Hielscher Ultrasonics

เครื่องอัลตราโซนิกและหัวโพรบสำหรับกระบวนการของเหลว

Hielscher Ultrasonics นำเสนอเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงครบวงจร ตั้งแต่เครื่องมือขนาดกะทัดรัดสำหรับห้องปฏิบัติการไปจนถึงระบบอุตสาหกรรมที่แข็งแกร่ง ออกแบบมาเพื่อความแม่นยำและความน่าเชื่อถือ เครื่องอัลตราโซนิกของเราให้ผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้สำหรับการเตรียมตัวอย่าง การลดขนาดอนุภาค การสกัด และกระบวนการทางเคมี Hielscher Ultrasonics เป็นผู้ผลิตชั้นนำของเครื่องอัลตราโซนิกแบบหัวโพรบสำหรับการเตรียมตัวอย่าง การลดขนาดอนุภาค การสกัด การทำให้เป็นอิมัลชัน และกระบวนการทางเคมี ตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกขนาดกะทัดรัดสำหรับห้องปฏิบัติการไปจนถึงเครื่องทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกระดับอุตสาหกรรมที่ทรงพลัง ระบบของเราให้ผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้ด้วยประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงสุด เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ออกแบบและผลิตในประเทศเยอรมนี ได้รับความไว้วางใจทั่วโลกในด้านวัสดุศาสตร์ เคมี ชีววิทยา เภสัชกรรม และเทคโนโลยีอาหาร ไม่ว่าคุณจะประมวลผลปริมาตรระดับไมโครลิตรหรือหลายพันลิตรต่อชั่วโมง เรามีโซลูชันอัลตราโซนิกที่ปรับขนาดได้ซึ่งปรับให้เหมาะกับการใช้งานของคุณ

Sonicator models UP100H and UP400St

เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับห้องปฏิบัติการจาก Hielscher ครบวงจร

เหมาะสำหรับการวิจัยและการประมวลผลในปริมาณน้อย อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการของเราผสมผสานการควบคุมที่แม่นยำเข้ากับความอเนกประสงค์ รุ่นต่างๆ เช่น UP100H, UP200St และ UP400St มีขนาดกะทัดรัดแต่ทรงพลัง เหมาะสำหรับการใช้คลื่นเสียงแบบโพรบโดยตรงสำหรับปริมาตรตั้งแต่ 0.1 มล. ถึงหลายลิตร

เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายตัวอย่าง สำหรับการประมวลผลตัวอย่างแบบขนาน ระบบ VialTweeter และ UIP400MTP ของเราช่วยให้สามารถใช้คลื่นเสียงกับหลอดทดลองหรือแผ่นไมโครไทเตอร์หลายแผ่นพร้อมกันได้โดยปราศจากสิ่งปนเปื้อน โซลูชันเหล่านี้เหมาะสำหรับห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ การคัดกรองปริมาณมาก และกระบวนการทำงานด้านเภสัชกรรมที่ความสามารถในการทำซ้ำเป็นสิ่งสำคัญ การใช้งานทั่วไปในห้องปฏิบัติการ ได้แก่:

• การทำลายและสลายเซลล์เพื่อสกัด DNA/RNA
• การทำให้สารแขวนลอยและอิมัลชันเป็นเนื้อเดียวกัน
• การลดขนาดอนุภาคให้เหลือระดับนาโน
• การสกัดโดยใช้ตัวทำละลายและไม่ใช้ตัวทำละลาย

เครื่องโซนิเคเตอร์ขนาดนำร่อง เชื่อมช่องว่างระหว่างการพัฒนาในห้องปฏิบัติการและการผลิตในระดับอุตสาหกรรมด้วยระบบ UIP1000hdT และ UIP2000hdT ของเรา หน่วยเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ การศึกษาการขยายขนาด และการผลิตขนาดกลาง

ระบบอัลตราโซนิกระดับอุตสาหกรรม เครื่องประมวลผลระดับอุตสาหกรรมของเรา เช่น UIP4000hdT, UIP6000hdT และ UIP16000hdT สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องภายใต้ภาระเต็มที่ ด้วยกำลังการผลิตสูงสุดหลายลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง การออกแบบที่แข็งแรงทนทานช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมที่ต้องการความทนทานสูง ตั้งแต่เครื่องปฏิกรณ์เคมีไปจนถึงสายการผลิตอาหาร

Ultrasonicator UIP6000hdT for the inline processing of liquids and fluids on industrial scale.

