Siêu âm tan rã: làm ướt, hòa tan, phân tán

Tích hợp siêu âm được sử dụng rộng rãi để ẩm ướt, phân tán hoặc hòa tan các hạt và bột thành chất lỏng. Ultrasonicators hiệu suất cao tạo ra lực cắt mạnh mẽ, phá vỡ và vỡ tập hợp, agglomerates và các hạt chính để vi mô hoặc kích thước nano. Việc xử lý hạt đồng đều trong trường cavitation âm thanh kết quả trong một phân phối hạt hẹp và một bề mặt hạt đồng nhất.

Siêu âm tan rã và ứng dụng của họ

Siêu âm phân hủy cung cấp lực cắt mạnh mẽ, tạo ra các tác động cần thiết trên chất rắn như hạt, tinh thể, và sợi để phá vỡ chúng và phá vỡ chúng xuống đến một kích thước nhắm mục tiêu, ví dụ micron-hoặc kích thước nano. Khi so sánh với các phương pháp tan rã thay thế như máy trộn lưỡi cắt cao, máy đồng hóa áp suất cao, các nhà máy hạt, microfluidizers vv. siêu âm tan rã cung cấp một số lợi thế lớn.

Ưu điểm của siêu âm tan rã

• Cavitation cường độ cao và cắt
• Chế biến hạt đồng phục
• nồng độ rắn cao
• Không có vòi phun/không tắc nghẽn
• Không có phương tiện phay (tức là hạt) cần thiết
• Khả năng mở rộng tuyến tính
• Dễ dàng & hoạt động an toàn
• Dễ dàng để làm sạch
• Quý khách & năng lượng hiệu quả

Nguyên tắc làm việc của đầu dò siêu âm-loại phân hủy dựa trên việc tạo ra cavitation âm thanh. Thông qua đầu dò siêu âm, sóng siêu âm cường độ cao được truyền vào môi trường quá trình (ví dụ như chất lỏng hoặc bùn). Các sóng siêu âm đi qua chất lỏng, ở đó chúng tạo ra các chu kỳ áp suất cao và áp suất thấp xen kẽ. Trong chu kỳ áp suất thấp bong bóng chân không phút, như vậy gọi là bong bóng cavitation, xảy ra. Những bong bóng cavitation phát triển qua một số chu kỳ áp lực cho đến khi chúng đạt đến một kích thước, nơi họ không thể hấp thụ bất kỳ năng lượng nhiều hơn. Tại thời điểm này, bong bóng cavitation implode dữ dội và tạo ra các điều kiện khắc nghiệt tại địa phương như nhiệt độ rất cao, áp suất, nhiệt độ cực đoan và chênh lệch áp suất (do tỷ lệ sưởi/làm mát cao và biến động áp suất), vi nhiễu và suối lỏng với vận tốc lên đến 180m/s. Những điều kiện triển lãm hiệu ứng cơ học đáng kể trên các hạt trong môi trường, vì các dòng chất lỏng tốc độ cao đẩy nhanh các hạt trong môi trường để các hạt va chạm. Bởi va chạm giữa các hạt, chất rắn (ví dụ, các hạt, sợi, tế bào) xói mòn, vỡ và được phân mảnh thành micron-và kích thước nano bit.
Các nhiễu loạn cao được tạo ra bởi ultrasonication làm tăng sự chuyển giao khối lượng giữa các giai đoạn và thúc đẩy do đó sự hòa tan bột hoặc phản ứng hóa học không đồng nhất. Điều này làm cho sự tan rã siêu âm công cụ ưa thích để tăng cường các quá trình như phay, phân tán, nhũ tương, và hòa tan.

Các ứng dụng của siêu âm tan rã

• phay & mài
• sự phóng đại & Phân tán
• nhũ tương
• Hòa tan bột
• Cải thiện chuyển khối lượng
• Phản ứng Sonochemical

Siêu âm tan rã cho kích thước hạt giảm

Siêu âm tan rã được sử dụng cho các hạt giảm kích thước và phân phối hạt, thời tiết này có nghĩa là comminution thực sự của các hạt chính (gọi là phay) hoặc vỡ của agglomerates (gọi là deagglomeration/phân tán).

Phân bố kích thước hạt và hình ảnh SEM của Mg2Si trước và sau khi siêu âm phay (UM). (a) phân bố kích thước hạt; (b) SEM hình ảnh trước khi phay siêu âm; (c) hình ảnh SEM sau khi phay siêu âm trong 50% PVP – 50% EtOH cho 2 h.
Nguồn: Marquez-Garcia et al. 2015.

