Места на лабораторном столе всегда недостаточно и оно очень ценно! Поэтому отличительной чертой
ультразвуковых гомогенизаторов Hielscher является компактный дизайн: электропитание, генератор, контроллер и преобразователь расположены в одном эстетичном корпусе. Никаких лишних проводов!
Ультразвуковые гомогенизаторы серии UPхххH очень просты в управлении.
Амплитуда и мощность могут регулироваться в диапазоне 20-100%. Время разрушения ультразвуком в течение секунды регулируется от 0,2с до 1с, данная возможность позволяет избежать нагревание и вспенивание. Автоматическое определение идеальной частоты избавляет от необходимости точной ручной настройки. Независимо от установленного сонорода заданная амплитуда остаётся постоянной, обеспечивая воспроизводимые условия и высокую надёжность.
Недорогие стандартные приборы могут быть дополнены и модифицированы с помощью линейки аксессуаров в любое время: различные сонороды, проточные ячейки, защитные звуковые боксы и таймер. Посредством управления ПК различные параметры (мощность, подводимая энергия, а так же температура) могут быть показаны на мониторе и сохранены в память. Выбор УЗ процессора и сонорода главным образом зависит от объёма обрабатываемого образца.
Предлагаемый диапазон мощности для лаборатории включает приборы на 50, 100, 200, 400 Вт и могут использоваться как для маленьких капель так и для нескольких литров обрабатываемого образца. Для больших объёмов предлагается индустриальная линейка приборов
с диапазоном мощности до 16 кВт.
Таблица выбора модели ультразвукового гомогенизатора и сонорода (диаметр, мм) в зависимости от объёмов обрабатываемых образцов.
объём образца, мл |
UP50H |
UP100H |
UP200H |
UP200S |
UP400S |
0.01 - 0.50 |
0.5 |
0.5 |
|
|
|
0.1 - 5.0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
2 - 50 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
5 - 100 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
10 - 250 |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
20 - 500 |
|
10 |
|
|
|
50 - 1000 |
|
|
14 |
14 |
14 |
100 - 2000 |
|
|
|
|
22 |
200 - 4000 |
|
|
|
|
40 |
Сонороды.
Сонород – устройство, передающее ультразвук в жидкость. Выбор сонорода зависит от отбъёма обрабатываемого образца и от необходимой интенсивности ультразвука. Тонкотельные сонороды достигают очень высоких амплитуд, до 250 мкм, как результат высокая удельная мощность на кончике, образуется малая, но очень интенсивная область кавитации. Чем больше диаметр сонорода, тем большая мощность ультразвука передаётся через торец сонорода. Удельная мощность ультразвука, т.е. соотношение между мощностью и колеблющейся поверхностью, становится меньше. Зона кавитации становится больше, но менее интенсивна.
Титановый сплав - лучший материал для изготовления сонородов, т.к. позволяет достигать высоких амплитуд и имеет высокую химическую стойкость к большинству химикатов. Поэтому титановый сплав - стандартный материал для
сонородов Hielscher, и ультразвуковые гомогенизаторы приспособлены к ним. Для специальных задач так же производятся сонороды из нержавеющей стали, стекла и керамики. Максимальные амплитуды сонородов, сделанных из этих материалов, значительно ниже титановых сонородов.
Сонороды с уплотнительными прокладками используются совместно с проточными ячейками или закрытыми герметичными системами.
Кавитация на поверхности сонородов обладает абразивным свойством. При максимальной амплитуде приблизительно 1 мм сонорода истирается за 1000 часов работы в воде.
Проточные ячейки.
Для увеличения производительности, либо моделирования технологических процессов в лаборатории
проточные ячейки являются незаменимым аксессуаром. Поставляются проточные ячейки из нержавеющей стали и стекла. Обрабатываемая жидкость подаётся снизу ячейки и проходит кавитационную зону под сонородом. Соответствующие сонороды снабжены уплотнительными кольцами. Выбираемая скорость потока зависит от требуемого количества подводимой энергии. Температуры образца может регулироваться посредством охлаждающей/нагревающей рубашки. Новая позиция в линейке аксессуаров -
мини проточная ячейка, позволяющая проводить обработку ультразвуком потока образца, при этом не загрязняя его (патентуется).
Пакет PC-control.
Опционально есть возможно дополнить ультразвуковые гомогенизаторы
Hielscher Ultrasonics программным обеспечением. Оно даёт возможность автоматизации параметров процесса, таких как амплитуда, пульсация, время работы или фактически подводимая энергия. Возможно построение таблиц и диаграмм относительно времени:
- общее количество ультразвуковой мощности;
- эффективная ультразвуковая мощность, переданная в жидкую среду;
- эффективная подводимая энергия;
- температура (опция).
