خلايا التدفق والمفاعلات المدمجة في خط التدفق لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية المختبرية
المعالجة بالموجات فوق الصوتية في خط التدفق على النطاق المختبري
تُعد مفاعلات خلايا التدفق للمجانسات بالموجات فوق الصوتية معروفة جيدًا وتُستخدم على نطاق واسع لمعالجة الأحجام الكبيرة في الإنتاج الصناعي. ومع ذلك، فإن استخدام خلايا التدفق بالموجات فوق الصوتية لمعالجة الأحجام الأصغر على النطاق المختبري وعلى طاولة المختبر يوفر أيضًا مزايا متعددة. وتتيح خلايا التدفق بالموجات فوق الصوتية تحقيق نتائج معالجة موحّدة، إذ تمر المادة عبر الحيّز المحصور لحجرة خلية التدفق بطريقة محددة. ويمكن التحكم بدقة في عوامل المعالجة بالموجات فوق الصوتية، مثل زمن المكوث ودرجة حرارة العملية وعدد مرات المرور، بما يضمن تحقيق الأهداف بصورة موثوقة.
تأتي خلايا التدفق والمفاعلات المدمجة في خط التدفق من Hielscher مزوّدة بأغلفة تبريد للحفاظ على درجة حرارة العملية المثلى. وتتوفر مفاعلات خلايا التدفق بأحجام وأشكال هندسية متنوعة لتلبية متطلبات العمليات المحددة.
باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية مختبري مع مفاعل خلية تدفق، يمكنك معالجة أحجام أكبر من العينات دون الحاجة إلى جهد بشري كبير. وفي منظومة خلية التدفق بالموجات فوق الصوتية، يُضخ السائل إلى المفاعل فوق الصوتي المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الزجاج. وفي خلية التدفق، يتعرض السائل أو المعلّق لمعالجة بالموجات فوق الصوتية يمكن ضبطها بدقة. وتمر جميع المواد عبر منطقة البؤرة الساخنة للتجويف أسفل السونوترود، وتخضع لمعالجة متجانسة بالموجات فوق الصوتية. وبعد المرور عبر منطقة التجويف، يصل السائل إلى مخرج خلية التدفق. وبحسب العملية، يمكن إجراء المعالجة بالموجات فوق الصوتية أثناء التدفق بمرور واحد أو بمرورات متعددة. وللحفاظ على درجة حرارة معينة ملائمة للعملية، مثل منع تحلل المواد الحساسة للحرارة أثناء المعالجة بالموجات فوق الصوتية، تُزوّد مفاعلات خلايا التدفق بأغلفة لتحسين تبديد الحرارة.
من الأحجام الصغيرة إلى الكبيرة: يمكن توسيع نطاق نتائج العملية خطيًا من الأحجام الأصغر التي تُعالج على النطاق المختبري وعلى طاولة المختبر إلى معدلات معالجة كبيرة جدًا على نطاق الإنتاج الصناعي. وتتوفر أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher لجميع الأحجام، من الميكرولترات إلى الغالونات.
يمكن تعقيم خلايا التدفق من Hielscher بالكامل في الأوتوكلاف، وهي مناسبة للاستخدام مع معظم المواد الكيميائية.
تعرّف على المزيد عن مجانساتنا بالموجات فوق الصوتية المختبرية و مجانساتنا الصناعية بالموجات فوق الصوتية!
مفاعل خلية تدفق بالموجات فوق الصوتية للمعالجة المستمرة بالموجات فوق الصوتية في خط التدفق للأحجام الأصغر
المجانس المختبري بالموجات فوق الصوتية UP200Ht مع خلية تدفق للمعالجة بالموجات فوق الصوتية في خط التدفق
أجهزة الموجات فوق الصوتية المختبرية وخلايا التدفق
فيما يلي، يمكنك العثور على أجهزتنا المختبرية بالموجات فوق الصوتية مع خلايا التدفق والسونوترودات المتوافقة معها
UP400ST (24kHz, 400W):
تأتي السونوترودات S24d14D وS24d22D وS24d22L2D مزوّدة بحلقة إحكام على شكل O. ويتوافق نوعا السونوترود S24d14D وS24d22D مع خلية التدفق FC22K (من الفولاذ المقاوم للصدأ، مع غلاف تبريد).
UP200ST (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
السونوترودان S24d2D وS24d7D مزوّدان بحلقة إحكام على شكل O، ويتوافقان مع خلية التدفق FC7K (من الفولاذ المقاوم للصدأ، مع غلاف تبريد) وFC7GK (خلية تدفق زجاجية، مع غلاف تبريد).
UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
يمكن استخدام طرازات السونوترود وخلايا التدفق نفسها مع كلٍّ من UP50H وUP100H. ويتميز السونوترودان MS7 وMS7L2 بمانع تسرب يجعلهما مناسبين للاستخدام مع خليتي التدفق D7K (من الفولاذ المقاوم للصدأ) وGD7K (خلية تدفق زجاجية، مع غلاف تبريد).