คุณสมบัติหลักและข้อดี



• เทคโนโลยีการใช้คลื่นเสียงแบบหัวโพรบ: การถ่ายโอนพลังงานโดยตรงไปยังตัวกลางเพื่อประสิทธิภาพที่เหนือกว่า เรียนรู้ว่าทำไมการใช้คลื่นเสียงแบบหัวโพรบจึงเหนือกว่าอ่างอัลตราโซนิก!
• การควบคุมแบบดิจิทัลและการบันทึกข้อมูล: การปรับแอมพลิจูดที่แม่นยำ การตรวจสอบอุณหภูมิ และการบันทึกกระบวนการอัตโนมัติ
• ความสามารถในการปรับขนาดเชิงเส้น: พารามิเตอร์การประมวลผลที่เหมือนกันตั้งแต่ตัวอย่างในห้องปฏิบัติการขนาดเล็กที่สุดไปจนถึงการผลิตเต็มรูปแบบ
• การใช้งานที่หลากหลาย: การทำอิมัลชัน การกระจายตัว การสกัด การไล่แก๊ส เคมีเสียง การสลายเซลล์
• ความทนทาน: สร้างขึ้นเพื่อการใช้งานต่อเนื่อง 24/7 ในห้องปฏิบัติการและสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม

Laboratory Ultrasonic Homogenizers

Industrial Ultrasonicators

Process

กระบวนการทำงานด้วยคลื่นอัลตราโซนิคสำหรับของเหลว สารละลาย และปฏิกิริยาเคมี



การใช้คลื่นอัลตราโซนิคเป็นวิธีการประมวลผลเชิงกลที่สร้างโพรงอากาศอะคูสติกและแรงทางกายภาพที่มีความเข้มสูง ดังนั้น คลื่นอัลตราโซนิคจึงถูกนำไปใช้ในงานต่างๆ มากมาย เช่น การผสม การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน การบด การกระจายตัว การทำอิมัลชัน การสกัด การไล่แก๊ส และปฏิกิริยาเคมีด้วยคลื่นเสียง ค้นหางานของคุณในตารางด้านล่าง คลิกลิงก์และไปยังกระบวนการที่คุณสนใจได้โดยตรง! เรียนรู้ว่าการใช้คลื่นอัลตราโซนิคช่วยปรับปรุงกระบวนการและประสิทธิภาพได้อย่างไร

The UIP1000hdT is 1000 watts powerful ultrasonicator for homogenization, milling and extraction applications.

Ultrasonic Homogenization

อัลตราโซนิกโฮโมจีไนเซอร์ลดอนุภาคขนาดเล็กในของเหลวเพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอและเสถียรภาพการกระจายตัว อนุภาค (ระยะกระจาย) อาจเป็นของแข็งหรือหยดของเหลวที่แขวนลอยอยู่ในสถานะของเหลว การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพมากในการลดอนุภาคที่อ่อนนุ่มและแข็ง Hielscher ผลิตเครื่องอัลตราโซนิกสำหรับการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของปริมาตรของเหลวใดๆ และสำหรับการประมวลผลแบบแบทช์หรือแบบอินไลน์ อุปกรณ์อัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการสามารถใช้ได้กับปริมาตรตั้งแต่ 1.5 มล. ถึงประมาณ 4ลิตร อุปกรณ์อุตสาหกรรมอัลตราโซนิกสามารถประมวลผลเป็นชุดได้ตั้งแต่ 0.5 ถึงประมาณ 2000 ลิตร หรืออัตราการไหลตั้งแต่ 0.1 ลิตร ถึง 20 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ในการพัฒนากระบวนการและในการผลิตเชิงพาณิชย์

Ultrasonic reactor with 16,000 watts for ultrasonically enhanced liquid processing.

