Siêu âm Homogenizers
Siêu âm homogenizers là công cụ mạnh mẽ để trộn và homogenize rắn-lỏng và lỏng-lỏng đình chỉ. Đồng nhất siêu âm là một quá trình cơ học để giảm các hạt trong chất lỏng để chúng trở nên nhỏ đồng đều và phân bố đều. Hielscher cung cấp homogenizers siêu âm mạnh mẽ cho ứng dụng trong phòng thí nghiệm và quy mô sản xuất.
Ứng dụng và tác động của homogenizers siêu âm
Siêu âm homogenizers là máy trộn mạnh mẽ và đáng tin cậy, được sử dụng trong phòng thí nghiệm và công nghiệp cho nhiều ứng dụng.
Một homogenizer siêu âm có thể được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau, bao gồm:
- Đồng nhất hóa: Siêu âm homogenizers có thể đồng nhất hóa mẫu để tạo ra hỗn hợp đồng nhất và nhất quán.
- Phân tán: Siêu âm homogenizers có thể được sử dụng để phân tán các hạt rắn trong chất lỏng để tạo ra huyền phù ổn định. Ultrasonication là phi thường hiệu quả trong việc tạo ra phân tán nano.
- Nhũ tương hóa: Siêu âm homogenizers có thể được sử dụng để tạo ra nhũ tương ổn định và nanoemulsions bằng cách phá vỡ và phân tán chất lỏng không thể trộn lẫn, chẳng hạn như dầu và nước.
- Gián đoạn tế bào: Siêu âm homogenizers có thể phá vỡ các tế bào mở để trích xuất các thành phần nội bào như protein, axit nucleic, enzyme, và các chất chuyển hóa.
- Khử khí: Siêu âm homogenizers có thể được sử dụng để loại bỏ khí hòa tan từ chất lỏng, chẳng hạn như degassing HPLC dung môi hoặc chất lỏng làm mát.
- Phản ứng hóa học hỗ trợ siêu âm: Siêu âm homogenizers cũng có thể được sử dụng cho sonication-hỗ trợ phản ứng hóa học, chẳng hạn như tổng hợp sonochemical, xúc tác hoặc suy thoái.
Nhìn chung, homogenizers siêu âm là một công cụ linh hoạt có thể được sử dụng cho một loạt các ứng dụng trong nghiên cứu, phát triển, và quá trình công nghiệp.
Siêu âm điện để giảm kích thước hạt: Khi homogeizers siêu âm được sử dụng cho các ứng dụng như trộn, phân tán và nhũ hóa hóa, mục tiêu là để giảm các hạt nhỏ hoặc giọt trong một chất lỏng hoặc bùn để cải thiện tính đồng nhất và ổn định của hỗn hợp. Những hạt này (pha phân tán) có thể là chất rắn hoặc chất lỏng. Việc giảm đường kính trung bình của các hạt làm tăng số lượng hạt riêng lẻ. Điều này dẫn đến giảm khoảng cách hạt trung bình và tăng diện tích bề mặt hạt. Đồ họa cho thấy mối tương quan giữa đường kính hạt riêng lẻ và tổng diện tích bề mặt. Diện tích bề mặt và khoảng cách hạt trung bình có thể ảnh hưởng đến lưu biến của chất lỏng.
Nếu có sự khác biệt về trọng lượng riêng giữa các hạt và chất lỏng, tính đồng nhất của hỗn hợp có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của sự phân tán. Nếu kích thước hạt tương tự đối với phần lớn các hạt, xu hướng kết tụ trong quá trình lắng hoặc tăng sẽ giảm, bởi vì các hạt tương tự có tốc độ tăng hoặc lắng tương tự.
Siêu âm vs áp suất cao Homogenizers
Cơ chế phổ biến nhất để đồng nhất hóa là đồng nhất hóa áp suất cao. Ở đó, chất lỏng được ép ở áp suất cao (khoảng 2000 barg) thông qua một van đồng nhất. Khi đi qua van, chất lỏng trải qua một chu kỳ áp suất thấp áp suất cao ngắn (khoảng 50 microsec).
Mặc dù cơ chế này hoạt động tốt đối với các hạt nhỏ, mềm, chẳng hạn như các hạt chất béo trong sữa, nhưng nó có những hạn chế khi được sử dụng để phân tán các vật liệu cứng và mài mòn, chẳng hạn như bột màu, phương tiện đánh bóng hoặc oxit kim loại, hoặc vật liệu sợi và xâu chuỗi, chẳng hạn như trái cây xay nhuyễn, tảo hoặc bùn. Điều này là do tốc độ chất lỏng cao (lên đến 120mtr / giây) và do các lỗ nhỏ của các van được sử dụng. Khi vật liệu mài mòn đi qua máy bơm và lỗ van, nó gây ra mài mòn. Điều này làm giảm hiệu quả và tuổi thọ của máy bơm và van.