كيفية تحسين ظروف التشغيل في خلايا التدفق بالموجات فوق الصوتية
تقدم لك Hielscher Ultrasonics مجموعة متنوعة من خلايا التدفق بالموجات فوق الصوتية ومفاعلات التفاعلات الكيميائية بالموجات فوق الصوتية. وينبغي اختيار تصميم خلية التدفق (أي شكلها الهندسي وحجمها) والسونوترود بما يتوافق مع السائل أو المعلّق ونتائج العملية المستهدفة.
يعرض الجدول أدناه أهم المعلمات التي تؤثر في ظروف الموجات فوق الصوتية داخل خلية التدفق.
- درجة الحرارة: تساعد خلايا التدفق المزوّدة بأغلفة تبريد في الحفاظ على درجة حرارة المعالجة المطلوبة. وتؤدي درجات الحرارة المرتفعة القريبة من درجة غليان المائع المعني إلى انخفاض شدة التجويف بسبب انخفاض كثافة السائل.
- الضغط: الضغط معلمة تزيد شدة التجويف. وتؤدي زيادة الضغط داخل خلية التدفق بالموجات فوق الصوتية إلى زيادة كثافة المائع، وبالتالي زيادة التجويف الصوتي. ويمكن تطبيق ضغط يصل إلى 1 barg على خلايا التدفق المختبرية من Hielscher، بينما يمكن تطبيق ضغط يصل إلى 300atm (نحو 300 barg) على خلايا التدفق والمفاعلات الصناعية من Hielscher.
- لزوجة السائل: تُعد لزوجة السائل عاملًا مهمًا في منظومة المعالجة بالموجات فوق الصوتية في خط التدفق. ويُفضّل استخدام خلايا التدفق المختبرية الصغيرة مع الأوساط منخفضة اللزوجة، بينما تناسب خلايا التدفق الصناعية من Hielscher المواد ذات اللزوجة المنخفضة إلى العالية، بما في ذلك المعاجين.
- تركيب السائل: وُصفت آثار لزوجة السائل أعلاه. وإذا كان السائل المُعالج لا يحتوي على مواد صلبة، فإن الضخ والتغذية يكونان بسيطين، وتكون خصائص التدفق قابلة للتنبؤ. أما في حالة المعلّقات التي تحتوي على مواد صلبة، مثل الجسيمات والألياف، فيجب اختيار شكل خلية التدفق مع مراعاة حجم الجسيمات أو طول الألياف. ويسهّل الشكل الهندسي المناسب لخلية التدفق تدفق الموائع المحمّلة بالمواد الصلبة ويضمن معالجة متجانسة بالموجات فوق الصوتية.
- الغازات المذابة: ينبغي ألا تحتوي السوائل المغذّاة إلى خلية التدفق بالموجات فوق الصوتية على كميات كبيرة من الغازات المذابة، لأن فقاعات الغاز تتداخل مع توليد التجويف الصوتي وفقاعاته الفراغية المميزة.
مفاعل خلية التدفق FC22K لجهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية المختبري UP400ST
تحظى مفاعلات التدفق بالموجات فوق الصوتية على النطاقين الصغير والكبير بشعبية واسعة في البحوث والبحث والتطوير والصناعة، إذ تتيح دراسة آليات المعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية القدرة وآثارها والتحكم فيها. ولذلك، استُخدمت خلايا التدفق بالموجات فوق الصوتية والمفاعلات المدمجة في خط التدفق في تطبيقات متنوعة ضمن العمليات البيولوجية والصيدلانية والكيميائية – على النطاق المختبري والتجريبي والصناعي.تتوفر المجانسات والسونوترودات وخلايا التدفق من Hielscher Ultrasonics بتصاميم متنوعة لتجميع منظومة المعالجة بالموجات فوق الصوتية المثالية. وسيقدم لك موظفونا ذوو الخبرة الواسعة المشورة بشأن التهيئة المثلى للمعدات لتحقيق أهداف عمليتك!
يمنحك الجدول أدناه مؤشرًا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزتنا للمعالجة بالموجات فوق الصوتية:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500mL | 10 إلى 200mL/min | UP100H |
| 10 إلى 2000mL | 20 إلى 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20L | 0.2 إلى 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 إلى 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | أكبر | مجموعة من أجهزة UIP16000 |
تواصل معنا! / اسألنا!
تصنّع Hielscher Ultrasonics مجانسات عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية لتطبيقات الخلط والتشتيت والاستحلاب والاستخلاص على النطاق المختبري والتجريبي والصناعي.
المصادر / المراجع
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Shah Purvin, Parameswara Rao Vuddanda, Sanjay Kumar Singh, Achint Jain, and Sanjay Singh (2014): Pharmacokinetic and Tissue Distribution Study of Solid Lipid Nanoparticles of Zidov in Rats. Journal of Nanotechnology, Volume 2014.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): Thermal and ultrasonic influence in the formation of nanometer scale hydroxyapatite bio-ceramic. Int J Nanomedicine. 2011; 6: 2083–2095.
تصنّع Hielscher Ultrasonics مجانسات عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية بأحجام تتراوح من الأحجام المختبرية إلى الأحجام الصناعية.