Ultrasonic Dispersing and Deagglomeration

การกระจายตัวและการแยกกลุ่มอนุภาคของแข็งในของเหลวเป็นแอปพลิเคชันที่สำคัญของเครื่องอัลตราโซนิกแบบหัวโพรบ การเกิดโพรงอากาศอัลตราโซนิก/อะคูสติกสร้างแรงเฉือนสูงที่ทำลายกลุ่มอนุภาคให้แตกออกเป็นอนุภาคเดี่ยวๆ ที่กระจายตัว การผสมผงลงในของเหลวเป็นขั้นตอนทั่วไปในการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น สี น้ำมันเคลือบเงา ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง อาหารและเครื่องดื่ม หรือสารขัดเงา อนุภาคแต่ละอนุภาคยึดติดกันด้วยแรงดึงดูดทางกายภาพและเคมีต่างๆ รวมถึงแรงแวนเดอร์วาลส์และแรงตึงผิวของของเหลว การใช้อัลตราโซนิกจะเอาชนะแรงดึงดูดเหล่านี้เพื่อแยกกลุ่มอนุภาคและกระจายตัวในตัวกลางที่เป็นของเหลว สำหรับการกระจายตัวและการแยกกลุ่มอนุภาคของผงในของเหลว การใช้อัลตราโซนิกความเข้มสูงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจแทนเครื่องผสมแรงดันสูง เครื่องผสมแรงเฉือนสูง เครื่องบดลูกปัด หรือเครื่องผสมแบบโรเตอร์-สเตเตอร์

Ultrasonic Emulsification

ผลิตภัณฑ์ขั้นกลางและผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคหลากหลายประเภท เช่น เครื่องสำอางและโลชั่นบำรุงผิว ยาขี้ผึ้ง น้ำมันเคลือบเงา สี และสารหล่อลื่น รวมถึงเชื้อเพลิง ล้วนมีส่วนประกอบของอิมัลชันทั้งหมดหรือบางส่วน อิมัลชันคือการกระจายตัวของของเหลวสองเฟสขึ้นไปที่ไม่สามารถผสมกันได้ คลื่นอัลตราซาวนด์ที่มีความเข้มสูงจะสร้างแรงเฉือนที่รุนแรงเพียงพอที่จะกระจายเฟสของเหลว (เฟสที่กระจายตัว) ออกเป็นหยดเล็กๆ ในเฟสที่สอง (เฟสต่อเนื่อง) ในบริเวณการกระจายตัว ฟองอากาศที่เกิดจากการยุบตัวจะทำให้เกิดคลื่นกระแทกอย่างรุนแรงในของเหลวโดยรอบ และส่งผลให้เกิดการพุ่งของของเหลวด้วยความเร็วสูง (แรงเฉือนสูง) การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์สามารถปรับให้เข้ากับขนาดของอิมัลชันเป้าหมายได้อย่างแม่นยำ ทำให้สามารถผลิตไมโครอิมัลชันและนาโนอิมัลชันได้อย่างน่าเชื่อถือ

Ultrasonic Wet Milling and Grinding

อัลตราโซนิกเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสำหรับการกัดแบบเปียกและการบดแบบไมโครของอนุภาค โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตสารแขวนลอยขนาดพิเศษ อัลตราซาวนด์มีข้อดีหลายประการ มันเหนือกว่าอุปกรณ์ลดขนาดแบบดั้งเดิม เช่น: โรงสีคอลลอยด์ (เช่น โรงสีลูกบอล, โรงสีลูกปัด), โรงสีดิสก์ หรือโรงสีเจ็ท อัลตราโซนิกสามารถประมวลผลสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงและความหนืดสูง – จึงช่วยลดปริมาณที่จะประมวลผล แน่นอนว่าการกัดด้วยอัลตราโซนิกเหมาะสำหรับการแปรรูปวัสดุขนาดไมครอนและขนาดนาโน เช่น เซรามิก เม็ดสี แบเรียมซัลเฟต แคลเซียมคาร์บอเนต หรือออกไซด์ของโลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมันมาถึงวัสดุนาโน อัลตราโซนิกเป็นเลิศในประสิทธิภาพเนื่องจากแรงเฉือนที่มีผลกระทบสูงสร้างอนุภาคนาโนขนาดเล็กสม่ำเสมอ