Ưu điểm của siêu âm Homogenizers
- Siêu âm homogenizers sản xuất các hạt nhỏ / giọt và một đường cong phân phối hẹp.
- Siêu âm homogenizers có thể xử lý nồng độ rắn cao.
- Siêu âm homogenizers chuẩn bị chuồng huyền phù, phân tán và nhũ tương.
- Siêu âm homogenizers có thể kiểm soát chính xác như các thông số quá trình quan trọng (ví dụ như biên độ, công suất, thời gian, nhiệt độ và áp suất) có thể được ảnh hưởng và điều chỉnh.
- Siêu âm homogenizers rất hiệu quả, tiết kiệm năng lượng, thân thiện với người dùng và an toàn để hoạt động.
Homogenizers siêu âm cho các ứng dụng nặng
Phay ướt, mài và pha trộn là những ứng dụng điển hình, nơi ultrasonicators được sử dụng như homogenizers đáng tin cậy. Siêu âm homogenizers rất hiệu quả để giảm các hạt mềm và cứng. Trái ngược với nhiều công nghệ đồng nhất khác, đồng nhất loại đầu dò siêu âm có thể xử lý ngay cả các vật liệu rất cứng, mài mòn và sợi.
Nguyên tắc làm việc của đồng nhất siêu âm dựa trên cavitation. Khi chất lỏng được tiếp xúc với siêu âm cường độ cao, sóng âm thanh truyền qua chất lỏng gây ra các chu kỳ áp suất cao và áp suất thấp xen kẽ (khoảng 20000 chu kỳ / giây). Trong chu kỳ áp suất thấp, các bong bóng chân không nhỏ cường độ cao được tạo ra trong chất lỏng, khi đạt được áp suất hơi lỏng.
Khi các bong bóng đạt đến một kích thước nhất định, chúng sụp đổ dữ dội trong một chu kỳ áp suất cao. Trong vụ nổ này, áp suất rất cao và máy bay phản lực chất lỏng tốc độ cao được tạo ra cục bộ. Các dòng điện và nhiễu loạn kết quả phá vỡ các kết tụ hạt và dẫn đến va chạm dữ dội giữa các hạt riêng lẻ.
Một lợi thế lớn của đồng nhất siêu âm là số lượng thấp các bộ phận ướt và chuyển động. Điều này làm giảm hao mòn ma sát và thời gian làm sạch. Chỉ có hai phần ướt: Sonotrode và tế bào dòng chảy. Cả hai đều có hình học đơn giản và không có lỗ nhỏ hoặc ẩn.
Một ưu điểm khác là kiểm soát chính xác các thông số hoạt động ảnh hưởng đến xâm thực. Hielscher siêu âm homogenizers có thể được sử dụng ở biên độ dao động từ khoảng 1 đến 200 micron. Áp suất chất lỏng có thể dao động từ 0 đến xấp xỉ 500psig. Vì biên độ và áp suất là các thông số có ảnh hưởng nhất, phạm vi hoạt động rộng của mỗi tham số cho phép xử lý rất nhẹ nhàng đến rất phá hủy.
Hielscher siêu âm homogenizers được kiểm soát biên độ. Bằng cách này, biên độ điều chỉnh sẽ được duy trì trong mọi điều kiện hoạt động. Điều này làm cho ultrasonication có thể kiểm soát và lặp lại. Sonication dưới các thông số hoạt động giống hệt nhau sẽ mang lại kết quả nhất quán và tái tạo. Điều này rất quan trọng đối với chất lượng của vật liệu được sản xuất và cho việc mở rộng kết quả quy trình từ phòng thí nghiệm đến cấp độ sản xuất.
Siêu âm homogenizers cho bất kỳ quy mô
Hielscher sản xuất homogenizers siêu âm cho sự đồng nhất của bất kỳ khối lượng mẫu để xử lý hàng loạt hoặc nội tuyến. Máy đồng âm siêu âm trong phòng thí nghiệm có thể được sử dụng cho khối lượng từ 1,5mL đến xấp xỉ 5L. Máy đồng nhất công nghiệp siêu âm được sử dụng để phát triển quá trình và sản xuất các lô từ 0,5 đến khoảng 2000L hoặc tốc độ dòng chảy từ 0,1L đến 20m³ mỗi giờ.
Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng Sản xuất tại Đức
Hielscher ultrasonicators nổi tiếng với chất lượng cao nhất và tiêu chuẩn thiết kế của họ. Mạnh mẽ và hoạt động dễ dàng cho phép tích hợp trơn tru của ultrasonicators của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi dễ dàng được xử lý bởi Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics là một công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt nhấn mạnh vào ultrasonicators hiệu suất cao có công nghệ tiên tiến và thân thiện với người dùng. Tất nhiên, Hielscher ultrasonicators là CE tuân thủ và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.
