Ультразвукове розпадення: змочування, розчинення, диспергування
Ультразвукові інтегратори широко використовуються для змочування, диспергування або розчинення частинок і порошків у рідинах. Високоефективні ультразвукові пристрої створюють інтенсивні сили зсуву, які розбивають і розбивають агрегати, агломери та первинні частинки до мікроскопічних або нанорозмірів. Рівномірна обробка частинок в акустичному кавітаційному полі призводить до вузького розподілу частинок і однорідної поверхні частинок.
Ультразвукові дезінтегратори та їх застосування
Ультразвукові дезінтегратори створюють інтенсивні сили зсуву, що створює необхідний вплив на тверді тіла, такі як частинки, кристали та волокна, щоб порушити їх і розбити до цільового розміру, наприклад, мікронного або нанорозміру. У порівнянні з альтернативними методами дезінтеграції, такими як змішувачі з високим зсувом, гомогенізатори високого тиску, гранульовані млини, мікрофлюїдизатори тощо, мають деякі основні переваги.
Переваги ультразвукових дезінтеграторів
- Високоінтенсивна кавітація та зсув
- Рівномірна обробка частинок
- Високі концентрації твердих речовин
- Без форсунок / без засмічення
- Не потрібне фрезерне середовище (тобто бісер)
- Лінійна масштабованість
- Легкий & Безпечна експлуатація
- Легко чистити
- Час- & енергоефективний
Ультразвукові проточні реактори для промислового потокового виробництва суспензій наночастинок.
Високі турбулентності, створювані ультразвуком, збільшують масообмін між фазами і сприяють тим самим розчиненню порошків або неоднорідним хімічним реакціям. Це робить ультразвукові дезінтегратори кращим інструментом для інтенсифікації таких процесів, як подрібнення, диспергування, емульгування та розчинення.
Детальніше про ультразвукову інтенсифікацію хімічних реакцій (сонохімія)!
Сфери застосування ультразвукових дезінтеграторів
- Фрезерні & Шліфувальні
- деагломерація & Дисперсії
- емульгування
- Розчинення порошків
- Удосконалення масообміну
- Сонохімічні реакції
Ультразвукові дезінтегратори для зменшення розміру частинок
Ультразвукові дезінтегратори використовуються для зменшення розміру частинок і розподілу частинок, незалежно від того, чи означає це реальне подрібнення первинних частинок (так зване подрібнення) або руйнування агломератів (називається деагломерацією / диспергією).
Розподіл частинок за розміром і SEM зображення Mg2Si до і після ультразвукового фрезерування (UM). а) розподіл частинок за розмірами; (b) зображення SEM перед ультразвуковим фрезеруванням; (c) SEM-зображення після ультразвукового фрезерування в 50% PVP–50% EtOH протягом 2 год.
джерело: Marquez-Garcia et al. 2015
Ультразвукові дезінтегратори для фрезерування & Шліфувальні
Ультразвукова кавітація створює інтенсивні зсувні сили і тим самим пов'язане з ними міжвидове зіткнення. Тверді речовини в суспензії діють як середовище для подрібнення (можна порівняти з намистинами або перлами в бісерному / перловому млині): вони прискорюються кавітаційними потоками рідини, які легко досягають швидкості до 180 м/с. Коли частинки вдаряються одна об одну з такою величезною швидкістю, вони ламаються і розпадаються на фрагменти мікронного і нанорозміру. Ультразвукові дезінтегратори можуть навіть розбивати первинні частинки. Реактори з ультразвуковими проточними елементами забезпечують рівномірну обробку всіх частинок, завдяки чому ультразвукове подрібнення призводить до вузького розподілу частинок за розміром.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про ультразвукове фрезерування!
Ультразвукові дезінтегратори для деагломерації & Дисперсії
Параметри ультразвукового процесу можна дуже точно контролювати, завдяки чому ультразвукові дезінтегратори можуть подрібнювати первинні частинки при застосуванні високих амплітуд і підвищеного тиску. З іншого боку, системи ультразвукового розпаду також можуть працювати при менших амплітудах і більш м'яких умовах, так що структура і поверхня частинок залишаються недоторканими, але агломерати розщеплюються, а окремі частинки рівномірно розподіляються в суспензії.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про ультразвукову деагломерацію та дисперсію!
Ультразвукові дезінтегратори для емульгування
Коли дві рідини, що не змішуються (наприклад, вода та олія), ультразвукова кавітація руйнує краплі – утворюючи дуже маленькі краплі двох фаз, що не змішуються, які потім змішуються між собою. Оскільки ультразвукові дезінтегратори легко утворюють нанорозмірні краплі, стабілізовані ультразвукові емульсії демонструють довготривалу стабільність і чіткий прозорий вигляд.
Натисніть тут, щоб прочитати більше про ультразвукову наноемульгування!
Ультразвукові дезінтегратори для розчинення
Ультразвукові дезінтегратори використовуються для розчинення порошку та таблеток у швидкій, легкій та безпечній процедурі. Ультразвуково генерована кавітація роз'їдає поверхню твердих речовин і транспортує еродовані фрагменти в рідину, утворюючи тим самим однорідний розчин.
