Змішування з високим зсувом за допомогою ультразвуку
Змішувачі з високим зсувом застосовують високі сили зсуву в рідинах і суспензіях, щоб забезпечити рівномірне диспергування, змішування та емульгування двох або більше фаз рідина-тверда або рідина-рідина. Ультразвук генерує високі сили зсуву за допомогою акустичної кавітації, яка виникає, коли ультразвук високої потужності з'єднується з рідинами. Ультразвукові змішувачі з високим зсувом є чудовою технологією змішування, яка легко перевершує широко використовувані змішувачі з високим зсувом, багатовальні змішувачі, гомогенізатори високого тиску, колоїдні млини та лопатеві мішалки.
Переваги ультразвукових змішувачів з високим зсувом
Ультразвукові змішувачі з високим зсувом доступні від лабораторних гомогенізаторів потужністю 50 Вт до промислових систем змішування потужністю 16 000 Вт. Широке портфоліо лабораторних, настільних і промислових ультразвукових змішувачів з високим зсувом дозволяє вибрати ідеальний ультразвуковий змішувач для вашого застосування та обсягу виробництва.
Великі амплітуди на ультразвуковому зонді створюють інтенсивну кавітацію з потоками рідини великих швидкостей і складних турбулентностей. Інтенсивний гідравлічний і механічний зсув, що генерується ультразвуком, зменшує частинки та краплі до мікронного та нанорозміру. Оскільки параметри процесу ультразвуку точно контролюються та регулюються, вплив змішування, подрібнення або диспергування може бути точно адаптований до матеріалу та мети процесу. Ультразвукові змішувачі з високим ступенем зсуву скорочують час змішування / подрібнення і виробляють надійні дрібнодисперсні і наддрібні дисперсії.
Ультразвуковий міксер може використовуватися для періодичних і потокових процесів. Різноманітність ультразвукових проточних елементів і реакторів дозволяє змішувати потоки з дуже різною швидкістю потоку і в'язкістю. Ультразвуковий міксер з високим зсувом може працювати з дуже високими твердими концентраціями, і навіть дуже абразивні частинки не є проблемою.
Як відбувається змішування з високим зсувом за допомогою ультразвуку?
Ультразвукові змішувачі з високим зсувом використовують той самий механічний принцип, що й промислові системи змішування, такі як змішувачі з високим зсувом, багатовальні змішувачі, колоїдні млини, гомогенізатори високого тиску та лопатеві мішалки. Ультразвукові змішувальні системи використовуються для диспергування та подрібнення частинок, для емульгування масляної та водної фаз, для розчинення твердої речовини та отримання однорідних сумішей будь-яких видів матеріалів у рідинах та суспензіях. Ультразвукові зсувні змішувачі інтегрують ультразвуковий зонд у ємність для змішування, наприклад, у резервуар для періодичної дії або в проточну камеру. Зонд ультразвукового дезінтегратора вібрує в рідині з дуже високою частотою і створює в рідині інтенсивну ультразвукову кавітацію. Руйнування кавітаційних бульбашок призводить до виникнення потужних сил зсуву, які руйнують і розбивають краплі, агломерати, агрегати і навіть первинні частинки. Оскільки ультразвукова кавітація генерує високошвидкісний кавітаційний потік зі швидкістю до 1000 км/год, кавітаційні струмені рідини прискорюють частинки. Коли прискорені частинки стикаються один з одним, вони виступають в ролі фрезерних середовищ. Згодом частинки, що зіштовхуються, розбиваються і зменшуються до мікронного або нанорозміру. 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.
Ультразвуковий змішувач з високим зсувом UIP2000HDT, потужний змішувальний вузол потужністю 2 кВт
Порада щодо обробки: ультразвукове змішування під тиском
Застосування тиску на ультразвуковий реактор або проточну камеру посилює акустичну кавітацію. Hielscher Ultrasonics постачає різні типи проточних елементів і реакторів, які можуть легко створювати тиск до 5 бар. Індивідуальні ультразвукові реактори можуть витримувати вищий тиск до 300 барг.
Ультразвукові високозрізні змішувачі та їх застосування
Ультразвукові змішувачі з високим зсувом створюють інтенсивні сили зсуву, які мають необхідний вплив на такі частинки, як тверді речовини, краплі, кристали та волокна, щоб порушити та розбити їх до цільового розміру, який може бути в мікронному або нанодіапазоні. Залежно від твердості і крихкості матеріалів, параметри ультразвукового процесу можуть бути точно налаштовані для досягнення аспірованого результату змішування. У порівнянні з альтернативними методами змішування, такими як мішалки з високим зсувом, гомогенізатори високого тиску, колоїдні / гранульовані млини, змішувачі з валом тощо, ультразвукові дезінтегратори мають деякі основні переваги.
Переваги ультразвукових змішувачів з високим зсувом
- 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 змішувачі з високим зсувом 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).
Дізнайтеся більше про ультразвукове фрезерування та диспергування частинок!