Spray-dried TiO2 before and after ultrasonic milling

Ultrasonic Cell Disintegration and Lysis

การบำบัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิคสามารถสลายเส้นใยหรือวัสดุเซลลูโลสให้เป็นอนุภาคละเอียดและทำลายผนังเซลล์ ทำให้สารภายใน เซลล์ เช่น แป้งหรือน้ำตาล ถูกปลดปล่อยออกมาในของเหลวมากขึ้น ผลกระทบนี้สามารถนำไปใช้ในการหมัก การย่อย และกระบวนการแปรรูปสารอินทรีย์อื่นๆ หลังจากการบดและการโม่ การใช้คลื่นอัลตราโซนิคจะทำให้สารภายในเซลล์ เช่น แป้ง รวมถึงเศษผนังเซลล์ พร้อมใช้งานสำหรับเอนไซม์ที่เปลี่ยนแป้งให้เป็นน้ำตาลมากขึ้น นอกจากนี้ยังเพิ่มพื้นที่ผิวที่สัมผัสกับเอนไซม์ในระหว่างกระบวนการทำให้เป็นของเหลวหรือการเปลี่ยนเป็นน้ำตาล ซึ่งโดยทั่วไปจะช่วยเพิ่มความเร็วและผลผลิตของการหมักยีสต์และกระบวนการแปรรูปอื่นๆ เช่น การเพิ่มการผลิตเอทานอลจากชีวมวล

การสกัดสารพฤกษเคมีด้วยคลื่นอัลตราโซนิค

การสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่เก็บอยู่ในเซลล์และอนุภาคย่อยของเซลล์เป็นการประยุกต์ใช้คลื่นอัลตราโซนิคความเข้มสูงอย่างแพร่หลาย การสกัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิคใช้ในการแยกสารเมตาบอไลต์รอง (เช่น โพลีฟีนอล) โพลีแซคคาไรด์ โปรตีน น้ำมันหอมระเหย และสารออกฤทธิ์อื่นๆ จากเมทริกซ์ของเซลล์พืชและเชื้อรา เหมาะสำหรับการสกัดสารประกอบอินทรีย์ด้วยน้ำและตัวทำละลาย การใช้คลื่นอัลตราโซนิคช่วยเพิ่มผลผลิตของสารพฤกษเคมีที่อยู่ในพืชหรือเมล็ดพืชได้อย่างมีนัยสำคัญ การสกัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิคใช้ในการผลิตยา ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร น้ำหอม และสารเติมแต่งทางชีวภาพ คลื่นอัลตราโซนิคเป็นเทคนิคการสกัดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งใช้สำหรับการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพในโรงงานชีวภาพ เช่น การปลดปล่อยสารประกอบที่มีคุณค่าจากของเสียที่ไม่ได้ใช้ประโยชน์ซึ่งเกิดขึ้นในกระบวนการทางอุตสาหกรรม การใช้คลื่นอัลตราโซนิคเป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการสกัดสารพฤกษเคมีทั้งในระดับห้องปฏิบัติการและระดับการผลิต

Ultrasonic Extraction of Botanicals - 30 Liter / 8 Gallon Batch

การประยุกต์ใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิกในปฏิกิริยาเคมี

โซโนเคมีคือการประยุกต์ใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิกกับปฏิกิริยาและกระบวนการทางเคมี กลไกที่ทำให้เกิดผลโซโนเคมีในของเหลวคือปรากฏการณ์การเกิดโพรงอากาศจากคลื่นเสียง ผลโซโนเคมีต่อปฏิกิริยาและกระบวนการทางเคมี ได้แก่ การเพิ่มความเร็วหรือผลผลิตของปฏิกิริยา การใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น การปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส การกระตุ้นโลหะและของแข็ง หรือการเพิ่มปฏิกิริยาของสารตั้งต้นหรือตัวเร่งปฏิกิริยา

