Was ist ein Ultraschall-Homogenisator?
Ultraschall-Homogenisatoren sind Geräte zur Homogenisierung von in Flüssigkeiten gelösten chemischen Stoffen durch die Aussendung von Ultraschallwellen, die eine stabilere Vermischung von Flüssigkeiten ermöglichen, die durch normales mechanisches Rühren nur schwer zu mischen sind.
Ultraschallwellen erzeugen in der Flüssigkeit sehr kleine (mehrere hundert bis einige zehn Mikrometer) Bläschen auf der Partikelebene, die beim Platzen auf die gelösten chemischen Stoffe einwirken, diese zerkleinern und aufbrechen und die Flüssigkeit homogenisieren.
Anwendungen von Ultraschall-Homogenisatoren
Ultraschall-Homogenisatoren werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, da sie sehr stabile homogene Lösungen erzeugen können.
Ultraschall-Homogenisatoren werden in der Lebensmittel- und Molkereiindustrie zum Emulgieren und Homogenisieren von schwer mischbaren Stoffen eingesetzt, wodurch verarbeitete Lebensmittel frischer bleiben als mit herkömmlichen Methoden.
Auch in der Kosmetikherstellung ermöglicht die extrem stabile Emulgierung die Produktion von hochwertigen Cremes und Lotionen.
Ultraschall-Homogenisatoren werden nicht nur in der Produktion, sondern auch in der Forschung und Entwicklung in der Biologie und Mikrobiologie eingesetzt, um Zellgewebe und Viren zu zerstören und aufzulösen.
Funktionsweise von Ultraschall-Homogenisatoren
Die wichtigsten Bestandteile eines Ultraschall-Homogenisators sind der Oszillator und der Transducer.
Der Oszillator gibt ein Signal aus, das von dem vibrierenden Element im Inneren des Wandlers in Schwingungen umgewandelt wird, die Ultraschallwellen erzeugen.
Das spitzenförmige Objekt am Ende des Wandlers schwingt etwa 20.000 Mal pro Sekunde in Längsrichtung.
Da es sich bei den Schallwellen um Longitudinalwellen handelt, wandern sie durch die Flüssigkeit und erzeugen immer wieder Bereiche mit hoher und niedriger Dichte in der Flüssigkeit.
Mit anderen Worten: Durch die Ultraschallschwingungen wird die Flüssigkeit wiederholt unter Druck gesetzt und entspannt, wodurch eine große Anzahl von Vakuumblasen (auch als Kavitation oder Kavitationsblasen bezeichnet) entsteht.
In dem Moment, in dem diese Blasen platzen, werden sehr große Ultraschallstoßwellen erzeugt, die die im Nanobereich agglomerierten Teilchen in der Flüssigkeit auseinanderziehen oder aufbrechen und so die Teilchen in der Flüssigkeit homogenisieren.
Im Vergleich zu herkömmlichen mechanischen Homogenisatoren verringert dieses System die Verunreinigung der Flüssigkeit und senkt außerdem die Kosten für die Wartung und Verwaltung der Geräte, da es die durch Reibung verursachte Abnutzung der Geräte reduziert.