Máy trộn siêu âm trực tuyến có lực cắt cao

Các thiết bị siêu âm có lực cắt cao dùng cho quy trình trộn trực tuyến mang lại nhiều ưu điểm so với các máy đồng hóa keo thông thường. Việc sử dụng siêu âm công suất cao để trộn cho phép các máy trộn siêu âm có lực cắt cao của Hielscher tạo ra huyền phù keo và nhũ tương phân tán đồng đều với kích thước trong phạm vi nano. Máy đồng hóa siêu âm trực tuyến có thể xử lý mọi thể tích và độ nhớt, thậm chí có thể xử lý cả các hạt có tính mài mòn rất cao.

Trộn trực tuyến với lực cắt cao bằng siêu âm công suất cao

Đồng hóa trực tuyến các hệ huyền phù rắn–lỏng hoặc lỏng–lỏng là một ứng dụng cần thiết trong sản xuất nhiều loại vật liệu và hàng hóa. Máy trộn siêu âm trực tuyến có lực cắt cao được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất sơn, chất màu và mực in, polyme và vật liệu composite, nhiên liệu, thực phẩm và đồ uống, thực phẩm bổ sung dinh dưỡng, dược phẩm, mỹ phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân, cùng nhiều ngành khác. Máy đồng hóa siêu âm trực tuyến có lực cắt cao được sử dụng để trộn, phân tán, phá kết tụ, nhũ hóa, làm ướt, hòa tan và nghiền mịn các hạt. Một thế mạnh đặc biệt của máy trộn siêu âm trực tuyến có lực cắt cao là khả năng xử lý đáng tin cậy các vật liệu nano (ví dụ: hệ phân tán nano, nhũ tương nano).

Trộn siêu âm với lực cắt cao hoạt động như thế nào?

Quá trình trộn và đồng hóa siêu âm với lực cắt cao dựa trên nguyên lý hoạt động của hiện tượng xâm thực âm. Khi chất lỏng được xử lý bằng siêu âm ở cường độ cao, sóng siêu âm lan truyền qua môi trường lỏng và tạo ra các chu kỳ áp suất cao (nén) và áp suất thấp (giãn) luân phiên. Thiết bị siêu âm công suất cao hoạt động ở tần số khoảng 20kHz. Điều này có nghĩa là 20.000 dao động mỗi giây. Trong chu kỳ áp suất thấp, sóng siêu âm cường độ cao tạo ra các bọt chân không nhỏ trong chất lỏng. Khi bọt xâm thực đạt đến kích thước mà tại đó nó không thể hấp thụ thêm năng lượng, bọt sẽ sụp đổ dữ dội trong một chu kỳ áp suất cao. Hiện tượng bọt sụp đổ này được gọi bằng thuật ngữ kỹ thuật là “xâm thực”. Trong quá trình sụp đổ, nhiệt độ rất cao (khoảng 5.000K) và áp suất rất cao (khoảng 2.000atm) xuất hiện cục bộ. Sự sụp đổ của bọt xâm thực còn tạo ra các tia chất lỏng có vận tốc lên đến 280m/s. (xem Suslick 1998)
Các lực có cường độ rất cao và khả năng phá vỡ mạnh này cung cấp đủ năng lượng để nghiền, phá kết tụ và phân tán các hạt trong chất lưu, đồng thời đưa máy trộn siêu âm có lực cắt cao trở thành công nghệ xử lý ưu việt. Vì vậy, chúng được sử dụng như một kỹ thuật chế tạo và xử lý, đặc biệt trong các lĩnh vực mà công nghệ nano và vật liệu nano đóng vai trò then chốt đối với hiệu năng và chất lượng sản phẩm.