Siêu âm tan rã cho phay & mài

Ultrasonically tạo cavitation tạo ra lực cắt cường độ cao và do đó liên quan đến va chạm đặc biệt. Các chất rắn trong các hành động bùn như Trung phay (tương đương với hạt hoặc ngọc trai trong một hạt/ngọc trai Mill): họ nhận được tăng tốc bởi các dòng lỏng cavitational, mà dễ dàng đạt được vận chuyển lên đến 180m/s. Khi các hạt trúng nhau với tốc độ rất lớn như vậy, họ phá vỡ và vỡ thành các mảnh vỡ micron và kích thước nano. Siêu âm tan rã thậm chí có thể phá vỡ các hạt chính. Lò phản ứng tế bào dòng chảy siêu âm đảm bảo điều trị thống nhất của tất cả các hạt để kết quả siêu âm phay trong một phân bố kích thước hạt hẹp.
Nhấp vào đây để tìm hiểu thêm về máy phay siêu âm!

Siêu âm tan rã cho Deagglomeration & Phân tán

Các thông số quá trình siêu âm có thể được kiểm soát rất chính xác, do đó các chất phân hủy siêu âm có thể nghiền các hạt chính khi biên độ cao và áp lực cao được áp dụng. Mặt khác, Hệ thống phân hủy siêu âm cũng có thể hoạt động ở biên độ thấp hơn và điều kiện nhẹ hơn, để cấu trúc hạt và bề mặt vẫn còn nguyên vẹn, nhưng agglomerates bị vỡ ngoài và các hạt riêng lẻ được phân bố thống nhất trong bùn.
Click vào đây để tìm hiểu thêm về siêu âm deagglomeration và phân tán!

Siêu âm tan rã cho emulsification

Khi hai chất lỏng không thể trộn lẫn (ví dụ, nước và dầu) được sonicated, cavitation siêu âm phá vỡ các giọt – sản xuất các giọt rất nhỏ của hai giai đoạn không thể trộn lẫn, sau đó được trộn với nhau. Vì sự tan rã siêu âm dễ dàng tạo ra các giọt có kích thước nano, nhũ tương siêu âm ổn định triển lãm sự ổn địchlâu dài và xuất hiện trong suốt rõ ràng.
Nhấn vào đây để đọc thêm về siêu âm Nano-emulsification!

Siêu âm tan rã cho hòa tan

Siêu âm tan rã được sử dụng để hòa tan bột và viên nén trong một thủ tục nhanh chóng, facile và an toàn. Ultrasonically tạo cavitation xói mòn bề mặt của chất rắn và vận chuyển các mảnh bị xói mòn vào lỏng sản xuất do đó một giải pháp đồng nhất.
Trong ngành công nghiệp dược phẩm, máy tính bảng hòa tan là một nhiệm vụ hàng ngày, ví dụ như cho mục đích phân tích. Khi máy tính bảng được tiếp xúc với một môi trường nước, viên thuốc hòa tan chậm trong một quá trình rất tốn thời gian. Ngay cả với việc sử dụng một máy khuấy phổ biến hoặc AGITATOR lưỡi, sự giải thể đầy đủ của máy tính bảng vẫn còn tốn thời gian. Siêu âm cavitation và lực cắt cực mạnh của nó tách các hạt từ máy tính bảng và vận chuyển chúng vào pha loãng, do đó giữ cho sự chuyển khối lượng giữa bề mặt máy tính bảng và tươi, pha loãng không bão hòa liên tục trong tiến trình. Điều này làm cho siêu âm hòa tan một quá trình cực kỳ nhanh chóng và hiệu quả, giúp tăng tốc độ giải thể thuốc.
Click vào đây để đọc thêm về siêu âm hòa tan!

Làm thế nào để một phân rã cơ khí làm việc?

