Máy trộn theo mẻ siêu âm cắt cao dành cho phòng thí nghiệm & Quy mô sản xuất

Làm ướt, ngâm nước, đồng nhất hóa, nghiền, phân tán, nhũ hóa và hòa tan là những ứng dụng phổ biến của máy trộn siêu âm cắt cao theo mẻ của Hielscher. Quá trình trộn theo mẻ bằng siêu âm được thực hiện ở tốc độ cao, mang lại kết quả đáng tin cậy và có thể lặp lại, đảm bảo chất lượng quy trình vượt trội ở quy mô phòng thí nghiệm, quy mô bàn làm việc và quy mô sản xuất thương mại đầy đủ. Các máy đồng nhất hóa theo mẻ đa năng của Hielscher mang đến cho bạn khả năng trộn tốc độ cao các hỗn hợp rắn/lỏng và lỏng/lỏng đồng nhất, đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm cao nhất.

Trộn theo mẻ tốc độ cao bằng sóng siêu âm: Tăng cường quy trình với lực cắt cao

• Sự phân tán nhanh chóng: Phân tán tức thì các hạt có kích thước dưới micromet & vật liệu nano.
• Khả năng xử lý đa năng: Rất phù hợp cho các chất có độ nhớt cao, chất dạng bột nhão và vật liệu mài mòn.
• Mở rộng quy mô tuyến tính: Kết quả hoàn toàn có thể tái tạo được, từ phòng thí nghiệm đến quy trình sản xuất hàng loạt.
• Tiết kiệm năng lượng: Mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn so với các công nghệ cạnh tranh.

Trộn hàng loạt tốc độ cao với siêu âm lực cắt cao

Phương pháp trộn theo mẻ bằng sóng siêu âm với lực cắt cao đánh dấu một bước tiến đáng kể so với các công nghệ truyền thống như máy trộn rotor-stator, máy trộn phản lực và hệ thống UltraTurrax, mang lại hiệu quả quy trình và chất lượng sản phẩm vượt trội. Trong khi các phương pháp truyền thống dựa vào lực cắt cơ học, máy trộn siêu âm sử dụng sóng âm năng lượng cao để tạo ra hiện tượng xâm thực âm thanh, tạo ra một môi trường trộn vi mô độc đáo được đặc trưng bởi các điều kiện cục bộ cực đoan. Hiện tượng này tạo ra sóng xung kích và các tia chất lỏng có tốc độ cao lên đến 280 m/s, cung cấp sự khuấy trộn vi mô mạnh mẽ cần thiết để làm ướt bột nhanh chóng, phân tán tức thì các hạt có kích thước dưới micromet và nano, đồng thời tạo ra các nhũ tương hoàn toàn đồng nhất.
Ngoài những ưu điểm về quá trình trộn vi mô này, các hệ thống siêu âm còn nổi bật với hiệu suất năng lượng cao hơn đáng kể, xử lý dễ dàng các vật liệu có tính mài mòn và cho phép thực hiện quy trình làm sạch nhanh chóng, không gây hư hại (CIP/SIP), khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi khắt khe.

Ai nên sử dụng phương pháp trộn theo mẻ bằng sóng siêu âm với lực cắt cao?

Phương pháp trộn theo mẻ bằng sóng siêu âm với lực cắt cao là giải pháp lý tưởng cho các nhà sản xuất, nhà phát triển công thức và bộ phận R&D&Các giải pháp D được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nơi độ chính xác, tính nhất quán và khả năng phân tán nhanh là những yêu cầu bắt buộc. Giải pháp này đặc biệt hữu ích cho các doanh nghiệp chuyên xử lý vật liệu nano và dưới micromet, các loại bột nhão có độ nhớt cao, hỗn hợp mài mòn, hoặc các công thức phức tạp dạng rắn-lỏng và lỏng-lỏng. Các ngành công nghiệp như mỹ phẩm, dược phẩm, vật liệu tiên tiến, thực phẩm & đồ uống, sơn & Các lĩnh vực sơn phủ, hóa chất chuyên dụng và công nghệ nano đều dựa vào công nghệ này để đạt được khả năng thấm ướt bột tức thì, tạo nhũ tương đồng nhất và giảm kích thước hạt ổn định mà không gây suy giảm do nhiệt. Nếu quy trình của quý vị đòi hỏi kết quả có thể tái tạo, khả năng mở rộng quy mô hoàn toàn tuyến tính từ phòng thí nghiệm sang sản xuất, và mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn so với các hệ thống rotor-stator truyền thống, thì quy trình trộn theo mẻ bằng siêu âm cắt cao được thiết kế để đáp ứng chính xác các yêu cầu kỹ thuật của quý vị.

