Ультразвукові гомогенізатори

Ультразвукові гомогенізатори є потужними інструментами для змішування та гомогенізації суспензій тверда рідина та рідина-рідина. Ультразвукова гомогенізація – це механічний процес зменшення частинок у рідині таким чином, щоб вони стали рівномірно дрібними та рівномірно розподіленими. Hielscher пропонує потужні ультразвукові гомогенізатори для застосування в лабораторних і виробничих масштабах.

Застосування та вплив ультразвукових гомогенізаторів

Ультразвукові гомогенізатори - це потужні та надійні міксери, які використовуються в лабораторіях і промисловості для численних застосувань.
Ультразвуковий гомогенізатор може використовуватися для різних застосувань, включаючи:

• Гомогенізації: Ультразвукові гомогенізатори можуть гомогенізувати зразки для створення однорідних і однорідних сумішей.
• Дисперсії: Ультразвукові гомогенізатори можуть використовуватися для диспергування твердих частинок в рідинах для створення стабільних суспензій. Ультразвук надзвичайно ефективний для створення нанодисперсій.
• Емульгування: Ультразвукові гомогенізатори можна використовувати для створення стабільних емульсій і наноемульсій шляхом розщеплення і диспергування рідин, що не змішуються, таких як масло і вода.
• Руйнування клітин: Ультразвукові гомогенізатори можуть розривати клітини для вилучення внутрішньоклітинних компонентів, таких як білки, нуклеїнові кислоти, ферменти та метаболіти.
• Дегазація: Ультразвукові гомогенізатори можуть використовуватися для видалення розчинених газів з рідин, таких як дегазаційні розчинники ВЕРХ або охолоджуючі рідини.
• Хімічні реакції за допомогою ультразвуку: Ультразвукові гомогенізатори також можуть використовуватися для хімічних реакцій за допомогою ультразвуку, таких як сонохімічний синтез, каталіз або деградація.

 
Загалом, ультразвукові гомогенізатори є універсальним інструментом, який можна використовувати для широкого спектру застосувань у дослідженнях, розробках і промислових процесах.

Ультразвукові проти гомогенізаторів високого тиску

Найбільш поширеним механізмом гомогенізації є гомогенізація під високим тиском. Там рідина пресується під високим тиском (приблизно 2000 бар) через гомогенізуючий клапан. При проходженні клапана рідина проходить короткий (приблизно 50 мікросек) цикл низького тиску високого тиску.
Хоча цей механізм добре працює для дрібних м'яких частинок, таких як жирові кульки в молоці, він має свої обмеження, коли використовується для дисперсій твердих і абразивних матеріалів, таких як пігменти, полірувальні середовища або оксиди металів, або волокнистих і тягучих матеріалів, таких як фруктові пюре, водорості або мул. Це пов'язано з високими швидкостями рідини (до 120 мтр/сек) і з малими отворами використовуваних клапанів. Коли абразивний матеріал проходить через насоси та отвір клапана, він спричиняє знос. Це знижує ефективність і термін служби насоса і клапана.

Переваги ультразвукових гомогенізаторів

Ультразвукові гомогенізатори для важких умов експлуатації

Мокре подрібнення, шліфування та змішування є типовими застосуваннями, де ультразвукові апарати використовуються як надійні гомогенізатори. Ультразвукові гомогенізатори дуже ефективні для зменшення м'яких і твердих частинок. На відміну від багатьох інших гомогенізуючих технологій, ультразвукові гомогенізатори зондового типу можуть обробляти навіть дуже тверді, абразивні та волокнисті матеріали.
Принцип роботи ультразвукової гомогенізації заснований на кавітації. Коли рідини піддаються інтенсивному ультразвуковому впливу, звукові хвилі поширюються по рідині, викликаючи чергування циклів високого та низького тиску (приблизно 20000 циклів/сек). Під час циклу низького тиску в рідині утворюються дрібні вакуумні бульбашки високої інтенсивності, оскільки досягається тиск рідкої пари.
Коли бульбашки досягають певного розміру, вони сильно руйнуються під час циклу високого тиску. Під час цього вибуху локально утворюються дуже високі тиски і високошвидкісні струмені рідини. Виникаючі течії і турбулентності руйнують агломерати частинок і призводять до бурхливих зіткнень між окремими частинками.

Однією з основних переваг ультразвукових гомогенізаторів є мала кількість змочуваних і рухомих частин. Це зменшує фрикційний знос і час очищення. Змочуються тільки дві частини: сонотрод і проточна камера. Обидва мають просту геометрію і не мають дрібних або прихованих отворів.

