Dispergieren

Der Einsatz von Leistungsultraschall hat beim Dispergieren und Emulgieren in flüssigen Medien folgende Vorzüge:

kurze Bearbeitungszeit, bei vergleichbarem Volumen einer Perlmühle oder eines Dissolvers
kurze Entwicklungszeiten mit kleinen Probenmengen bringen schnelle Ergebnisse
direktes, exaktes Messen des Energieeintrages gute Skalierbarkeit von Labor über Technikum zur Produktion
kontinuierliches Verfahren, realisiert mit Durchfluss-Systemen
schnelles Reinigen der Geräte
konstante, protokollierbare Qualität – auch bei Verschleiß
Mahlen von Nanopartikeln – Größe der Partikel ist eine Funktion des Energieeintrages

Für diese Anwendungen wird Leistungsultraschall mit einer Frequenz ab 20 kHz eingesetzt, um mit Hilfe der Kavitation ein Zerschlagen von Agglomeraten zu bewirken:

bei kleinsten Probenmengen für Analysen im Bereich 0,01 ml bis 0,5 ml
Suspensionen und Emulsionen von 0,5 ml bis ca. 6 Liter werden im Batch beschallt, zum Vorbereiten von Proben und für kleine Chargen in
der Produktion
ab dem kleintechnischen Maßstab stehen Durchfluss-Systeme zur Verfügung;
die fließfähigen Medien werden kontinuierlich durch den intensivsten Kavitationsbereich einer schwingenden Sonotrode geleitet
für sehr harte Partikel und den Mahlprozess stehen höchste Schall-
Leistungsdichten zur Verfügung; realisiert mit bis zu 16 kW-Prozessoren
als Einzelleistung
für die großtechnische Produktion werden leistungsfähige Durchfluss-Zellen eingesetzt, die beliebig oft in Reihe oder parallel geschaltet werden können

Emulgieren

Siehe Dispergieren

Entgasen

Extraktion

Homogenisieren

Nass-Mahlen

Reinigen

Der Einsatz von Ultraschall hat beim Reinigen in wässrigen Reinigungsmedien folgende Vorzüge:

die Zeit zum Reinigen wird deutlich verkürzt, oft von Minuten auf Sekunden
die Gegenstände werden porentief gesäubert
das Reinigungsgut wird schonend behandelt
die Reinigungschemie kann auf ein Mindestmaß reduziert und die Umwelt entlastet werden
reproduzierbare, protokollierbare Qualität
gute Skalierbarkeit vom Laborversuch über Technikum in den Produktionsmaßstab

Für diese Anwendung wird Ultraschall mit einer Frequenz ab 20 kHz über 35 kHz bis 192 kHz eingesetzt, um mit Hilfe der Schallwellen und der Kavitation einen Reinigungseffekt zu bewirken:

zur technischen Umsetzung des hochintensiven Ultraschallreinigens stehen Ultraschallprozessoren mit angepasster Leistung und Frequenz sowohl als Standardgeräte als auch in Sonderbauformen zur Verfügung
gezieltes, intensives und schnelles Reinigen wird ermöglicht durch Stab- und Block-Sonotroden; Sonderformen sind zum Beispiel Drahtreinigungs-Sonotroden zum kontinuierlichen Reinigen von Drähten, Bändern und Profilen
für empfindliche Materialien wie bspw. Wafer, werden Schwingungen bis
ca. 3 MHz genutzt

Die Reinigung ist eine der ältesten und bekanntesten Anwendungen der Ultraschalltechnik und dient dem Säubern von Gegenständen. Hierzu zählen Schmuck, Probekörper, Werkstücke und Werkzeuge. Im Detail reicht die Palette des Reinigungsgutes von Brillen über Zahnräder bis hin zu Fahrgestellen von Flugzeugen. Eine Reinigungsflüssigkeit zur Übertragung der Schallwellen ist stets Voraussetzung. Unterschieden werden:

das Reinigen durch vorwiegend Ultraschallwellen in so genannten Ultraschallbädern – die Kavitation entsteht spontan durch Überlagerung der Wellen und unterstützt den Prozess
das Reinigen im Nahfeld einer, mit großer Amplitude, schwingenden Sonotrode – die Kavitation entsteht gezielt, wodurch noch intensiver und schneller Schmutz abgelöst wird
durch die stark verkürzten Reinigungszeiten werden auch, wenn technisch realisierbar, Durchlaufanlagen aufgestellt, welche eine besonders hohe Effizienz gewährleisten

Schneiden

Schweißen

Sieben

Sonochemische Prozesse

Zellaufschluss – Lyse

Der Einsatz von Leistungsultraschall hat beim Aufschluss von biologischen Zellen folgende Vorzüge:

kurze Bearbeitungszeit, schnelle Erzielung von Ergebnissen
kontinuierliches Verfahren möglich
konstante, protokollierbare Qualität
einfache Handhabung der Technik
Geräte leicht zu reinigen und sterilisierbar

Für diese Anwendung wird Leistungsultraschall mit einer Frequenz ab 20 kHz eingesetzt, um mit Hilfe der Kavitation ein Öffnen der Zellwand zu bewirken:

bei kleinsten Probenmengen für Analysen im Bereich 0,01 ml bis 0,5 ml
Zellsuspensionen von 0,5 ml bis ca. 6 Liter werden im Batch beschallt, für die Probenvorbereitung und für kleine Chargen in der Produktion
ab dem kleintechnischen Maßstab stehen Durchfluss-Systeme zur Verfügung; die Zellsuspension wird kontinuierlich durch den intensivsten Kavitationsbereich einer schwingenden Sonotrode geleitet
für sehr feste Zellwände wurden spezielle Ultraschall-Aufschlusstechniken entwickelt
für die großtechnische Produktion werden leistungsfähige Durchfluss-Systeme eingesetzt, welche beliebig oft in Reihe oder parallel montiert werden können

Verfahren