У фармацевтичній промисловості розчинення таблеток є повсякденним завданням, наприклад, в аналітичних цілях. Коли таблетки піддаються впливу водного середовища, таблетка повільно розчиняється в дуже трудомісткому процесі. Навіть при використанні звичайної мішалки або лопатевої мішалки повне розчинення таблеток залишається трудомістким процесом. Ультразвукова кавітація та її надзвичайно інтенсивні сили зсуву відокремлюють частинки від таблетки та транспортують їх у розріджувач, тим самим підтримуючи безперервний обмін маси між поверхнею таблетки та свіжим, ненасиченим розріджувачем. Це робить ультразвукове розчинення надзвичайно швидким та ефективним процесом, що допомагає прискорити розчинення ліків.
Натисніть тут, щоб прочитати більше про ультразвукове розчинення!
Як працює механічний дезінтегратор?
Ультразвукові лабораторні дезінтегратори використовують той же механічний принцип, що і промислові дезінтегратори. Системи змішування дезінтеграторів розщеплюють агломери і агрегати, розчиняють тверду речовину або диспергують тверді частинки в рідких сумішах. Ультразвукова дезінтеграція включає високоінтенсивний ультразвуковий зонд у резервуарі періодичної дії або в реакторі з вбудованою проточною камерою. Зонд (сонотрод) ультразвукового дезінтегратора вібрує в рідині з дуже високою частотою і створює в рідині інтенсивну ультразвукову кавітацію. Кожен колапс кавітаційної бульбашки призводить до виникнення потужних сил зсуву, які розбивають агломерати, агрегати і навіть первинні частинки. Крім того, ультразвукова кавітація виробляє високошвидкісний кавітаційний потік зі швидкістю до 1000 км/год. Кавітаційні струмені рідини впливають на агломерати частинок, розривають клітинні стінки, покращують перенесення матеріалу в суспензії та розсіюють тверді речовини по всьому об'єму рідини. У полі ультразвукової кавітації тиск швидко і багаторазово чергується між вакуумним і до 1000 бар. Роторний міксер з 4 лопатями міксера повинен працювати з приголомшливою швидкістю 300 000 об/хв, щоб досягти такої ж частоти змінних циклів тиску. Звичайні роторні міксери і роторно-статорні змішувачі не створюють значної кількості кавітації через обмеження в швидкості.
Вас цікавить синтез наночастинок «знизу-вгору»? – Натисніть тут, щоб дізнатися більше!
Ультразвуковий дезінтегратор UIP2000HDT для дисперсій частинок у реакторі з нержавіючої сталі
Лабораторні ультразвукові дезінтегратори
Ультразвукові апарати зондового типу є дуже корисним інструментом у кожній лабораторії. Ультразвуковий зонд (також відомий як сонотроде) — це титановий стрижень простої геометрії та легкого очищення, який з'єднує ультразвукові коливання з рідиною. Компанія Hielscher виготовляє ультразвукові зонди та наконечники в широкому діапазоні розмірів. Для найбільш поширеного розпаду твердих речовин в лабораторії дуже корисні ультразвукові зонди діаметром наконечника 3, 7, 14 або 22 мм. Доступні інші розміри зондів та ультразвукові зонди нестандартного розміру. Типові ультразвукові прилади для лабораторного розпаду коливаються від 100 до 400 Вт ультразвукової потужності.
Промислові ультразвукові дезінтегратори
Промислові дезінтегратори Hielscher - це високопотужні ультразвукові процесори, призначені для важкого безперервного розпадання великих потоків шламу. Ці промислові системи легко справляються з високими концентраціями твердих речовин. Промислові ультразвукові зонди оснащені фланцем, який можна кріпити до сталевих резервуарів, скляних реакторів або пластикових ємностей в будь-якій орієнтації. Тиск у судині для ультразвуку або проточній камері посилює акустичну кавітацію і, тим самим, процес ультразвуку. Типове ультразвукове обладнання для промислового розпуску коливається від 1000 до 16 000 Вт ультразвукової потужності на сонотрод.
Галузі, де широко зустрічається ультразвуковий дезінтеграція:
- Диспергування, розчинення, змішування твердих/рідких рецептур
- Матеріалознавство
- Підготовка зразків перед аналізом
- Застосування наночастинок
- Функціоналізація частинок
- Реакції переносу фаз
- Кристалізація / Опади
- Харчова промисловість
- Паперова промисловість
- Перетравлення біомаси
Як правильно купити ультразвуковий дезінтегратор?
Hielscher Ultrasonics є багаторічним досвідченим виробником високоефективних ультразвукових дезінтеграторів, які використовуються для диспергування та розщеплення частинок або для розчинення порошків у рідинах. Як лідер ринку, компанія Hielscher розробляє, виробляє та розповсюджує ультразвукові дезінтегратори та гомогенізатори від лабораторії та настільного обладнання до повністю промислових масштабів.
Ми допомагаємо Вам відповісти на наступні питання, щоб знайти найбільш підходящий ультразвуковий дезінтегратор для Вашого застосування та потреб:
- Яка ваша цільова програма?