Пакет PC-control подключается к ноутбуку или стационарному компьютеру с операционной системой Windows посредством USB интерфейса. Пакет PC-control служит эффективным инструментом в оптимизации процессов и создании обязательных отчётов.
Общие сферы применения.
Лабораторные ультразвуковые гомогенизаторы главным образом применяются для подготовки образцов к анализу. Кроме того, развитие новых методик на основе кавитационного эффекта с каждым днём приобретает всё большую важность.
В биологии, биохимии, биотехнологии и в медицинской области
ультразвук используется для разрушения клеток и гомогенизирования образцов. Мышечные ткани, ткани печени или лимфоциты, так же как и растительные клетки могут быть разрушены для дальнейшего анализа, либо использования их содержимого. Применяемые сонороды могут автоклавироваться, либо легко быть очищены, благодаря их простой геометрии. Для специальных прикладных случаев имеются устройства и аксессуары для косвенной обработки ультразвуком, при этом образец остаётся изолированным. Разделение вирусов от бактерий или экстракция активных веществ из растительных клеток является типичной практикой в фармацевтической промышленности.
В пищевой промышленности образцы сыров, мяса, колбасы, а так же фрукты и овощи необходимо гомогенизировать для последующего анализа в целях защиты потребителя. Одновременно, в данной области промышленности
ультразвук применяется для создания масляно-водяных эмульсий, при этом размеры капель могут достигать 200 нм. Кроме того, перед анализом напитков очень полезна
дегазация, которая легко достигается посредствам УЗ. Редуцирование микробов в жидкостях возможно уже при низких температурах при помощи ультразвука. Стандартные экологические пробы (образцы воды, сточных вод, почвы) необходимо гомогенизировать для определения содержания масел, радиоактивных частиц или удобрений. Ультразвуковые гомогенизаторы могут быть полезны в преобразовании (переэтерификация) биодизеля из растительного масла.
В химической промышленности
ультразвук используется для производства суспензий, эмульсий, для влияния на процессы кристаллизации или полимеризации, для ускорения химических реакций или процессов растворения. Деагломерация и диспергирование по средством ультразвука - приложение, которыо особенно полезно при нанесении покрытий. Улучшенное проникновение пигментов, а так же их распределение достигается при применении ультразвука, выводя на качественно новый уровень процессы влажной окраски и пропитывания. Очистка мелких деталей и пор – наиболее общее и распространённое применение ультразвука.
Ультразвуковая гомогенизация и смешение.
Ультразвуковая гомогенизация - механический процесс, цель которого получение малых частиц в жидкости одинакового размера и равномерно распределенных.
Hielscher предлагает ультразвуковые гомогенизаторы для применения как в лаборатории, так и на производстве.
Преимущества ультразвуковой гомогенизации.
Ультразвуковая гомогенизация очень эффективна для размельчения мягких и твердых частиц. Гомогенизация основана на кавитации. Когда жидкости подвергаются интенсивному воздействию звуковых волн происходит возникновение чередующихся циклов высокого и низкого давления (приблизительно 20000 циклов /сек). Во время действия низкого давления образуются маленькие вакуумные пузырьки. Когда пузырьки достигают определённого размера, они стремительно разрушаются во время действия высокого давления. Во время внутреннего взрыва локально генерируются очень высокое давление и высокая скорость струи жидкости. Полученные потоки и турбулентность разрывают агломераты частиц и приводят к сильным столкновениям между индивидуальными частицами.
Ультразвуковая проточная ячейка-реактор сделана из нержавеющей стали.
Одно из главных преимуществ ультразвуковых гомогенизаторов - низкое число контактирующих и движущихся частей, что сокращает износ при трении и время очистки. Есть только две контактирующие части: сонород и проточная ячейка, которые имеют простую геометрию при отсутствии малых или скрытых отверстий.
Другое преимущество - точный контроль над эксплуатационными параметрами, влияющими на кавитацию. Ультразвуковые процессоры Hielscher могут использоваться в амплитудах колебания приблизительно от 1 до 200 микрон. Давление жидкости может колебаться от 0 до приблизительно 500psi. Поскольку амплитуда и давление самые влиятельные параметры, широкий эксплуатационный диапазон каждого из них позволяют проводить процесс как в щадящем режиме, так и сильно разрушительном.
Благодаря возможности настройки амплитуды,
ультразвуковые приборы Hielscher позволяют получать воспроизводимые результаты, что крайне важно для поддержания качества получаемых продуктов, а так же при переносе технологии от лаборатории к производству.
Гомогенизация любых объёмов.
Hielscher предлагает УЗ гомогенизаторы как для лаборатории, так и для производства. Линейка лабораторных приборов позволяет обрабатывать пробы объёмом от 1.5 мл до 2л. Линейка индустриальных приборов позволяет обрабатывать пробы объёмом от 0.5 до 2000л или потоки от 0.1л до 20 м³ в час.
