Hielscher – Ultraschall-Technologie

Lösen von Feststoffen in Flüssigkeiten mit Ultraschall

Die Herstellung von Lösungen ist ein wichtiger Arbeitsschritt im Labor wie auch in der industriellen Produktion. Laborproben müssen vor der Analyse normalerweise verflüssigt werden. Das Homogenisieren und Lösen mittels Ultraschall ist ein schnelles und zuverlässiges Verfahren der Probenvorbereitung in jeglichem Maßstab. In der industriellen Fertigung ist die Vorbereitung homogener Lösungen ein entscheidender Faktor, um verlässliche Produkteigenschaften und eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten. Ultraschall-Dissolver sind als kompakte Laborgeräte und als vollkommerzielle, industrielle Dissolver verfügbar.
Ultraschall ist ein bekanntes und zuverlässiges Werkzeug für die Probenvorbereitung im Labor. Zu den üblichen Anwendungen zählen die Homogenisierung, Emulgierung, Dispersion, Extraktion, Entgasen und sonochemische Verfahren.
Für Messungen mit analytischen Instrumenten (z.B. HPLC, Atomspektrometer, etc.) müssen die Proben meist verflüssigt werden. Dies bedeutet, dass die Probe entweder im homogenen Zustand einer Lösung vorliegen muss oder sie muss in ein Kolloid, eine Suspension, Dispersion oder Emulsion verwandelt werden, wenn die Probenmischung heterogener Natur ist. Leistungsstarker Ultraschall ist eine sehr effektive Methode, um homogene und heterogene Mischungen vorzubereiten. Wenn Sie an der Herstellung heterogener Suspensionen interessiert sind, klicken Sie bitte hier für die ultraschallgestützte Emulgierung und Dispergieren!
Für die Herstellung homogener Gemische mittels Ultraschall lesen Sie bitte unten weiter!

Ultraschall-Kavitation für Löseprozesse

Wenn eine Probe löslich ist, kann das Solut (z.B. Succralose, Salze, z.B. als Pulver oder Tablette) in einem Lösungsmittel (z.B. Wasser, wässrige Lösungsmittel, organische Lösungsmittel etc.) gelöst werden, wodurch eine homogene Mischung entsteht, die nur eine Phase hat. Der Löseprozess kann durch manuelles oder mechanisches Rühren erfolgen, welches zeitaufwändig und ineffizient ist. Damit verbundene Probleme sind Probenverluste durch Manipulation oder fehlende Reproduzierbarkeit durch zufällige Fehler und ungleichmäßiges Durchmischen.

Die brandneuen 200 Watt Ultraschall-Laborgeräte UP200St und UP200Ht sind leistungsstarke Homogenisator zur Homogenisierung, Emulgieren, Lösen, Dispergieren, Desagglomerieren, Fräsen & Mahlen, Extraktion, Lyse, Desintegration, Entgasen, Sprühen und sonochemischen Anwendungen.

Das 200W- Ultraschallgerät UP200St ist ein leistungsstarkes und sehr robustes Gerät für den Einsatz im Labor und in kleineren Produktionen.

Ultraschall-Dissolver sind eine effektive und schnelle Technik des Lösens. Das ultraschallgesstützte Lösen beruht auf den mechanischen Kavitationseffekten, die durch den Eintrag von Ultraschallwellen in Flüssigkeit verursacht werden. Der Eintrag von Ultraschallenergie vereinfacht und beschleunigt vorbereitende Arbeitsschritte wie das Lösen und Auslaugen vor der Analyse.
Durch das ultraschallgestützte Lösen ist es möglich, Solute in hoher Konzentration zu lösen und effizient und schnell eine konzentrierte oder gesättigte (und übersättigte) Lösungen vorzubereiten.
Wenn Hochleistungs-/ Niedrigfrequenz-Ultraschall in ein flüssiges Medium eingetragen wird, entsteht akustische Kavitation, wodurch einzigartige Bedingungen geschaffen werden. Ultraschall verbessert die Behandlung von Flüssig-Flüssig und Feststoff-Flüssig-Proben bei Verfahren wie der Digestion, Solubilisierung und Extraktion, welche häufig als Vorbereitung vor analytischen Nachweisverfahren und Messungen angewendet werden müssen.