Ультразвукові змішувачі з високим зсувом для емульгування
Коли дві рідини, що не змішуються (наприклад, вода і масло), зоніфікуються за допомогою ультразвукового міксера зондового типу, ультразвукова кавітація руйнує краплі – утворюючи дуже маленькі краплі двох фаз, що не змішуються, які потім змішуються між собою. Оскільки ультразвукові змішувачі з високим зсувом легко виробляють нанорозмірні краплі, стабілізовані ультразвукові емульсії демонструють довготривалу стабільність і чіткий прозорий вигляд.
Оскільки будь-який вид емульсії має свій специфічний поріг емульгування / зсуву, де досягається оптимальний розмір крапель і характеристики, точне регулювання параметрів змішування має вирішальне значення. У той час як занадто низький зсув призводить до занадто великих крапель, які швидко зливаються і призводять до розділення фаз, занадто високий зсув може зруйнувати продукт. Ультразвукові змішувачі з високим зрізом можна точно контролювати та налаштовувати відповідно до потреб процесу.
Натисніть тут, щоб прочитати більше про ультразвукову наноемульгування!
Ультразвуковий змішувач з високим зсувом UP200Ht для емульгування
Ультразвукові змішувачі з високим зрізом для змішування та розчинення
Ультразвукові змішувачі з високим зсувом використовуються для змішування, подрібнення, диспергування та розчинення частинок, таких як порошки, пігменти та волокна, у швидкому, надійному та легкому процесі. Кавітація, що генерується ультразвуком, збільшує масообмін між твердими речовинами і рідиною. Ультразвукова кавітація має сильний вплив на тверді частинки: кавітаційні потоки рідини роз'їдають поверхню твердих речовин і транспортують розмиті фрагменти в рідину, утворюючи тим самим однорідну суспензію.
Натисніть тут, щоб прочитати більше про ультразвукове розчинення!
Застосування ультразвукових змішувачів з високим зсувом
- Фрезерні & Шліфувальні
- деагломерація & Дисперсії
- емульгування
- Розчинення порошків
- Удосконалення масообміну
- Сонохімічні реакції
Об'єкт SonoStation – ультразвукова система з 2x 2 кВт ультразвукаторами, резервуаром для перемішування та насосом – це зручна система для змішування, подрібнення та диспергування.
Змішувачі з високим зрізом будь-якого розміру
Hielscher Ultrasonics розробляє, виробляє та розповсюджує високопродуктивні змішувачі з високим зсувом від компактного, але потужного лабораторного пристрою до пілотних та промислових змішувачів з високим ступенем зсуву для обробки потоків великого обсягу на рівні комерційного виробництва.
Змішувачі високого зсуву для лабораторії
Ультразвукові міксери зондового типу є перевіреними інструментами в кожній лабораторії. Оскільки ультразвукові процеси можуть бути лінійно масштабовані до великого обсягу, ультразвукові змішувачі з високим зсувом Hielscher ідеально підходять для розробки та оптимізації вашого процесу в невеликих масштабах. Потім, після встановлення оптимальних параметрів процесу, ваша програма для змішування може бути лінійно масштабована до пілотного та масового виробництва.
Hielscher пропонує ультразвукові міксери з високим зсувом для роботи в лабораторних масштабах з діапазоном потужностей від 50 до 400 Вт потужності ультразвукового змішування.
Змішувачі з високим зрізом для промисловості
Промислові високозсувні міксери Hielscher - це високопотужні ультразвукові процесори, призначені для подрібнення, диспергування, емульгування та змішування великих потоків суспензії в умовах великих навантажень. Ці промислові міксери легко справляються з високими концентраціями твердих речовин і абразивних частинок. Зонди (сонотроди) промислових ультразвукових змішувачів з високим зсувом оснащені фланцем, завдяки чому змішувач можна інтегрувати в сталеві резервуари, скляні посудини або пластикові ємності в будь-якій орієнтації. Це дозволяє створити тиск в ультразвуковій судині. Застосування тиску на ультразвукову посудину або проточну камеру посилює акустичну кавітацію і, тим самим, процес ультразвукового змішування. Компанія Hielscher Ultrasonics пропонує промислові змішувачі з високим зсувом потужністю від 500 до 16 000 Вт. Завдяки UIP16000 компанія Hielscher пропонує найпотужніший ультразвуковий змішувач з високим зсувом у всьому світі.
Високов'язкі матеріали? – Без проблем! Всі ультразвукові процесори Hielscher в настільних і промислових категоріях можуть легко обробляти в'язкі суспензії до 250 000 сантіпуаз. Для в'язкості вище 2 000 cPs ми рекомендуємо використовувати проточні комірки в поєднанні з прогресивними порожнинними насосами для кращого зчеплення ультразвукових хвиль з рідиною.
Як правильно підібрати ультразвуковий змішувач з високим зсувом?