การเปลี่ยนเอสเทอร์ของน้ำมัน (เหลือทิ้ง) เป็นไบโอดีเซลด้วยคลื่นอัลตราโซนิค

การใช้คลื่นอัลตราโซนิคช่วยเพิ่มความเร็วของปฏิกิริยาเคมีและผลผลิตของการเปลี่ยนเอสเทอร์ของน้ำมันพืชและไขมันสัตว์เป็นไบโอดีเซล ทำให้สามารถเปลี่ยนกระบวนการผลิตจากแบบเป็นชุดไปเป็นแบบต่อเนื่อง และลดต้นทุนการลงทุนและต้นทุนการดำเนินงาน ข้อดีที่สำคัญอย่างหนึ่งของการผลิตไบโอดีเซลด้วยคลื่นอัลตราโซนิคคือการใช้ประโยชน์จากน้ำมันเหลือทิ้ง เช่น น้ำมันปรุงอาหารที่ใช้แล้วและแหล่งน้ำมันคุณภาพต่ำอื่นๆ การเปลี่ยนเอสเทอร์ด้วยคลื่นอัลตราโซนิคสามารถเปลี่ยนวัตถุดิบคุณภาพต่ำให้เป็นไบโอดีเซลคุณภาพสูง (เมทิลเอสเทอร์ของกรดไขมัน / FAME) ได้ การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชหรือไขมันสัตว์เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนเอสเทอร์ของกรดไขมันกับเมทานอลหรือเอทานอลโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเบสเพื่อให้ได้เมทิลเอสเทอร์หรือเอทิลเอสเทอร์ที่สอดคล้องกัน การใช้คลื่นอัลตราโซนิคสามารถให้ผลผลิตไบโอดีเซลได้มากกว่า 99% คลื่นอัลตราโซนิคช่วยลดเวลาในการประมวลผลและเวลาในการแยกอย่างมีนัยสำคัญ

Powerful Ultrasonic Cavitation at Hielscher Cascatrode

อัลตราโซนิก Degassing, De-Aeration และ Defoaming ของของเหลว

Degassing ของของเหลวเป็นอีกการประยุกต์ใช้ที่สำคัญของอัลตราโซนิกชนิดโพรบ การสั่นสะเทือนและการเกิดโพรงอากาศด้วยคลื่นอัลตราโซนิกทำให้เกิดการรวมตัวกันของก๊าซที่ละลายในของเหลว เมื่อฟองก๊าซขนาดเล็กรวมตัวกัน พวกมันจะก่อตัวเป็นฟองขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งลอยอย่างรวดเร็วไปยังพื้นผิวด้านบนของของเหลว จากนั้นจึงสามารถเอาออกได้ ดังนั้นการกำจัดก๊าซและการกำจัดอากาศด้วยคลื่นอัลตราโซนิกสามารถลดระดับก๊าซละลายให้ต่ำกว่าระดับสมดุลตามธรรมชาติได้

การทำความสะอาดสายไฟ สายเคเบิล และแถบโลหะด้วยคลื่นอัลตราโซนิค

การทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิคเป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับการทำความสะอาดวัสดุต่อเนื่อง เช่น สายไฟ สายเคเบิล เทป หรือท่อ ผลของคลื่นอัลตราโซนิคที่มีพลังจะขจัดคราบน้ำมันหล่อลื่น เช่น น้ำมันหรือจาระบี สบู่ สเตียเรต หรือฝุ่นละอองออกจากพื้นผิววัสดุ Hielscher Ultrasonics มีระบบอัลตราโซนิคหลากหลายแบบสำหรับการทำความสะอาดแบบต่อเนื่องในสายการผลิต

อะไรทำให้การใช้คลื่นเสียงความถี่สูงเป็นวิธีการประมวลผลที่เหนือกว่า?