Ще однією перевагою є точний контроль над робочими параметрами, що впливають на кавітацію. Ультразвукові гомогенізатори Hielscher можуть використовуватися при амплітудах коливань приблизно від 1 до 200 мкм. Тиск рідини може коливатися від 0 до приблизно 500 фунтів на квадратний дюйм. Оскільки амплітуда і тиск є найбільш впливовими параметрами, широкий робочий діапазон кожного параметра дозволяє проводити дуже щадну або дуже руйнівну обробку.

Ультразвукові гомогенізатори Hielscher контролюються амплітудою. Завдяки цьому скоригована амплітуда буде зберігатися при всіх експлуатаційних умовах. Це робить ультразвук контрольованим і повторюваним. Ультразвукове дослідження при однакових експлуатаційних параметрах дасть стабільні і відтворювані результати. Це важливо для якості виробленого матеріалу і для масштабування результатів процесу від лабораторії до виробничого рівня.

Ультразвукові гомогенізатори для будь-якого масштабу

Hielscher виробляє ультразвукові гомогенізатори для гомогенізації будь-якого обсягу зразка для періодичної або вбудованої обробки. Лабораторні ультразвукові гомогенізатори можна використовувати для об'ємів від 1,5 мл до приблизно 5 л. Ультразвукові промислові гомогенізатори використовуються для процесу розробки та виробництва партій об'ємом від 0,5 до приблизно 2000 л або витратою від 0,1 л до 20 м³ на годину.

Проектування, виробництво та консалтинг – Якість зроблено в Німеччині

Ультразвукові апарати Hielscher добре відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Надійність і простота експлуатації дозволяють плавно інтегрувати наші ультразвукові апарати в промислові об'єкти. З важкими умовами та вимогливими умовами легко справляються ультразвукові апарати Hielscher.

Hielscher Ultrasonics є сертифікованою компанією ISO і приділяє особливу увагу високопродуктивним ультразвуковим апаратам, які відрізняються найсучаснішими технологіями та зручністю для використання. Звичайно, ультразвукові апарати Hielscher відповідають вимогам CE та відповідають вимогам UL, CSA та RoHs.

У наведеній нижче таблиці вказані загальні рекомендації щодо пристрою в залежності від обсягу партії або витрати оброблюваної норми. Натисніть на тип пристрою, щоб отримати більше інформації про кожен ультразвуковий гомогенізатор.

Ультразвукові гомогенізатори для високопродуктивних застосувань

Ультразвукові гомогенізатори Hielscher є робочою конячкою для змішування та гомогенізації. Ультразвукові лабораторні гомогенізатори є компактними та надійним інструментом для ефективного та швидкого розсіювання та емульгування малих та середніх зразків. Промислові ультразвукові гомогенізатори Hielscher ефективні та перевершують традиційні методи гомогенізації, такі як гомогенізатори високого тиску або гранульовані млини. Промислові гомогенізатори Hielscher можуть забезпечувати дуже високі амплітуди і тим самим є надзвичайно потужними, коли справа доходить до процесів змішування, диспергування та подрібнення. Амплітуди до 200 мкм можна легко безперервно працювати в режимі 24/7. Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати 24/7 у важких умовах і в складних умовах.
Наші клієнти задоволені видатною міцністю та надійністю Hielscher Ultrasonics’ гомогенізатори. Установка в місцях важких умов експлуатації, вимогливих умовах і робота в режимі 24/7 забезпечують ефективну і економічну переробку. Ультразвукова інтенсифікація процесу скорочує час обробки і дозволяє досягти кращих результатів, тобто більш високої якості, більш високих виходів, інноваційних продуктів.

Ультразвукові гомогенізатори тканин

Крім отримання дисперсій і емульсій, ультразвукові гомогенізатори міцно увійшли в біотехнологію, клітинну і молекулярну біологію, а також в науку про життя для лізису і фракціонування клітин, руйнування тканин, екстракції внутрішньоклітинних сполук, а також зсуву ДНК, РНК і хроматину. Ультразвукові гомогенізатори доступні для підготовки зразків від малих об'ємів (0,1 мл) до дуже великих обсягів для промислових процесів (наприклад, екстракція біологічно активних сполук для виробництва добавок).
Для того, щоб порушити тканини за допомогою ультразвукового гомогенізатора, використовують ізотонічний буферний розчин для зупинки осмотичного пошкодження. Ультразвукові гомогенізатори Hielscher оснащені датчиком температури та налаштуванням контролю температури, які дозволяють утримувати зразки в добре контрольованому температурному діапазоні.
Для отримання більш детальної інформації про ультразвукові гомогенізатори тканин, натисніть тут!

---

---

Література / Список літератури

• 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.