Ультразвуковое диспергирование и деагломерация.
Диспергирование и деагломерация твердых частиц в жидкости - важное применение ультразвуковых устройств. Ультразвуковая кавитация производит высокий сдвиг, который нарушает агломераты частицы в отдельные рассеянные частицы.
Смешивание порошков в жидкости – типичная стадия в производстве различных материалов, таких как краска, чернила, шампунь, напитки и т.д. Индивидуальные частицы скрепляются силами притяжения различной физической и химической природы, включая ван-дер-ваальсовские силы и силы поверхностного натяжения жидкости. Этот эффект более заметен для более вязких жидкостей, таких как полимеры или смолы. Эти силы необходимо преодолевать для деагломерации и рассеивания частиц в жидкой среде.
Применение ультразвуковых гомогенизаторов – интересная альтернатива механическим приборам , таким как шаровые мельницы, струйные мельницы, ротор-статорные диспергаторы.
Ультразвуковое мокрое измельчение и микроразмол.
Ультразвук - эффективное средство для мокрого измельчения и микроразмола частиц.
Ультразвуковое размалывание особенно подходит для получения микро и нано размеров материалов, такие как керамика, тригидрат алюминия, сернокислый барий, углекислый кальций и оксиды металлов. Таблицы ниже показывают снимки под микроскопом процессов размалывания тригидрата алюминия (от 150 мкм к 10 мкм), керамика (от 30 мкм к 2 мкм) и углекислый натрий (от 70 мкм к 3 мкм).
Ультразвуковое расщепление структуры клеток.
Ультразвук - эффективное средство разрушения структуры клеток. Может использоваться для
экстракции внутриклеточных материалов, например, крахмал или сахар. В дополнение к этому, материал стенок ячеек разрушается в малые остатки органических веществ.
Этот эффект может использоваться для ферментации, разложения и других конверсионных процессов органических веществ, увеличивая скорость и выход ферментации, например, увеличение выхода этилового спирта из биомассы.
Эмульгирование с помощью ультразвука.
Во многих областях промышленности как на стадии производства, так и при формирования готового продукта (косметические препараты и лосьоны, фармацевтические мази, лаки, краски и смазки и топлива) требуется получение эмульсии.
Hielscher производит самые большие в мире индустриальные ультразвуковые процессоры для эффективного эмульгирования больших объёмов образцов.
ВИДЕО
Исследования эмульсий масла в воде (водная фаза) и воды в масле (масляная фаза) показали корреляцию между плотностью энергии и размером капельки.
Есть чистая тенденция уменьшения размера капельки при увеличении плотности энергии. На соответствующих уровнях плотности энергии ультразвук может способствовать достижению размеров капельки ниже 1 микрона (микроэмульсия).
Ультразвуковая экстракция
Разрушение структуры клеток (лизис) посредством ультразвука используется для экстракции внутриклеточных компонентов для микробной инактивации.
Разрушение клеток – чувствительный процесс и требует качественного контроля. Управляемая мощность ультразвука обеспечивает более быстрое и более полное проникновение растворителя в клеточные материалы и улучшает массообмен.
Экстракция белка и жира
Экстракция протеинов и жиров, содержащихся в клетках семян растений (соя или другие маслосодержащие семена), является уникальным и эффективным применением ультразвука.
1982г. Моултоном было показано, что при извлечении белка сои
применение ультразвука позволяет снизить количество используемых растворителей в 3 раза. Так же использование ультразвука применимо к экстракции масла фруктов, горчицы, арахиса, рапса, трав, канола, сои, зерна.
экстракция трав
Консервирование посредством ультразвука.
Локально создаваемый нагрев от эффекта кавитации и образуемые радикалы могут способствовать к инактивации ферментов. При достаточно низком уровне ультразвука структурные и метаболические изменения могут проходить в клетках без их разрушения.
Активность пероксидазы, которая обнаружена в большинстве сырых не бланшированных фруктах и овощах, вызывающая развитие неприятного вкуса и коричневой пигментации, может быть существенно снижена при использовании УЗ. Термостойкие ферменты, такие как липаза и протеаза, выдерживающие ультравысокотемпературную обработку и снижающие качество и срок годности молока, инактивируются более эффективно при одновременном использовании ультразвука, нагрева и давления.
Ультразвук продемонстрировал свой потенциал в деструкции пищевых патогенов, как кишечная палочка, сальмонелла, аскарида, кисты криптоспоридии, и вирус полиомиелита.
Применимо для консервации джема, мармелада и т.п. в производстве мороженного, фруктовых соков, соусов и т.д.