การใช้คลื่นเสียงความถี่สูงเพื่อทำให้ของเหลวเกิดการกวน เป็นวิธีการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพด้วยเหตุผลหลายประการ ต่อไปนี้คือเหตุผลบางประการที่การใช้คลื่นเสียงความถี่สูงและความเข้มสูงประมาณ 20kHz มีผลกระทบและเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการประมวลผลของเหลวและสารละลายข้น:

1. การเกิดฟองอากาศ: กลไกหลักอย่างหนึ่งของการใช้คลื่นเสียงความถี่สูงคือการสร้างและการยุบตัวของฟองอากาศขนาดเล็ก ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเกิดฟองอากาศ ที่ความถี่ 20kHz คลื่นเสียงมีความถี่ที่เหมาะสมที่จะสร้างและยุบตัวของฟองอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ การยุบตัวของฟองอากาศเหล่านี้ทำให้เกิดคลื่นกระแทกพลังงานสูง ซึ่งสามารถทำลายอนุภาคและรบกวนเซลล์ในของเหลวที่กำลังถูกกวนได้
2. การสั่นและการสั่นสะเทือน: นอกเหนือจากการเกิดฟองอากาศจากคลื่นเสียงแล้ว การสั่นของหัววัดอัลตราโซนิกยังสร้างการกวนและการผสมเพิ่มเติมในของเหลว จึงส่งเสริมการถ่ายเทมวลและ/หรือการกำจัดก๊าซ
3. การทะลุทะลวง: คลื่นเสียงที่ความถี่ 20 kHz มีความยาวคลื่นค่อนข้างยาว ทำให้สามารถทะลุทะลวงเข้าไปในของเหลวได้อย่างลึก การเกิดโพรงอากาศจากคลื่นเสียง (Ultrasonic cavitation) เป็นปรากฏการณ์เฉพาะจุดที่เกิดขึ้นรอบๆ หัววัดคลื่นเสียง ความเข้มของการเกิดโพรงอากาศจะลดลงเมื่อระยะห่างจากหัววัดเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม การใช้คลื่นเสียงที่ความถี่ 20 kHz สามารถบำบัดของเหลวปริมาณมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเทียบกับการใช้คลื่นเสียงความถี่สูงกว่าซึ่งมีความยาวคลื่นสั้นกว่าและอาจมีข้อจำกัดในเรื่องความลึกของการทะลุทะลวง
4. การใช้พลังงานต่ำ: การใช้คลื่นเสียงสามารถทำได้โดยใช้พลังงานค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับวิธีการแปรรูปอื่นๆ เช่น การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยแรงดันสูงหรือการกวนด้วยกลไก ทำให้เป็นวิธีการแปรรูปของเหลวที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานและคุ้มค่ากว่า
5. การปรับขนาดเชิงเส้น: กระบวนการอัลตราโซนิกสามารถปรับขนาดเชิงเส้นได้อย่างสมบูรณ์แบบสำหรับปริมาณที่มากขึ้นหรือน้อยลง ทำให้การปรับกระบวนการในการผลิตมีความน่าเชื่อถือ เนื่องจากคุณภาพของผลิตภัณฑ์สามารถรักษาให้คงที่ได้อย่างต่อเนื่อง
6. การไหลแบบเป็นชุดและแบบต่อเนื่อง: การใช้คลื่นเสียงสามารถทำได้ทั้งแบบเป็นชุดหรือแบบต่อเนื่อง สำหรับการใช้คลื่นเสียงแบบเป็นชุด หัววัดคลื่นเสียงจะถูกใส่เข้าไปในภาชนะเปิดหรือเครื่องปฏิกรณ์แบบปิด สำหรับการใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิกกับของเหลวที่ไหลอย่างต่อเนื่อง จะมีการติดตั้งเซลล์การไหลแบบอัลตราโซนิก ของเหลวจะไหลผ่านโซโนโทรด (แท่งสั่นด้วยคลื่นเสียงอัลตราโซนิก) ในแบบไหลผ่านครั้งเดียวหรือแบบหมุนเวียน และมีความสม่ำเสมอสูงในการสัมผัสกับคลื่นเสียงอัลตราโซนิก

โดยรวมแล้ว แรงจากการเกิดโพรงอากาศที่รุนแรง การใช้พลังงานต่ำ และความสามารถในการปรับขนาดกระบวนการ ทำให้การใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิกความถี่ต่ำกำลังสูงเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพสำหรับการประมวลผลของเหลว

หลักการทำงานและการใช้งานของการประมวลผลด้วยคลื่นอัลตราโซนิค

การใช้คลื่นอัลตราโซนิคเป็นเทคโนโลยีการประมวลผลเชิงพาณิชย์ที่ได้รับการยอมรับจากอุตสาหกรรมต่างๆ มากมายสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ ความน่าเชื่อถือและความสามารถในการปรับขนาดสูง รวมถึงต้นทุนการบำรุงรักษาต่ำและประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง ทำให้เครื่องประมวลผลด้วยคลื่นอัลตราโซนิคเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับอุปกรณ์การประมวลผลของเหลวแบบดั้งเดิม คลื่นอัลตราโซนิคยังมีโอกาสที่น่าสนใจเพิ่มเติมอีกมากมาย: การเกิดโพรงอากาศ (Cavitation) ซึ่งเป็นผลพื้นฐานของคลื่นอัลตราโซนิค ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่เป็นเอกลักษณ์ในกระบวนการทางชีวภาพ เคมี และฟิสิกส์ ตัวอย่างเช่น การกระจายตัวและการทำให้เป็นอิมัลชันด้วยคลื่นอัลตราโซนิคสามารถสร้างสูตรขนาดนาโนที่เสถียรได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้ ในด้านการสกัดสารจากพืช คลื่นอัลตราโซนิคยังเป็นเทคนิคที่ไม่ใช้ความร้อนในการแยกสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพ

ในขณะที่คลื่นอัลตราโซนิคความเข้มต่ำหรือความถี่สูงส่วนใหญ่ใช้สำหรับการวิเคราะห์ การทดสอบแบบไม่ทำลาย และการถ่ายภาพ คลื่นอัลตราโซนิคความเข้มสูงใช้สำหรับการประมวลผลของเหลวและสารละลายข้น โดยใช้คลื่นอัลตราโซนิคความเข้มสูงสำหรับการผสม การทำให้เป็นอิมัลชัน การกระจายตัว และการสลายตัวของอนุภาค การทำลายเซลล์ หรือการยับยั้งเอนไซม์ เมื่อใช้คลื่นเสียงความถี่สูงกับของเหลว คลื่นเสียงจะแพร่กระจายผ่านตัวกลางที่เป็นของเหลว ส่งผลให้เกิดวัฏจักรความดันสูง (การอัด) และความดันต่ำ (การคลายตัว) สลับกัน โดยอัตราจะขึ้นอยู่กับความถี่ ในช่วงวัฏจักรความดันต่ำ คลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงจะสร้างฟองอากาศหรือช่องว่างสุญญากาศขนาดเล็กในของเหลว เมื่อฟองอากาศมีปริมาตรมากจนไม่สามารถดูดซับพลังงานได้อีกต่อไป ฟองอากาศจะยุบตัวลงอย่างรุนแรงในช่วงวัฏจักรความดันสูง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การเกิดโพรงอากาศ (cavitation) ในระหว่างการยุบตัว อุณหภูมิและความดันสูงมาก (ประมาณ 5,000 เคลวิน และประมาณ 2,000 บรรยากาศ) จะเกิดขึ้นในบริเวณนั้น การยุบตัวของฟองอากาศจากการเกิดโพรงอากาศยังส่งผลให้เกิดเจ็ทของเหลวที่มีความเร็วสูงสุดถึง 280 เมตรต่อวินาที