Hielscher Ultrasonics є багаторічним досвідченим виробником потужних і надійних ультразвукових систем змішування з високим зсувом, які використовуються для диспергування та розбиття частинок, для приготування наноемульсій або для розчинення порошків у рідинах. Будучи лідером на ринку ультразвукових міксерів, компанія Hielscher розробляє, виробляє та розповсюджує ультразвукові змішувачі та гомогенізатори з високим зсувом від лабораторії та настільного обладнання до пілотних та повністю промислових масштабів.
Відповіді на наступні питання допоможуть підібрати найбільш підходящий змішувач з високим зсувом для вашого процесу:
- 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 змішування. Hielscher Ultrasonics пропонує поглиблені консультації з ультразвукової обробки, щоб допомогти нашим клієнтам знайти найбільш ідеальний ультразвуковий змішувач з високим зсувом. 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 міксери Hielscher легко працюють з амплітудами до 200 мкм безперервно в режимі 24/7. Якщо конкретні процеси вимагають ще більших амплітуд, доступні індивідуальні ультразвукові зонди. Аксесуари, такі як підсилювальні ріжки, проточні комірки, реактори для ультразвуку та повні установки рециркуляції, легко доступні та дозволяють налаштувати вашу ультразвукову систему змішування, оптимально адаптовану до ваших вимог процесу. Всі сонотроди і реактори, які є єдиними деталями, що контактують з середовищем, проходять CIP/SIP (очищення і стерилізація на місці).
Складні ультразвукові змішувачі з високим зсувом
Hielscher Ultrasonics зосереджується на високопродуктивних деінтеграторах клітин 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.
якість – Зроблено в Німеччині
Як сімейний бізнес, Hielscher надає пріоритет найвищим стандартам якості для своїх ультразвукових процесорів. Всі ультразвукові апарати розроблені, виготовлені та ретельно протестовані в нашій штаб-квартирі в Тельтові поблизу Берліна, Німеччина. Міцність і надійність ультразвукового обладнання Hielscher роблять його робочою конячкою на вашому виробництві. Робота 24/7 при повному навантаженні та в складних умовах є природною характеристикою високопродуктивних міксерів Hielscher.
Купити ультразвукові змішувачі з високим зрізом Hielscher можна в будь-якому розмірі і налаштованому під ваш процес. Від обробки рідин у невеликій лабораторній мензурці до безперервного проточного змішування суспензій на промисловому рівні, Hielscher Ultrasonics пропонує для вас відповідний міксер з високим зсувом! Будь ласка, зв'яжіться з нами – Ми раді порекомендувати вам ідеальну установку ультразвукового міксера!
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.
Факти, які варто знати
Ультразвукові апарати та їх використання в якості змішувачів з високим зсувом
Ультразвукові апарати – це ультразвукові пристрої зондового типу, які визначаються шляхом передачі ультразвукових коливань через ультразвуковий зонд у середовище обробки. Зонд, також відомий як сонотроде, являє собою титановий стрижень, який вібрує на частоті ультразвуку, наприклад 20 кГц. Вібрація на частоті 20 кГц означає, що горизонтальна поверхня зонда розширюється і скорочується 20 000 разів на секунду. Ці швидкі рухи в ультразвуковому діапазоні частот на кінчику зонда пов'язані з рідиною. У рідині ультразвукові хвилі проходять через середовище і генерують чергування циклів високого / низького тиску. Під час циклу низького тиску виникають крихітні вакуумні бульбашки і ростуть протягом декількох циклів тиску, поки не досягнуть точки, де вони не можуть поглинути подальшу енергію. У точці максимального зростання кавітаційний міхур сильно лопається. В результаті імплозії утворюється енергоємне поле з дуже високими температурами і тиском, відповідними перепадами температур і тиску, потоками рідини зі швидкостями до 180 м/сек і турбулентністю. Ця кавітаційна енергія має сильний вплив на рідини та суспензії, що призводить до надзвичайних результатів змішування, змішування, подрібнення, диспергування та емульгування. Ультразвукові змішувачі з високим зсувом легко виробляють нанорозмірні частинки і краплі з дуже вузьким розподілом частинок / крапель за розміром.
У чому полягають відмінності між ультразвуковою / акустичною кавітацією і гідродинамічною кавітаційною обробкою, читайте тут!
Поширені галузі промисловості для ультразвукових змішувачів з високим зсувом
- Диспергування, розчинення, змішування твердих/рідких рецептур
- емульгування
- Матеріалознавство
- Підготовка зразків перед аналізом
- Застосування наночастинок
- Функціоналізація частинок
- Реакції переносу фаз
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.
- Pekarovicova, A.; Pekarovic, J. (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Pira International (2009).
- S.E. Karekar; B.A. Bhanvase; S.H. Sonawane; M.P. Deosarkar; D.V. Pinjari; A.B. Pandit(2014): Synthesis of zinc molybdate and zinc phosphomolybdate nanopigments by an ultrasound assisted route: Advantage over conventional method. Chemical Engineering and Processing 87; Nov. 2014.