Экстракция шафрана.
Шафран известен как одна из самых дорогих специй на мировом рынке, отличающийся тонким ароматом, горьковатым вкусом и привлекательным жёлтым цветом. Данную приправу получают из красного рыльца цветка шафрана. Интенсивность характерного аромата зависит от трёх компонентов: кроцин, пикрокроцин, сафраналь.
Kadkhodaee и Hemmati-Kakhki показали значительное увеличение выхода экстракта и уменьшение времени процесса при использовании ультразвука. Результаты существенно превосходили стандартный метод холодной водной экстракции, предписанный международным стандартом. Для своих исследований Kadkhodaee и Hemmati-Kakhki использовали ультразвуковой гомогенизатор
UP50H. Наилучшие результаты были получены при использовании пульсирующего ультразвука, нежели при применении продолжительной экспозиции.
Применение ультразвуковой кавитации для экстракции и консервации продуктов питания – новый важный технологический способ, который не только безопасен и экологичен, но так же эффективен и экономически выгоден!
Применение ультразвука при химическом синтезе.
Следующие эффекты могут наблюдаться в химических реакциях при использовании УЗ:
увеличение скорости реакции
увеличение выхода реакции
более эффективное использование энергии
возможность изменения пути реакции
усовершенствование межфазных реакций
предотвращение межфазных реакций
использование сырых или технических реактивов
активация металлов и твердых частиц
увеличение реакционной способности реактивов или катализаторов
нанесение наночастицами
Так же ультразвук может служить катализатором химических реакций, особенно протекающих на границе раздела фаз.
Аксессуары для ультразвуковых гомогенизаторов
Описание |
Наконечник |
Для объёма мл |
Кол-во в упак. |
Кат. номер |
Сонород MS1, титан, длина 80 мм
|
диам. 1 мм |
0,1 - 5,0 |
1 |
9106602 |
Сонород MS2, титан, длина 80 мм |
диам. 2 мм |
2,0 - 50 |
1 |
|
Сонород MS3, титан, длина 80 мм
|
диам. 3 мм |
5,0 - 100 |
1 |
4005989 |
Сонород MS7, титан, длина 80 мм
|
диам. 7 мм |
10 - 250 |
1 |
9106604 |
Сонород MS7D, титан, длина 80 мм, с уплотнением для закрытых систем
|
диам. 7 мм |
|
1 |
|
Сонород MS7L2D, титан, длина 160 мм, с уплотнением для закрытых систем
|
диам. 7 мм |
|
1 |
|
Сонород MS10, титан, длина 80 мм
|
диам. 10 мм |
20 - 500 |
1 |
4005990 |
Штатив ST1-16, нерж. сталь, диам. штока 16 мм, длина штока 600 мм. Габаритные размеры (Д х Ш х В) 300 x 150 x 600 мм
|
|
|
1 |
6226573 |
Зажим ST1 для диам. 0-63 мм, алюминий, для использования со штативом ST1-16
|
|
|
1 |
|
Подъёмный столик LabLift, для удобной установки образцов под ультразвуковым гомогенизатором и регулировки глубины погружения, нержавеющая сталь, платформа 100х100мм, высота 50-125 мм.
|
|
|
1 |
|
Шумоизоляционный короб SB2-16, регулируемый подъемный столик, стойка 16 мм
|
|
|
1 |
6235330 |
Таймер Т1, 00:00 - 99:59 (мин:сек)
|
|
|
1 |
6235003 |
Проточная ячейка D7K, нержавеющая сталь, с рубашкой охлаждения, автоклавируемая, применяется с сонородом MS7D, с переходником для штатива ST1-16, примерный объём 13 мл.
|
|
проточный, 13 |
1 |
|
Проточная ячейка GD7K, стекло, с рубашкой охлаждения, автоклавируемая, применяется с сонородом MS7D (или MS7L2D в комбинации с адаптером NSA1), с зажимом для установки на штативе, объём примерно 80мл
|
|
проточный, 80 |
1 |
|
Измеритель мощности PowMet230, универсальный, для показания текущей мощности, кумулированной энергии и времени, 230В, 50-60 Гц
|
|
|
1 |
|
Интерфейс ПК Box UPC-L, версия для лаборатории, с записью мощности, состоит из интерфейсной коробки (алюминий, 105x80x30), кабель 9-pin DSUB (RS232), программное обеспечение для Windows95/98/NT/XP
|
|
|
1 |
|
Интерфейс ПК Box UPCT-L, версия для лаборатории, с записью мощности и температуры (теспературный зонд включён в поставку), состоит из интерфейсной коробки (алюминий, 105x80x30), кабель 9-pin DSUB (RS232), программное обеспечение для Windows95/98/NT/XP
|
|
|
1 |
|