเซียมไฮดรอกซีอะพาไทต์ด้วยอัลตราซาวนด์ (ความเข้มข้นของของแข็ง 30%, 150Ws/g US)
UIP4000hdT, เครื่องผสมอุตสาหกรรมที่มีแรงเฉือนสูงกำลัง 4000 วัตต์ สำหรับการประมวลผลแบบอินไลน์ เช่น การบดเปียก การกระจายตัว การทำอิมัลชัน และการละลายสารแขวนลอยคอลลอยด์
จะซื้อเครื่องผสมอัลตราโซนิกแบบอินไลน์ที่มีแรงเฉือนสูงได้ที่ไหน?
Hielscher Ultrasonics คือพันธมิตรที่คุณไว้วางใจได้สำหรับกระบวนการใช้อัลตราซาวนด์ที่มีสมรรถนะสูง เช่น การบด การกระจายตัว การทำอิมัลชัน และการละลายด้วยอัลตราซาวนด์ เครื่องผสมอัลตราโซนิกแบบอินไลน์ที่มีแรงเฉือนสูงของ Hielscher สามารถให้แอมพลิจูดสูงมากได้ สามารถทำงานอย่างต่อเนื่องที่แอมพลิจูดสูงถึง 200µm ได้อย่างง่ายดายในการดำเนินงานแบบ 24/7/365 สำหรับแอมพลิจูดที่สูงกว่านี้ มีโซโนโทรดอัลตราโซนิกที่ผลิตตามความต้องการให้เลือกใช้ เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกแบบอินไลน์และอุปกรณ์เสริมอื่น ๆ ที่มีให้เลือกหลากหลายช่วยให้สามารถจัดระบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานอัลตราซาวนด์ของคุณ เช่น การทำอิมัลชันแบบอินไลน์ การลดขนาดอนุภาค และการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
ซอฟต์แวร์อัจฉริยะ เมนูดิจิทัลผ่านจอสัมผัส การบันทึกข้อมูลอัตโนมัติ และการควบคุมระยะไกลผ่านเบราว์เซอร์เป็นคุณสมบัติของเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกที่มีแรงเฉือนสูงของ Hielscher ซึ่งทำให้การใช้งานเป็นมิตรต่อผู้ใช้มากที่สุดและเรียบง่าย เทคโนโลยีการทำความสะอาดในตำแหน่งติดตั้ง (CIP) ช่วยให้การใช้เครื่องผสมอัลตราโซนิกที่มีแรงเฉือนสูงสะดวก ความทนทาน ความเชื่อถือได้ การติดตั้งและการใช้งานที่เรียบง่าย ตลอดจนความต้องการบำรุงรักษาต่ำ เป็นคุณสมบัติเพิ่มเติมที่ช่วยให้งานประจำวันกับเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ง่ายขึ้น
ติดต่อเราตอนนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมว่าเครื่องผสมอัลตราโซนิกแบบอินไลน์ที่มีแรงเฉือนสูงสามารถปรับปรุงการประมวลผลระบบของแข็ง–ของเหลวและของเหลว–ของเหลวของคุณได้อย่างไร! ทีมงานของเราที่ผ่านการฝึกอบรมมาเป็นอย่างดีและมีประสบการณ์ยาวนานยินดีให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้งานและราคา
ตารางด้านล่างแสดงกำลังการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
| ปริมาตรต่อรุ่นการผลิต | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนำ |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500mL | 10 ถึง 200mL/min | UP100H |
| 10 ถึง 2000mL | 20 ถึง 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 ถึง 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | สูงกว่านี้ | ชุดอุปกรณ์ที่ประกอบด้วย UIP16000 |
ติดต่อเรา! / สอบถามเรา!
Hielscher Ultrasonics ผลิตเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกสมรรถนะสูงสำหรับการใช้งานด้านการผสม การกระจายตัว การทำอิมัลชัน และการสกัดในระดับห้องปฏิบัติการ ระดับนำร่อง และระดับอุตสาหกรรม
เอกสารวิชาการ / เอกสารอ้างอิง
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Suslick, K. S. (1998): Sonochemistry. in: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed. J. Wiley & Sons, New York, vol. 26, 1998. 517-541.
- Kusters, K. A.; Pratsinis, S. E.; Thomas, S. G. and Smith, D. M. (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology 80, 1994. 253-263.
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Pohl, M. and Schubert, H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. PARTEC 2004.
อัลตราซาวนด์สมรรถนะสูง! กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher ครอบคลุมครบทุกระดับ ตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัด เครื่องแบบตั้งโต๊ะ ไปจนถึงระบบอัลตราโซนิกระดับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