Siêu âm phòng thí nghiệm phân rã sử dụng nguyên tắc cơ học tương tự như công nghiệp tan rã làm. Hệ thống trộn tan rã tan vỡ agglomerates và tập hợp, solubilize chất rắn hoặc phân tán các hạt rắn trong hỗn hợp chất lỏng. Siêu âm tan rã kết hợp một đầu dò siêu âm cường độ cao trong một thùng hàng loạt hoặc trong một lò phản ứng tế bào dòng chảy trong dòng. Các thăm dò (sonotrode) của phân hủy siêu âm rung động trong chất lỏng ở tần số rất cao và tạo ra cavitation siêu âm mạnh mẽ trong chất lỏng. Mỗi bong bóng cavitation sụp đổ kết quả trong lực cắt mạnh mẽ, phá vỡ agglomerates, tập hợp, và thậm chí cả các hạt chính. Ngoài ra, siêu âm cavitation sản xuất tốc độ cao cavitational streaming với lên đến 1000km/h. Các cavitational chất lỏng máy bay phản lực hạt vi lượng agglomerates, vỡ thành tế bào, cải thiện chuyển vật liệu trong bùn và phân tán chất rắn trong suốt khối lượng chất lỏng. Trong lĩnh vực siêu âm cavitation, áp lực thay thế nhanh chóng và liên tục giữa chân không và lên đến 1000bar. Một máy trộn quay với 4 lưỡi trộn cần phải hoạt động tại một 300.000 RPM kinh ngạc để đạt được cùng một tần số của chu kỳ áp lực xen kẽ. Máy trộn quay và rotor thông thường tạo ra không có lượng cavitation đáng kể vì giới hạn của chúng trong tốc độ.

Quan tâm đến việc tổng hợp Bottom-up của hạt nano? – Nhấn vào đây để đọc thêm!

Phòng thí nghiệm siêu âm tan rã

Thiết bị siêu âm loại đầu dò là một công cụ rất hữu ích trong mỗi phòng thí nghiệm. Một đầu dò siêu âm (còn được gọi là sonotrode) là một hình học đơn giản và thanh Titan dễ làm sạch mà các cặp vợ chồng rung động siêu âm thành chất lỏng. Hielscher làm cho đầu dò siêu âm và lời khuyên trong một loạt các kích cỡ. Đối với sự tan rã phổ biến nhất của chất rắn trong phòng thí nghiệm, đầu dò siêu âm của 3, 7, 14, hoặc đường kính tip 22mm là rất hữu ích. Các kích thước thăm dò khác và đầu dò siêu âm kích thước tùy chỉnh có sẵn. Thiết bị siêu âm điển hình cho phạm vi phân rã trong phòng thí nghiệm từ 100 đến 400 watt điện siêu âm.

Máy phân rã siêu âm công nghiệp

Hielscher tan rã công nghiệp là bộ vi xử lý siêu âm công suất cao được thiết kế cho sự tan rã liên tục nặng của các dòng bùn lớn. Các hệ thống công nghiệp có thể dễ dàng xử lý nồng độ rắn cao. Đầu dò siêu âm công nghiệp được trang bị một mặt bích có thể được gắn vào thùng thép, lò phản ứng thủy tinh hoặc thùng nhựa trong bất kỳ định hướng nào. Pressurizing tàu sonication hoặc tế bào dòng chảy tăng cường cavitation âm thanh và do đó quá trình sonication. Thiết bị phân hủy công nghiệp siêu âm điển hình dao động từ 1000 đến 16.000 watt công suất siêu âm cho mỗi sonotrode.

Các ngành công nghiệp, nơi phân rã siêu âm được tìm thấy rộng rãi:

• Phân tán, hòa tan, pha trộn các công thức rắn/lỏng
• Khoa học vật liệu
• Chuẩn bị mẫu trước khi phân tích
• Các ứng dụng hạt nano
• Functionalization hạt
• Phản ứng chuyển pha
• Kết tinh/lượng mưa
• Chế biến thực phẩm
• Ngành giấy
• Tiêu hóa sinh khối

Làm thế nào để mua đúng siêu âm tan rã?

Hielscher Ultrasonics là nhà sản xuất kinh nghiệm lâu năm của các chất phân hủy siêu âm hiệu suất cao, được sử dụng để phân tán và phá vỡ các hạt hoặc để hòa tan bột trong chất lỏng. Theo lãnh đạo thị trường, Hielscher thiết kế, sản xuất và phân phối siêu âm tan rã và homogenizers từ phòng thí nghiệm và băng ghế dự bị lên đến quy mô toàn công nghiệp.

Chúng tôi giúp bạn trả lời các câu hỏi sau đây để tìm ra sự tan rã siêu âm phù hợp nhất cho ứng dụng và nhu cầu của bạn:

• Ứng dụng mục tiêu của bạn là gì?
• Khối lượng điển hình phải được xử lý là gì?
• Các yếu tố quan trọng của quá trình là gì?
• Các tiêu chuẩn chất lượng là gì, mà phải đạt được?

