Buồng dòng chảy và thiết bị phản ứng trên dòng cho máy siêu âm phòng thí nghiệm
Xử lý siêu âm trên dòng ở quy mô phòng thí nghiệm
Các thiết bị phản ứng dạng buồng dòng chảy dành cho máy đồng nhất siêu âm đã được biết đến rộng rãi và được sử dụng phổ biến để xử lý thể tích lớn trong sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, việc sử dụng buồng dòng chảy siêu âm cũng mang lại nhiều lợi ích khi xử lý thể tích nhỏ hơn ở quy mô phòng thí nghiệm và quy mô thiết bị để bàn. Buồng dòng chảy siêu âm cho phép đạt được kết quả xử lý đồng đều vì vật liệu đi qua không gian giới hạn bên trong buồng dòng chảy theo một cách xác định. Các yếu tố xử lý siêu âm như thời gian lưu, nhiệt độ quá trình và số lượt đi qua có thể được kiểm soát chính xác để đạt được các mục tiêu một cách đáng tin cậy.
Buồng dòng chảy và thiết bị phản ứng trên dòng của Hielscher được trang bị áo làm mát để duy trì nhiệt độ quá trình tối ưu. Các thiết bị phản ứng dạng buồng dòng chảy có nhiều kích thước và hình dạng hình học khác nhau để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của quá trình.
Bằng cách sử dụng máy siêu âm phòng thí nghiệm kết hợp với thiết bị phản ứng dạng buồng dòng chảy, bạn có thể xử lý thể tích mẫu lớn hơn mà không cần nhiều công sức của người vận hành. Trong hệ thống buồng dòng chảy siêu âm, chất lỏng được bơm vào thiết bị phản ứng siêu âm làm bằng thép không gỉ hoặc thủy tinh. Trong buồng dòng chảy, chất lỏng hoặc huyền phù được xử lý siêu âm với mức độ có thể điều chỉnh chính xác. Toàn bộ vật liệu đi qua vùng điểm nóng xâm thực bên dưới đầu dò siêu âm và được xử lý siêu âm đồng đều. Sau khi đi qua vùng xâm thực, chất lỏng đến cửa ra của buồng dòng chảy. Tùy thuộc vào quá trình, việc xử lý siêu âm theo dòng chảy có thể được thực hiện qua một lượt hoặc nhiều lượt. Để duy trì một mức nhiệt độ nhất định có lợi cho quá trình, ví dụ như để ngăn ngừa sự phân hủy của vật liệu nhạy nhiệt trong quá trình xử lý siêu âm, các thiết bị phản ứng dạng buồng dòng chảy được trang bị áo để cải thiện khả năng tản nhiệt.
Từ thể tích nhỏ đến lớn: Kết quả xử lý có thể được mở rộng quy mô một cách tuyến tính từ các thể tích nhỏ hơn được xử lý ở quy mô phòng thí nghiệm và quy mô thiết bị để bàn lên mức năng suất xử lý rất lớn ở quy mô sản xuất công nghiệp. Máy siêu âm Hielscher có sẵn cho mọi thể tích từ microlít đến galông.
Buồng dòng chảy Hielscher có thể được hấp tiệt trùng toàn bộ và phù hợp để sử dụng với hầu hết các hóa chất.
Tìm hiểu thêm về các máy đồng nhất siêu âm phòng thí nghiệm và máy đồng nhất siêu âm công nghiệp của chúng tôi!
Thiết bị phản ứng dạng buồng dòng chảy siêu âm để xử lý siêu âm liên tục trên dòng cho các thể tích nhỏ hơn
Máy đồng nhất siêu âm phòng thí nghiệm UP200Ht với buồng dòng chảy để xử lý siêu âm trên dòng
Thiết bị siêu âm phòng thí nghiệm và buồng dòng chảy
Dưới đây là các thiết bị siêu âm phòng thí nghiệm của chúng tôi cùng với buồng dòng chảy và đầu dò siêu âm tương thích
UP400ST (24kHz, 400W):
Các đầu dò siêu âm S24d14D, S24d22D và S24d22L2D được trang bị vòng đệm kín chữ O. Các loại đầu dò siêu âm S24d14D và S24d22D tương thích với buồng dòng chảy FC22K (bằng thép không gỉ, có áo làm mát).
UP200ST (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
Các đầu dò siêu âm S24d2D và S24d7D được trang bị vòng đệm kín chữ O và tương thích với buồng dòng chảy FC7K (bằng thép không gỉ, có áo làm mát) và FC7GK (buồng dòng chảy bằng thủy tinh, có áo làm mát).
UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
Có thể sử dụng cùng các mẫu đầu dò siêu âm và buồng dòng chảy cho cả UP50H và UP100H. Các đầu dò siêu âm MS7 và MS7L2 có bộ phận làm kín, giúp chúng phù hợp để sử dụng với buồng dòng chảy D7K (bằng thép không gỉ) và GD7K (buồng dòng chảy bằng thủy tinh, có áo làm mát).