Khối lượng hàng loạt | Tốc độ dòng chảy | Thiết bị được đề xuất |
---|---|---|
0.5 đến 1,5mL | N.A. | LọTweeter |
1 đến 500mL | 10 đến 200ml / phút | UP100H |
10 đến 2000mL | 20 đến 400ml / phút | UP200Ht, UP400St |
0.1 đến 20L | 0.2 đến 4L / phút | UIP2000hdT |
10 đến 100L | 2 đến 10L / phút | UIP4000hdT |
15 đến 150L | 3 đến 15L / phút | UIP6000hdT |
N.A. | 10 đến 100L / phút | UIP16000 |
N.A. | Lớn | Cụm UIP16000 |
Homogenizers siêu âm cho các ứng dụng hiệu suất cao
Hielscher siêu âm homogenizers là con ngựa làm việc để trộn và đồng nhất. Máy đồng nhất phòng thí nghiệm siêu âm nhỏ gọn và là một công cụ đáng tin cậy để phân tán và nhũ tương hóa hiệu quả và nhanh chóng các mẫu vừa và nhỏ. Máy đồng nhất siêu âm công nghiệp của Hielscher có hiệu quả và vượt trội hơn các kỹ thuật đồng nhất hóa truyền thống như đồng nhất áp suất cao hoặc nhà máy hạt. Máy đồng nhất công nghiệp Hielscher có thể cung cấp biên độ rất cao và do đó đặc biệt mạnh mẽ khi nói đến quá trình trộn, phân tán và phay. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy liên tục trong hoạt động 24/7. Đối với biên độ cao hơn, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn. Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 ở nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi khắt khe.
Khách hàng của chúng tôi hài lòng bởi sự mạnh mẽ và độ tin cậy vượt trội của Hielscher Ultrasonics’ đồng nhất. Việc lắp đặt trong các lĩnh vực ứng dụng nặng, môi trường đòi hỏi khắt khe và hoạt động 24/7 đảm bảo xử lý hiệu quả và tiết kiệm. Tăng cường quá trình siêu âm làm giảm thời gian xử lý và đạt được kết quả tốt hơn, tức là chất lượng cao hơn, năng suất cao hơn, sản phẩm sáng tạo.
Liên hệ với chúng tôi! / Hãy hỏi chúng tôi!
siêu âm mô homogenizers
Bên cạnh việc chuẩn bị phân tán và nhũ tương, đồng nhất siêu âm được thiết lập vững chắc trong công nghệ sinh học, sinh học tế bào và phân tử, và khoa học đời sống để ly giải và phân đoạn tế bào, phá vỡ mô, khai thác các hợp chất nội bào cũng như cắt DNA, RNA và nhiễm sắc thể. Siêu âm homogenizers có sẵn để chuẩn bị mẫu khối lượng nhỏ (0,1mL) lên đến khối lượng rất lớn cho các quá trình công nghiệp (ví dụ như khai thác các hợp chất hoạt tính sinh học cho sản xuất bổ sung).
Để phá vỡ mô bằng máy đồng nhất siêu âm, dung dịch đệm đẳng trương được sử dụng để ngăn chặn thiệt hại thẩm thấu. Hielscher siêu âm homogenizers đi kèm với một cảm biến nhiệt độ và thiết lập kiểm soát nhiệt độ, cho phép để giữ các mẫu trong một phạm vi nhiệt độ kiểm soát tốt.
Để biết thêm chi tiết về đồng nhất mô siêu âm, bấm vào đây!
Văn học / Tài liệu tham khảo
- 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.
Sự thật đáng biết
Các ứng dụng của siêu âm Probe-Type Homogenizers
Lĩnh vực ứng dụng, nơi đồng nhất đầu dò siêu âm được sử dụng thành công, bao gồm các quy trình đa dạng trong các ngành công nghiệp khác nhau. các ứng dụng nổi bật nhất của ultrasonicators bao gồm việc chuẩn bị huyền phù, phân tán và nhũ tương, phay ướt các hạt micron và nano, hòa tan bột và viên nén, sản xuất chiết xuất từ thực vật, ly giải tế bào, khai thác và cắt tiếp theo của DNA, RNA và chromatin, khai thác protein, đóng gói các API trong liposome, và phản ứng sonochemical, nơi sóng siêu âm mạnh mẽ được sử dụng để bắt đầu và tăng tốc rections (xúc tác sono, tổng hợp sono), để tăng chuyển khối lượng và chuyển đổi con đường phản ứng.