การเกิดโพรงอากาศจากคลื่นอัลตราโซนิกในของเหลวสามารถทำให้เกิดการกำจัดแก๊สอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์ เริ่มต้นปฏิกิริยาเคมีต่างๆ โดยการสร้างไอออนเคมีอิสระ (อนุมูลอิสระ) และเร่งปฏิกิริยาเคมีโดยการอำนวยความสะดวกในการผสมสารตั้งต้น คลื่นอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงช่วยเพิ่มปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอไรเซชันและการสลายตัวของพอลิเมอร์โดยการกระจายกลุ่มก้อนหรือโดยการทำลายพันธะเคมีในสายโซ่พอลิเมอร์อย่างถาวร เพิ่มอัตราการเกิดอิมัลชัน ปรับปรุงอัตราการแพร่กระจาย ผลิตอิมัลชันที่มีความเข้มข้นสูงหรือการกระจายตัวที่สม่ำเสมอของวัสดุขนาดไมครอนหรือนาโน ช่วยในการสกัดสารต่างๆ เช่น เอนไซม์จากเซลล์สัตว์ พืช ยีสต์ หรือแบคทีเรีย กำจัดไวรัสออกจากเนื้อเยื่อที่ติดเชื้อ และสุดท้าย กัดกร่อนและทำลายอนุภาคที่อ่อนแอ รวมถึงจุลินทรีย์ (ดู Kuldiloke 2002)



คลื่นอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงทำให้เกิดการกวนอย่างรุนแรงในของเหลวที่มีความหนืดต่ำ ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการกระจายวัสดุในของเหลวได้ (ดู Ensminger, 1988) ที่รอยต่อระหว่างของเหลว/ของแข็งหรือก๊าซ/ของแข็ง การยุบตัวแบบไม่สมมาตรของฟองอากาศจากการเกิดโพรงอากาศสามารถก่อให้เกิดความปั่นป่วนอย่างรุนแรง ซึ่งลดชั้นขอบเขตการแพร่กระจาย เพิ่มการถ่ายเทมวลแบบพาความร้อน และเร่งการแพร่กระจายอย่างมากในระบบที่ไม่สามารถผสมแบบปกติได้ (ดู Nyborg, 1965)

The closed batch reactor made from stainless steel is equipped with the ultrasonicator UIP2000hdT (2kW, 20kHz)

10 เหตุผลสำคัญที่ควรใช้อัลตราโซนิกในกระบวนการผลิตของคุณ

อุปกรณ์อัลตราโซนิกสำหรับการผลิตและการกลั่นน้ำมัน ก๊าซ และเชื้อเพลิงหมุนเวียน

อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ใช้ในโรงงานวิจัยเชื้อเพลิงและโรงงานแปรรูปเพื่อใช้ในการบำบัดเชื้อเพลิงแร่และเชื้อเพลิงหมุนเวียนด้วยคลื่นอัลตราโซนิก การใช้งานเหล่านี้รวมถึงการลด NOx การกำจัดกำมะถันออกจากน้ำมันดิบและดีเซล การผลิตไบโอดีเซล การสลายตะกอน และการผลิตไบโอเอทานอล

เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับการผลิตอาหารและเครื่องดื่ม

การใช้อัลตราโซนิกในอุตสาหกรรมอาหารไม่ได้จำกัดอยู่เพียงแค่การทำลายเซลล์ การยับยั้งเอนไซม์ และการกระจายตัวและการทำให้เป็นอิมัลชันของส่วนผสมและสารเติมแต่งในอาหารเท่านั้น อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ยังใช้ในการทดสอบการรั่วซึมของขวดและกระป๋องเครื่องดื่ม รวมถึงการไล่แก๊สออกจากของเหลว หรือการแตกตัวของผลึก เช่น ผลึกน้ำตาลในช็อกโกแลต การใช้อัลตราโซนิกเป็นทางเลือกที่ไม่ใช้ความร้อนแทนการให้ความร้อนแบบดั้งเดิมสำหรับอาหารและเครื่องดื่มเหลว เช่น ซอส น้ำผึ้ง สมูทตี้ หรือนม

การใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิกในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง

การคิดค้นสูตรเครื่องสำอางใหม่ๆ นั้นเกี่ยวข้องกับความท้าทายในกระบวนการผลิตหลายประการ เช่น การทำลายเซลล์และของแข็ง หรือการกระจายตัวและการละลายของผงในของเหลว สำหรับกระบวนการดังกล่าว รวมถึงการผลิตอิมัลชันที่เสถียร การไล่แก๊ส และการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน Hielscher นำเสนออุปกรณ์ผสมอัลตราโซนิกสำหรับใช้ทั้งในงานวิจัยในห้องปฏิบัติการและการผลิตในระดับอุตสาหกรรม