Xâm thực âm thanh – Nguyên lý hoạt động của lực cắt và quá trình trộn bằng sóng siêu âm

Khi các sóng siêu âm có năng lượng cao được truyền vào chất lỏng và hỗn hợp bùn, các chu kỳ luân phiên giữa áp suất cao và áp suất thấp (ví dụ: 20.000 chu kỳ mỗi giây ở tần số 20 kHz) sẽ tạo ra các bong bóng chân không hoặc khoảng trống trong chất lỏng. Các bong bóng này tiếp tục phình to qua nhiều chu kỳ cho đến khi chúng vỡ tung dữ dội do không thể hấp thụ thêm năng lượng. Trong quá trình bong bóng sụp đổ, các điều kiện cực đoan cục bộ được tạo ra: nhiệt độ lên đến 5.000K, áp suất lên đến 2.000 atm và các tia chất lỏng có vận tốc lên đến 280 m/s. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng xâm thực. Cavitation siêu âm được ứng dụng thành công trong nhiều ứng dụng trộn, nghiền và xay, ví dụ như để xử lý chất keo, bột, chất lỏng, dầu, mỡ, nhựa, epoxy, bột màu, mực in, sơn, silicone, kem, gel, polymer, urethane và nhiều chất khác.
 

Quá trình trộn bằng sóng siêu âm dựa trên hiện tượng xâm thực âm thanh và các lực cắt thủy động lực học do hiện tượng này tạo ra.

Tại sao Ultrasonics? – Để kiểm soát toàn bộ quy trình

Trộn siêu âm cho phép bạn kiểm soát tất cả các thông số quá trình quan trọng một cách chính xác. Điều này rất quan trọng để đạt được kết quả quy trình tối ưu trong khi hoạt động hiệu quả nhất.

• Biên độ siêu âm:

Sự dịch chuyển của các khu vực nằm ngang tại sonotrode (sừng siêu âm / đầu dò) có thể được điều chỉnh theo yêu cầu quá trình bằng cách cài đặt công suất của thiết bị siêu âm, lựa chọn sonotrode và bằng cách sử dụng sừng tăng cường.

• Áp lực:

Việc áp dụng áp suất vào quá trình siêu âm có tác dụng tăng cường hiệu quả quá trình, và được gọi là siêu âm áp suất (MS). Hiện tượng xâm thực siêu âm dưới áp suất cao trở nên mạnh mẽ và dữ dội hơn. Do đó, Hielscher cung cấp các bình phản ứng đợt kín có thể chịu áp suất.

• Thời gian sonication:

Theo nguyên tắc chung, thời gian siêu âm càng dài thì quá trình sẽ càng đạt được nhiều tiến bộ hơn, ví dụ như trong việc giảm kích thước, phân tán, v.v. – với điều kiện là đủ cường độ được áp dụng để ảnh hưởng đến môi trường xử lý.

• Nhiệt độ:

Siêu âm là một kỹ thuật xử lý cơ học không sinh nhiệt. Tuy nhiên, theo định luật nhiệt động lực học, năng lượng được truyền vào vật chất cuối cùng sẽ luôn chuyển hóa thành nhiệt. Tuy nhiên, hiệu suất năng lượng vượt trội của các thiết bị siêu âm Hielscher đảm bảo rằng lên đến 90% năng lượng từ nguồn cấp sẽ được chuyển đổi thành sóng siêu âm và truyền vào môi trường xử lý.

• Độ nhớt:

Độ nhớt của môi trường xử lý là một yếu tố quan trọng trong quá trình xử lý bằng sóng siêu âm. Đối với các ứng dụng như giảm kích thước hạt, nghiền và phân tán, va chạm giữa các hạt do sóng xung kích cavitation gây ra là một trong những tác động chính của quá trình dẫn đến sự vỡ hạt; do đó, mật độ hạt cao sẽ mang lại lợi ích.

Hãy cùng chúng tôi thiết kế giải pháp trộn âm lý tưởng cho bạn!

Để xác định các điều kiện quy trình tối ưu (= kết quả tốt nhất với đầu vào năng lượng tối thiểu cần thiết), các thông số được đặt tên ở trên phải được thiết lập phù hợp với mục tiêu quy trình mục tiêu.
Việc thử nghiệm khả thi và tối ưu hóa quy trình có thể được thực hiện dễ dàng ở quy mô phòng thí nghiệm và quy mô bàn thí nghiệm. Tất cả các kết quả thu được đều có thể được tái tạo chính xác và mở rộng theo tỷ lệ tuyến tính lên quy mô sản xuất. Hielscher Ultrasonics cung cấp cho quý khách dịch vụ tư vấn chuyên nghiệp cùng phòng thí nghiệm quy trình được trang bị đầy đủ, nơi chúng tôi có thể cùng quý khách hoặc thay mặt quý khách tối ưu hóa quy trình!
Hielscher là chuyên gia của bạn cho các giải pháp quá trình siêu âm. Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay, chúng tôi vui mừng giới thiệu cho bạn đơn vị phù hợp để giải quyết nhu cầu ứng dụng của bạn!

Văn học / Tài liệu tham khảo