Siêu âm Homogenizers

Siêu âm homogenizers là công cụ mạnh mẽ để trộn và đồng nhất rắn-lỏng và lỏng-lỏng đình chỉ. Siêu âm đồng nhất là một quá trình cơ học để giảm các hạt trong một chất lỏng để chúng trở nên thống nhất nhỏ và phân bố đều. Hielscher cung cấp mạnh mẽ siêu âm homogenizers cho ứng dụng trong phòng thí nghiệm và quy mô sản xuất.

Các ứng dụng và tác động của siêu âm Homogenizers

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 homogenize mẫu để tạo ra hỗn hợp thống 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.
• Phá vỡ 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.
• Degassing Siêu âm homogenizers có thể được sử dụng để loại bỏ khí hòa tan từ chất lỏng, chẳng hạn như khử khí dung môi HPLC hoặc chất lỏng làm mát.
• Ultrasonically hỗ trợ hóa học phản ứng: 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, siêu âm homogenizers là một công cụ linh hoạt có thể được sử dụng cho một loạt các ứng dụng trong nghiên cứu, phát triển, và các quy trình công nghiệp.

Siêu âm vs Homogenizers áp suất cao

Các cơ chế phổ biến nhất cho đồng nhất là áp lực cao đồng nhất. Ở đó, chất lỏng được ép ở áp suất cao (xấp xỉ 2000 barg) thông qua một van đồng nhất. Khi đi qua các van, chất lỏng trải ra một ngắn (xấp xỉ 50 microsec.) áp suất cao chu kỳ áp suất thấp.
Trong khi cơ chế này hoạt động tốt cho các hạt nhỏ, mềm, như chất béo giọt trong sữa, nó có những hạn chế của nó khi được sử dụng cho phân tán của vật liệu cứng và mài mòn, chẳng hạn như sắc tố, phương tiện đánh bóng hoặc oxit kim loại, hoặc xơ và stringy vật liệu, chẳng hạn như trái cây hoặc bùn thải. Điều này là do tốc độ chất lỏng cao (lên đến 120mtr/giây) và vì các lỗ nhỏ của các van được sử dụng. Khi vật liệu mài mòn đi qua các máy bơm và lỗ van, nó gây ra mặc. Điều này làm giảm hiệu quả và thời gian cuộc sống của máy bơm và van.

Ưu điểm của siêu âm Homogenizers

Siêu âm homogenizers là rất hiệu quả cho việc giảm các hạt mềm và cứng. Đồng nhất được dựa trên cavitation. Khi chất lỏng được tiếp xúc với ultrasonication dữ dội, sóng âm thanh truyền qua chất lỏng gây ra xen kẽ áp suất cao và chu kỳ áp suất thấp (xấp xỉ 20000 chu kỳ/giây). Trong chu kỳ áp suất thấp, các bong bóng chân không nhỏ có cường độ cao được tạo ra trong chất lỏng, vì áp suất hơi lỏng đạt được.
Khi các bong bóng đạt đến một kích thước nhất định, chúng sụp đổ dữ dội trong một chu kỳ áp suất cao. Trong quá trình nổ áp suất rất cao và máy bay phản lực chất lỏng tốc độ cao được tạo ra tại địa phương. Các dòng kết quả và nhiễu loạn phá vỡ các hạt agglomerates và dẫn đến va chạm bạo lực giữa các hạt riêng lẻ.

Một lợi thế chính của homogenizers siêu âm là số lượng thấp của các bộ phận ướt và chuyển động. Điều này làm giảm hao mòn 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 orifices nhỏ hoặc ẩn.

Một ưu điểm khác là kiểm soát chính xác các thông số hoạt động ảnh hưởng đến cavitation. 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. Khi 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 hoại.

Hielscher siêu âm homogenizers được kiểm soát biên độ. Bằng việc này, biên độ điều chỉnh sẽ được duy trì trong tất cả các điều kiện hoạt động. Điều này làm cho ultrasonication kiểm soát và lặp lại. Sonication theo các thông số hoạt động giống hệt nhau sẽ mang lại kết quả phù hợp và tái sản xuất. Điều này là quan trọng đối với chất lượng của các vật liệu sản xuất và cho quy mô-up của quá trình kết quả từ phòng thí nghiệm đến mức sản xuất.

Siêu âm mô Homogenizers

Bên cạnh việc chuẩn bị phân tán và nhũ tương, homogenizers siêu âm được thiết lập vững chắc trong công nghệ sinh học, sinh vật di động và phân tử, và khoa học đời sống cho tế bào lysis và fractionation, mô gián đoạn, việc khai thác nội bào Các hợp chất cũng như sự cắt của DNA, RNA, và chromatin. Siêu âm homogenizers có sẵn để chuẩn bị mẫu của 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 để bổ sung sản xuất).
Để phá vỡ mô với một homogenizer siêu âm, một 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 cho các mẫu trong một phạm vi nhiệt độ kiểm soát tốt.

Siêu âm Homogenizers cho bất kỳ quy mô

Hielscher sản xuất homogenizers siêu âm cho sự đồng nhất của bất kỳ khối lượng mẫu cho 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 2L. 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.

Bảng dưới đây, cho biết các khuyến nghị chung của thiết bị tùy thuộc vào khối lượng hoặc tốc độ dòng được xử lý. Nhấp vào loại thiết bị để có thêm thông tin về mỗi homogenizer siêu âm.

Siêu âm Homogenizers cho các ứng dụng hiệu suất cao

Hielscher siêu âm homogenizers là con ngựa làm việc để trộn và homogenization. Siêu âm phòng thí nghiệm homogenizers là nhỏ gọn và một công cụ đáng tin cậy cho việc phân tán hiệu quả và nhanh chóng và nhũ hóa các mẫu nhỏ và vừa. Hielscher của công nghiệp siêu âm homogenizers là hiệu quả và vượt trội hơn các kỹ thuật đồng nhất truyền thống như homogenizers áp lực cao hoặc các nhà máy hạt. Hielscher công nghiệp homogenizers có thể cung cấp biên độ rất cao và do đó đặc biệt mạnh mẽ khi nói đến pha trộn, phân tán và phay quá trình. 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. 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.
Khách hàng của chúng tôi được hài lòng bởi sự mạnh mẽ nổi bật và độ tin cậy của Ultrasonics Hielscher’ homogenizers. Việc lắp đặt trong các lĩnh vực ứng dụng nặng, môi trường đòi hỏi và hoạt động 24/7 đảm bảo xử lý hiệu quả và tiết kiệm. Tăng cường quy trình siêu âm làm giảm thời gian xử lý và đạt kết quả tốt hơn, tức là chất lượng cao hơn, năng suất cao hơn, sản phẩm sáng tạo.

---

---

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.