Đội ngũ nhân viên được đào tạo và giàu kinh nghiệm của chúng tôi sẽ hỗ trợ bạn với bất kỳ câu hỏi nào và quan niệm về quy trình của bạn. Hielscher Ultrasonics cung cấp một tư vấn chuyên sâu về các quá trình siêu âm để giúp khách hàng của chúng tôi tìm kiếm các thiết bị siêu âm tối ưu. Nhưng dịch vụ của Hielscher không kết thúc ở đây, chúng tôi đào tạo khách hàng hoặc tại các tiện nghi của họ hoặc trong phòng thí nghiệm siêu âm và Trung tâm kỹ thuật của chúng tôi để hỗ trợ họ trong quá trình phát triển, tối ưu hóa và tăng quy mô.
Hielscher Ultrasonics’ bộ xử lý siêu âm công nghiệp dễ dàng cung cấp biên độ rất cao, được yêu cầu để phá vỡ các hạt cứng và agglomerates hoặc để xử lý slurries với nồng độ rắn cao. Hielscher tan rã công nghiệp có thể được chạy với biên độ lên đến 200 μm liên tục trong hoạt động 24/7. Đối với biên độ cao hơn thậm chí, tùy chỉnh siêu âm sonotrodes có sẵn. Các phụ kiện khác như sừng tăng cường, các tế bào dòng chảy, lò phản ứng sonication và các thiết lập tuần hoàn đầy đủ có sẵn và cho phép cấu hình hệ thống siêu âm của bạn được chỉ định theo yêu cầu quy trình của bạn.

Máy phân hủy siêu âm tinh vi và hòa tan

Hielscher Ultrasonics tập trung vào hiệu suất cao phân hủy với sự thân thiện người dùng cao nhất và nhà nước-of-the-nghệ thuật tiến bộ kỹ thuật. Điều này có nghĩa rằng các tiêu chuẩn của Hielscher phòng thí nghiệm phân rã thích ứng hơn và nhiều hơn nữa cho trí thông minh của máy móc công nghiệp. Người dùng có thể kiểm soát ultrasonicators kỹ thuật số của Hielscher qua điều khiển từ xa trình duyệt. Phần mềm ghi dữ liệu tự động viết tất cả các thông số siêu âm quan trọng như điện lưới, Tổng công suất, biên độ, nhiệt độ, áp suất, thời gian và ngày như tệp CSV trên thẻ SD-built-in. Hơn nữa, sự tan rã siêu âm có thể được lập trình để tự động tắt sau một thời gian xác định hoặc một đầu vào năng lượng cụ thể hoặc chương trình chế độ sonication Pulsating. Cảm biến nhiệt độ và áp suất pluggable cho phép theo dõi các điều kiện mẫu cẩn thận. Kể từ khi kiểm soát nhiệt độ của vật liệu nhạy cảm với nhiệt là một yếu tố quan trọng cho chất lượng của kết quả quá trình, Hielscher cung cấp các giải pháp khác nhau để giữ cho nhiệt độ quá trình trong phạm vi nhiệt độ nhắm mục tiêu.
Các chức năng tinh vi của ultrasonicators Hielscher đảm bảo điều khiển quá trình cao nhất, kết quả sonication đáng tin cậy và tái sản xuất, thân thiện với người dùng và làm việc thoải mái.
Hielscher Ultrasonics’ bộ vi xử lý siêu âm công nghiệp có thể cung cấp biên độ rất cao. Khuếch đại lên đến 200 μm có thể dễ dàng chạy trong 24/7 hoạt động. Đối với biên độ cao hơn thậm chí, tùy chỉnh siêu âm sonotrodes có sẵn. Khả năng chạy biên độ cao như vậy cho phép khách hàng của chúng tôi để xay các hạt chính efficaciously để kích thước nano. Mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép 24/7 hoạt động ở nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi.
Đọc thêm về siêu âm hòa tan và hòa tan!

Chất lượng – Sản xuất tại Đức

Là một doanh nghiệp do gia đình sở hữu và gia đình chạy, Hielscher tự hào về chất lượng cao của bộ xử lý siêu âm của nó. Tất cả các ultrasonicators được thiết kế, sản xuất và thử nghiệm tại trụ sở chính của chúng tôi tại Teltow gần Berlin, Đức. Mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép 24/7 hoạt động ở nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi.

Bạn có thể mua máy phân hủy siêu âm Hielscher trong tất cả các kích cỡ khác nhau và phạm vi giá cung cấp một ultrasonicator giá cả phải chăng phù hợp với ngân sách của bạn. Từ sự tan rã của hạt trong lọ phòng thí nghiệm nhỏ để phân rã dòng chảy liên tục của slurries trong sản xuất công nghiệp, Hielscher Ultrasonics có một sự phân hủy phù hợp cho bạn! Vui lòng liên hệ với chúng tôi – chúng tôi rất vui để giới thiệu cho bạn ultrasonicator thích hợp nhất!
Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm: