Ультразвуковые диспергаторы для лабораторного и промышленного применения
Ультразвуковой диспергатор — оборудование для интенсивной обработки жидкостей и жидких дисперсных систем с помощью высокоамплитудного ультразвука. Ультразвуковые диспергаторы применяют для измельчения и равномерного распределения частиц в жидкой среде, гомогенизации составов, получения эмульсий и суспензий, разрушения агломератов. Компания «СпецмашСоник» разрабатывает лабораторное и промышленное ультразвуковое оборудование для отработки технологии и последующего масштабирования процесса до требуемой производительности.
Для каких задач применяют ультразвуковые диспергаторы
Принцип работы ультразвукового диспергатора основан на передаче высокоамплитудных механических колебаний непосредственно в обрабатываемую жидкость. При определённых режимах воздействия возникает ультразвуковая кавитация и акустические течения.
За счёт этого ультразвуковое диспергирование позволяет разрушать агломераты твёрдых частиц и более равномерно распределять их в жидкой фазе. Технология применяется при приготовлении:
- суспензий,
- паст,
- красок и покрытий,
- составов с техническим углеродом и другими высокодисперсными наполнителями.
При обработке несмешивающихся жидкостей ультразвук способствует дроблению одной фазы на мелкие капли и её распределению в другой, что используется при получении эмульсий. Ультразвуковое воздействие также применяют для гомогенизации многокомпонентных продуктов и разрушения клеточных структур биологического и растительного сырья.
Эффект обработки зависит от свойств конкретного продукта, концентрации компонентов, температуры, времени воздействия и других параметров. Поэтому перед подбором промышленного оборудования мы можем провести испытания непосредственно на сырье заказчика и определить подходящий режим ультразвуковой обработки.
Особенности ультразвуковых диспергаторов
Обычная мешалка в первую очередь создаёт движение всего объёма жидкости и смешивает компоненты. Ультразвуковой диспергатор воздействует на продукт иначе: высокоамплитудные колебания и кавитация создают интенсивное локальное воздействие непосредственно в обрабатываемой среде. Это позволяет решать задачи, для которых одного макроскопического перемешивания может быть недостаточно — например, разрушать агломераты мелкодисперсных частиц или получать более однородные дисперсные системы.
Показательный пример — проведённый нами эксперимент с газовой сажей. При обработке смеси воды и сажи ультразвуковым диспергатором всего за 9 секунд была получена густая равномерная паста. Резкое изменение консистенции показывает, насколько быстро ультразвуковое воздействие способно изменить дисперсное состояние системы. В промышленном процессе это создаёт предпосылки для сокращения времени обработки, получения более однородного продукта и, для некоторых составов, снижения расхода диспергирующих добавок. Конкретные показатели определяются испытаниями на продукте заказчика.
Лабораторные и промышленные ультразвуковые диспергаторы
Лабораторный ультразвуковой диспергатор применяется для исследований, обработки небольших объёмов продукта, проверки применимости ультразвука и подбора технологических режимов. На этом этапе можно оценить результат воздействия, определить необходимое время обработки и исследовать изменение дисперсности, однородности, вязкости и других характеристик продукта.
Промышленный ультразвуковой диспергатор предназначен для переноса отработанного процесса в производство. Для непрерывной обработки продукта применяются проточные системы: среда проходит через рабочую камеру с зоной интенсивного ультразвукового воздействия. В зависимости от технологической задачи несколько ультразвуковых модулей могут последовательно объединяться в одну систему.
Такой подход позволяет пройти весь путь — от эксперимента с образцом сырья до промышленной технологии с необходимой производительностью. Специалисты «СпецмашСоник» проводят тестовую обработку материалов заказчика, подбирают параметры воздействия и разрабатывают промышленное ультразвуковое оборудование под конкретный технологический процесс.