Die Löserate gibt die Geschwindigkeit des Solubilisierungsvorgangs an. Die Rate des lösens wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst:

  • Material: Lösungsmittel und Solut
  • Temperatur Druck
  • Sättigungsgrad
  • Effizienz und Wirkung der Lösemethode
  • Phasen-Kontaktfläche
  • Inhibitoren (z.B. Stoffe, die sich auf den Partikeln absetzen und die Phasengrenze blockieren)

Um den Solvatisierungsprozess und das Lösen zu beschleunigen, ist ein leistungsfähiger Dissolver notwendig, der ausreichend mechanische Energie erzeugt. Das auf Ultraschallkavitation basierende Lösen und Mischen ist äußerst effizient und macht Ultraschall-Dissolver zu einem bewährten und zuverlässigen Werkzeug für die Probenvorbereitung im Labor.

Ultraschall-Homogenisator und Dissolver VialTweeter zur gleichzeitigen Probenvorbereitung von bis zu 10 Reagenzgläsern. (Klicken um zu vergrößern!)

Der Ultraschallprozessor VialTweeter ermöglicht die gleichzeitige Probenvorbereitung von bis zu 10 Testgefäßen unter den gleichen Prozessbedingungen.

Ultraschall-Lösen von Laborproben

Das ultraschall-gestützte Löseverfahren wird für die Probenvorbereitung in Laboren vor analytischen Messungen eingesetzt.
In der unten stehenden Liste finden Sie analytische Instrumente, für die (häufig) verflüssigte Proben erforderlich sind:

  • HPLC – Hochleistungs-Flüssigkeits-Chromatographie
  • FTIR – Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie
  • GC – Gaschromatographie
  • Atomspektroskopie
  • ATR – Abgeschwächte Totalreflexions-Spektroskopie
  • Laserbeugungs-Partikelgrößenmessung
  • dynamische Lichtstreuung

Mit dem Ultraschall-Probenvorbereitungsgerät SonoStep kann die Probenvorbereitung vollständig inline ablaufen: In das Ultraschall-Probenvorbereitungsgerät SonoStep wurden Rührer und Pumpe integriert, so dass die Proben gleichmäßig und kontinuierlich in einem geschlossenen System behandelt werden. Dadurch kann eine zuverlässige und konsistente Sonorisierung garantiert werden, da Kreuzkontaminationen und Probenverfälschung sowie Probenverluste vermieden werden.

Ultraschall für das Lösen im industriellen Maßstab

In der industriellen Produktion wird Hochleistungs-Ultraschall in die Fertigungslinie integriert, um Feststoff-Flüssig-Gemische zu homogenisieren und zu lösen, so dass ein gleichmäßiges und stabiles Produkt erzeugt wird.
Beispiele für Löseverfahren in verschiedenen Industriebranchen:
pharmazeutische Industrie: Lösen von Medikamentkomponenten, z.B. Salze, Polymere
Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie: Lösen von Inhaltsstoffen, z.B. Zucker, Salz, Sirup, Gewürzzusätze
Farben & Beschichtungen: Lösen von Polymeren
Chemie: Herstellung übersättigter Lösungen vor Fällung

Hochleistungs-Ultraschallgeräte sind eine effektive industrielle Verarbeitungstechnik zum Auflösen, Homogenisieren, Dispergieren, Desagglomerieren und Extraktion.

Industrieller Ultraschallprozessor UIP16000 (16kW) für große Volumina

Literatur

  • Welna, Maja; Szymczycha-Madeja, Anna; Pohl, Pawel: Quality of the Trace Element Analysis: Sample Preparation Steps. In: InTechOpen.
  • Castro, Luque de; Capote, Priego F. (ed.) (2007): Analytical Applications of Ultrasound. Elservier Science, 2007.
  • Kontakt/ Weitere Informationen

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