- Який типовий обсяг необхідно обробити?
- Які критичні фактори процесу?
- Які стандарти якості, яких необхідно досягти?
Наш добре навчений і досвідчений персонал допоможе вам з будь-якими питаннями та концепцією вашого процесу. Hielscher Ultrasonics пропонує поглиблені консультації з ультразвукових процесів, щоб допомогти нашим клієнтам знайти оптимальний ультразвуковий пристрій. Але на цьому послуги Hielscher не закінчуються, ми навчаємо клієнтів або на їхніх об'єктах, або в нашій лабораторії ультразвукових процесів і технічному центрі, щоб допомогти їм під час розробки, оптимізації та масштабування процесів.
Hielscher Ultrasonics’ Промислові ультразвукові процесори легко видають дуже високі амплітуди, які потрібні для розщеплення твердих частинок і агломератів або для обробки суспензій з високою твердою концентрацією. Промислові дезінтегратори Hielscher можуть працювати з амплітудою до 200 мкм безперервно в режимі 24/7. Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Додаткові аксесуари, такі як підсилювачі, проточні елементи, реактори для ультразвуку та повні установки рециркуляції, легко доступні та дозволяють налаштувати вашу ультразвукову систему відповідно до ваших вимог процесу.
Складні ультразвукові дезінтегратори та розчинники
Hielscher Ultrasonics зосереджується на високопродуктивних дезінтеграторах з найвищою зручністю для користувача та найсучаснішими технічними досягненнями. Це означає, що стандарти лабораторних дезінтеграторів Hielscher все більше і більше пристосовуються до інтелекту промислових машин. Користувач може керувати цифровими ультразвуковими пристроями Hielscher за допомогою пульта дистанційного керування браузером. Програмне забезпечення для автоматичного запису даних записує всі важливі ультразвукові параметри, такі як корисна потужність, загальна потужність, амплітуда, температура, тиск, час і дата у вигляді CSV-файлу на вбудованій SD-карті. Крім того, ультразвуковий дезінтегратор можна запрограмувати на автоматичне відключення через заданий час або певне надходження енергії або програмні режими пульсуючого звуку. Вставні датчики температури та тиску дозволяють ретельно відстежувати стан зразка. Оскільки контроль температури термочутливих матеріалів є вирішальним фактором для якості результатів процесу, компанія Hielscher пропонує різні рішення для підтримки температури процесу в цільовому діапазоні температур.
Складні функції ультразвукових апаратів Hielscher забезпечують найвищий контроль процесу, надійні та відтворювані результати ультразвуку, зручність використання та комфорт роботи.
Hielscher Ultrasonics’ Промислові ультразвукові процесори можуть видавати дуже високі амплітуди. Амплітуди до 200 мкм можна легко безперервно працювати в режимі 24/7. Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Здатність працювати з такими високими амплітудами дозволяє нашим клієнтам ефективно подрібнювати первинні частинки до нанорозміру. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати 24/7 у важких умовах і в складних умовах.
Дізнайтеся більше про ультразвукове розчинення та розчинники!
якість – Зроблено в Німеччині
Як сімейний бізнес, Hielscher пишається високою якістю своїх ультразвукових процесорів. Всі ультразвукові апарати розроблені, виготовлені та випробувані в нашій штаб-квартирі в Тельтові поблизу Берліна, Німеччина. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати 24/7 у важких умовах і в складних умовах.
Ви можете купити ультразвукові дезінтегратори Hielscher у всіх різних розмірах, а ціновий діапазон пропонує доступний ультразвуковий апарат відповідно до вашого бюджету. Від розпаду частинок у невеликих лабораторних флаконах до безперервного розпаду суспензій у промисловому виробництві, Hielscher Ultrasonics має відповідний дезінтегратор для вас! Будь ласка, зв'яжіться з нами – Ми раді порекомендувати Вам найбільш підходящий ультразвуковий апарат!
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 1 до 500 мл | Від 10 до 200 мл/хв | UP100H |
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000HDT |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000 |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000 |
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Потужні ультразвукові гомогенізатори від Лабораторії до Пілот і індастріал розмір.
Література / Список літератури
- Pohl M.; Schubert H. (2004): Dispersion and deagglomeration of nanoparticles in aqueous solutions. International Congress for Particle Technology PARTEC 2004; Nuremberg, Germany.
- Thomas Leong, Muthupandian Ashokkumar, Sandra Kentish(2011): The Fundamentals of Power Ultrasound. – A Review. Acoustics Australia, 54 – Vol. 39 August 2011.
- Karl A. Kusters, Sotiris E. Pratsinis, Steven G. Thoma, Douglas M. Smith (1994): Energy-size reduction laws for ultrasonic fragmentation. Powder Technology, Volume 80, Issue 3, September 1994. 253-263.
- Renata Tomczak-Wandzel, Svetlana Ofverstrom, Regimantas Dauknys, Krystyna Mędrzycka (2011): Effect of Disintegration Pretreatment of Sewage Sludge for Enhanced Anaerobic Digestion. ENVIRONMENTAL ENGINEERING The 8th International Conference May 19–20, 2011, Vilnius, Lithuania.