Hiệu quả xử lý và hiệu suất năng lượng vượt trội với máy trộn siêu âm

Các thiết bị xử lý siêu âm của Hielscher có hiệu suất năng lượng vượt trội >85%. Điều này giúp giảm chi phí điện năng vận hành và mang lại hiệu năng xử lý cao hơn. Kusters và cộng sự (1994) tổng kết trong nghiên cứu của họ rằng việc phân mảnh bằng siêu âm có hiệu quả tương đương với phương pháp nghiền thông thường.
Bằng cách áp dụng áp suất và tối ưu hóa quá trình siêu âm, công nghệ trộn siêu âm thường vượt xa các phương pháp trộn thông thường như máy trộn cánh quay, máy đồng hóa áp suất cao hoặc máy nghiền bi.
Trong một nghiên cứu khác, Pohl và cộng sự (2004) đã so sánh hiệu quả xử lý khi phân tán silica bằng siêu âm với các phương pháp trộn có lực cắt cao khác, chẳng hạn như sử dụng IKA Ultra-Turrax (hệ rôto–stato). Pohl và cộng sự đã so sánh khả năng giảm kích thước hạt Aerosil 90 (2%wt) trong nước bằng Ultra-Turrax (hệ rôto–stato) ở các thiết lập khác nhau với khả năng của máy trộn siêu âm có lực cắt cao UIP1000hd của Hielscher có buồng dòng chảy, vận hành ở chế độ liên tục. Nghiên cứu của Pohl và cộng sự kết luận rằng “ở mức năng lượng riêng EV không đổi, siêu âm hiệu quả hơn hệ rôto–stato” và “tần số siêu âm được áp dụng trong phạm vi từ 20 kHz đến 30 kHz không có ảnh hưởng lớn đến quá trình phân tán.”

Giảm kích thước hạt canxi hydroxyapatit bằng siêu âm (nồng độ chất rắn 30%, 150Ws/g US)

Mua máy trộn siêu âm trực tuyến có lực cắt cao ở đâu?

Hielscher Ultrasonics là đối tác đáng tin cậy của bạn trong các quy trình xử lý siêu âm hiệu năng cao, như nghiền, phân tán, nhũ hóa và hòa tan bằng siêu âm. Máy trộn siêu âm trực tuyến có lực cắt cao của Hielscher có thể tạo ra biên độ rất cao. Có thể dễ dàng duy trì liên tục biên độ lên đến 200µm khi vận hành 24/7/365. Các đầu phát siêu âm được tùy chỉnh có sẵn để đáp ứng biên độ cao hơn nữa. Nhiều loại buồng phản ứng siêu âm trực tuyến và các phụ kiện bổ sung cho phép thiết lập cấu hình lý tưởng cho ứng dụng siêu âm của bạn (ví dụ: nhũ hóa trực tuyến, giảm kích thước hạt và đồng hóa).
Phần mềm thông minh, menu kỹ thuật số trên màn hình cảm ứng, ghi dữ liệu tự động và điều khiển từ xa qua trình duyệt là những tính năng của máy đồng hóa siêu âm có lực cắt cao của Hielscher, giúp việc vận hành thân thiện với người dùng và đơn giản nhất. Công nghệ vệ sinh tại chỗ (CIP) giúp việc sử dụng máy trộn siêu âm có lực cắt cao trở nên thuận tiện. Độ bền, độ tin cậy, lắp đặt và vận hành đơn giản cùng nhu cầu bảo trì thấp là các đặc tính bổ sung giúp công việc hằng ngày với thiết bị siêu âm Hielscher trở nên dễ dàng hơn.

Hãy liên hệ với chúng tôi ngay để tìm hiểu thêm về cách máy trộn siêu âm trực tuyến có lực cắt cao có thể cải thiện quá trình xử lý các hệ rắn–lỏng và lỏng–lỏng của bạn! Đội ngũ được đào tạo bài bản và có nhiều năm kinh nghiệm của chúng tôi sẽ sẵn lòng hỗ trợ bạn với thông tin chi tiết hơn về các ứng dụng và giá cả.

Bảng dưới đây cho biết năng lực xử lý gần đúng của các thiết bị siêu âm của chúng tôi: