Was ist ein Ultraschall-Dispergierer?
Ein Ultraschall-Dispergierer ist ein Gerät, das Stoffe dispergiert und Reaktionen beschleunigt. Er wird auch Ultraschall-Homogenisator genannt, weil er Ultraschallwellen zum Homogenisieren (Gleichmachen) verwendet.
Das Mischen von Stoffen ist für die Verarbeitung von grundlegender Bedeutung. Einige Stoffe lassen sich aber nur schwer mischen, wie z. B. Wasser und Öl. Ein Grund dafür, dass sich Stoffe nur schwer mischen lassen, ist, dass die Partikel unterschiedlich groß sind. Mit Ultraschall-Dispergierern können Partikel fein gemahlen und die Partikelgrößen von Stoffen angeglichen werden.
Darüber hinaus zeichnen sich Ultraschall-Dispergiermaschinen im Vergleich zu anderen Mahlverfahren dadurch aus, dass sie keine Mahlkörper (z. B. Perlen) verwenden, sodass eine Verunreinigung weniger wahrscheinlich ist und die Wartung einfacher ist. Aufgrund dieser Vorteile werden Ultraschall-Dispergierer in vielen Bereichen eingesetzt.
Anwendungen von Ultraschall-Dispergierern
Ultraschall-Dispergierer bieten viele Vorteile in der Produktion, da sie die Partikel einer Substanz homogenisieren. Schwierig zu mischende Stoffe können erfolgreich miteinander vermischt werden, wodurch die Qualität stabilisiert wird.
Tenside werden in der Regel für schwer mischbare Kombinationen wie Wasser und Öl verwendet, aber es ist schwierig, sie gleichmäßig zu mischen, wenn sie allein hinzugefügt werden. Wasser und Öl können mit einem Ultraschall-Dispergierer zusammen mit einem Tensid effektiv gemischt werden.
Ultraschall-Dispergierer sind in der Lebensmittelindustrie weit verbreitet und eignen sich für Produkte wie Mayonnaise, Saft und Sahne. Sie tragen auch zur Verbesserung der Farbqualität bei der Herstellung von Druckerzeugnissen bei.
Funktionsweise von Ultraschall-Dispergierern
Ultraschall-Dispergierer bestehen aus einem Wandler, einem Oszillator und einer Sonotrode, die Ultraschallwellen in die Flüssigkeit einstrahlen, um die Substanz zu homogenisieren. Die Leistung des Oszillators wird von den Schwingungselementen im Wandler in Schwingungen umgewandelt und von der Sonotrode in die Flüssigkeit abgestrahlt.
Wenn die Schwingungen in der Flüssigkeit auftreten, kommt es zu einer wiederholten Druckbeaufschlagung und Druckentlastung, wodurch eine Vakuumblase entsteht, die als Kavitation bezeichnet wird, und die Schockwelle, die beim Platzen der Blase entsteht, erzeugt eine große Strömung in der Flüssigkeit.
Der Ultraschall-Dispergierer zeichnet sich dadurch aus, dass er keine äußere physikalische Wirkung ausübt, sondern die Substanz durch den Kontakt zwischen den Teilchen homogenisiert. Das bedeutet, dass die dispergierten Partikel leicht in eine kugelförmige Form gebracht werden können, was sie für den endgültigen Dispergierprozess geeignet macht.
Arten von Ultraschall-Dispergiermaschinen
Ultraschall-Dispergierer sind eine weit verbreitete Technologie in verschiedenen Bereichen. Es gibt fünf Haupttypen: Batch-Ultraschall-Dispergierer, Inline-Ultraschall-Dispergierer, handgeführte Ultraschall-Dispergierer, Niederfrequenz-Ultraschall-Dispergierer und Hochfrequenz-Ultraschall-Dispergierer. Durch die Auswahl des geeigneten Typs je nach Anwendung und Leistung kann eine effektive Dispergierung erreicht werden.
1. Ultraschall-Dispergierer im Batch-Betrieb
Ultraschall-Dispergierer mit Chargenbetrieb sind Geräte, bei denen eine feste Flüssigkeitsmenge zur Verarbeitung in einen Behälter gegeben wird. Sie können eine bestimmte Probenmenge auf einmal verarbeiten und eignen sich für den Einsatz in Labors und in kleinen Produktionslinien. Dieser Typ eignet sich auch für die Bewertung in der Versuchs- und Prototypenphase.
2. Ultraschall-Dispergierer im Fluss
Ultraschall-Dispergierer sind Geräte, die in einem kontinuierlichen Fluss arbeiten. Sie eignen sich für die Massenproduktion und wenn eine kontinuierliche Verarbeitung erforderlich ist. Durch die kontinuierliche Bestrahlung der strömenden Flüssigkeit mit Ultraschallwellen ist eine effiziente und gleichmäßige Dispersionsverarbeitung möglich.
3. Handgehaltene Ultraschall-Dispergierer
Handgehaltene Ultraschall-Dispergierer sind kompakte, handgehaltene Geräte. Sie eignen sich für einfache Dispergierprozesse und für den Einsatz in Situationen, in denen Platz und Behälter begrenzt sind. Ihre Tragbarkeit und Flexibilität machen sie nützlich für die Forschung oder wenn Flexibilität vor Ort erforderlich ist.
4. Ultraschall-Dispergierer mit niedrigen Frequenzen
Niederfrequente Ultraschall-Dispergierer sind Geräte, die im unteren Frequenzbereich arbeiten. Sie können große Partikel und Massen effektiv dispergieren. Sie eignen sich für die effiziente Verarbeitung großer Partikel in kleinere Teilchen in Bereichen wie Baustoffe und Keramik.
5. Hochfrequenz-Ultraschall-Dispergierer
Hochfrequenz-Ultraschall-Dispergierer sind Maschinen, die im Hochfrequenzbereich arbeiten. Sie eignen sich hervorragend zum Dispergieren feiner Partikel und zur Stabilisierung von Emulsionen. Sie eignen sich für kosmetische, pharmazeutische und nanotechnologische Anwendungen, bei denen eine hohe Dispergierleistung erforderlich ist, wie z. B. im Bereich der Nanotechnologie, wo feine Partikel verarbeitet werden.