Cách tối ưu hóa điều kiện vận hành trong buồng dòng chảy siêu âm
Hielscher Ultrasonics cung cấp cho bạn nhiều loại buồng dòng chảy siêu âm và thiết bị phản ứng hóa siêu âm. Thiết kế buồng dòng chảy (tức là hình dạng hình học và kích thước của buồng dòng chảy) cùng đầu dò siêu âm cần được lựa chọn phù hợp với chất lỏng hoặc huyền phù và kết quả xử lý mong muốn.
Bảng dưới đây trình bày các thông số quan trọng nhất ảnh hưởng đến điều kiện siêu âm trong buồng dòng chảy.
- Nhiệt độ: Buồng dòng chảy có áo làm mát giúp duy trì nhiệt độ xử lý mong muốn. Nhiệt độ cao gần điểm sôi đặc trưng của lưu chất làm giảm cường độ xâm thực do khối lượng riêng của chất lỏng giảm.
- Áp suất: Áp suất là một thông số làm tăng cường xâm thực. Việc tăng áp cho buồng dòng chảy siêu âm làm tăng khối lượng riêng của lưu chất và do đó tăng cường xâm thực âm. Buồng dòng chảy phòng thí nghiệm của Hielscher có thể được tăng áp lên đến 1 barg, trong khi buồng dòng chảy và thiết bị phản ứng công nghiệp của Hielscher có thể chịu áp suất lên đến 300atm (khoảng 300 barg).
- Độ nhớt của chất lỏng: Độ nhớt của chất lỏng là một yếu tố quan trọng đối với hệ thống siêu âm trên dòng. Buồng dòng chảy nhỏ dùng trong phòng thí nghiệm nên ưu tiên sử dụng với môi trường có độ nhớt thấp, trong khi buồng dòng chảy công nghiệp của Hielscher phù hợp với vật liệu có độ nhớt từ thấp đến cao, bao gồm cả vật liệu dạng nhão.
- Thành phần của chất lỏng: Ảnh hưởng của độ nhớt chất lỏng đã được mô tả ở trên. Nếu chất lỏng được xử lý không chứa chất rắn, việc bơm và cấp liệu sẽ đơn giản, đồng thời các đặc tính dòng chảy có thể dự đoán được. Đối với huyền phù chứa chất rắn như hạt và sợi, phải lựa chọn hình dạng buồng dòng chảy có xét đến kích thước hạt hoặc chiều dài sợi. Hình dạng hình học phù hợp của buồng dòng chảy tạo điều kiện cho lưu chất chứa chất rắn chảy qua và bảo đảm xử lý siêu âm đồng đều.
- Khí hòa tan: Chất lỏng được cấp vào buồng dòng chảy siêu âm không nên chứa lượng lớn khí hòa tan vì các bọt khí cản trở sự hình thành xâm thực âm và các bọt chân không đặc trưng của hiện tượng này.
Thiết bị phản ứng dạng buồng dòng chảy FC22K cho máy siêu âm phòng thí nghiệm UP400ST
Các thiết bị phản ứng siêu âm theo dòng chảy ở quy mô nhỏ và lớn được sử dụng rất phổ biến trong nghiên cứu, nghiên cứu và phát triển (R&D) và công nghiệp vì chúng cho phép nghiên cứu và kiểm soát các cơ chế cũng như tác động của quá trình xử lý siêu âm công suất cao. Do đó, buồng dòng chảy siêu âm và thiết bị phản ứng trên dòng đã được triển khai cho nhiều ứng dụng trong các quá trình sinh học, dược phẩm và hóa học – ở quy mô phòng thí nghiệm, thí điểm và công nghiệp.Máy đồng nhất, đầu dò siêu âm và buồng dòng chảy của Hielscher Ultrasonics có nhiều thiết kế khác nhau để lắp ráp hệ thống xử lý siêu âm lý tưởng. Đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm của chúng tôi sẽ tư vấn cấu hình thiết bị tối ưu cho các mục tiêu xử lý của bạn!
Bảng dưới đây cho biết công suất xử lý gần đúng của các máy siêu âm của chúng tôi:
| Thể tích mẻ | Lưu lượng | Thiết bị được khuyến nghị |
|---|---|---|
| 1 đến 500mL | 10 đến 200mL/min | UP100H |
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 đến 20L | 0,2 đến 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 đến 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lớn hơn | cụm thiết bị UIP16000 |
Liên hệ với chúng tôi! / Hãy đặt câu hỏi cho chúng tôi!
Hielscher Ultrasonics sản xuất máy đồng nhất siêu âm hiệu suất cao cho các ứng dụng trộn, phân tán, nhũ hóa và chiết xuất ở quy mô phòng thí nghiệm, thí điểm và công nghiệp.
Tài liệu / Tài liệu tham khảo
- 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.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Shah Purvin, Parameswara Rao Vuddanda, Sanjay Kumar Singh, Achint Jain, and Sanjay Singh (2014): Pharmacokinetic and Tissue Distribution Study of Solid Lipid Nanoparticles of Zidov in Rats. Journal of Nanotechnology, Volume 2014.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): Thermal and ultrasonic influence in the formation of nanometer scale hydroxyapatite bio-ceramic. Int J Nanomedicine. 2011; 6: 2083–2095.
Hielscher Ultrasonics sản xuất máy đồng nhất siêu âm hiệu suất cao từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp.