Υπερήχων διάλυση στερεών σε υγρά
Η προετοιμασία των διαλυμάτων είναι ένα σημαντικό βήμα τόσο για τα εργαστηριακά δείγματα όσο και για τη βιομηχανική παραγωγή. Γενικά, τα εργαστηριακά δείγματα πρέπει να υγροποιούνται πριν από την ανάλυση. Υπερήχων ομογενοποίηση και διάλυση είναι ένα γρήγορο και αξιόπιστο μέσο για την προετοιμασία δειγμάτων όλων των μεγεθών. Στη βιομηχανική παραγωγή, η παρασκευή ομοιογενών και καλά διαλυμένων διαλυμάτων αποτελεί συχνά κρίσιμο παράγοντα για την εξασφάλιση σταθερών χαρακτηριστικών προϊόντος και σταθερής ποιότητας. Οι υπερηχητικοί διαλύτες διατίθενται ως συμπαγείς εργαστηριακές συσκευές και ως πλήρως εμπορικοί βιομηχανικοί διαλύτες.
Υπερήχων διαλύτες: Χρήση και εφαρμογές
Υπέρηχοι είναι ένα πολύ γνωστό, αξιόπιστο εργαλείο για την προετοιμασία δειγμάτων στο εργαστήριο. Οι συνήθεις εφαρμογές περιλαμβάνουν ομογενοποίηση, γαλακτωματοποίηση, διασπορά, εκχύλιση, απαέρωση και sonochemical επεξεργασίες.
Για μετρήσεις με αναλυτικά όργανα (π.χ. HPLC, ατομικό φασματόμετρο κ.λπ.), γενικά τα περισσότερα δείγματα πρέπει να υγροποιούνται. Αυτό σημαίνει ότι το δείγμα είτε πρέπει να βρίσκεται στην ομοιογενή κατάσταση ενός διαλύματος είτε πρέπει να μεταφέρεται σε κολλοειδές, εναιώρημα, διασπορά ή γαλάκτωμα εάν το μείγμα είναι ετερογενούς φύσης. Ισχυρή υπερήχους είναι ένα πολύ αποτελεσματικό εργαλείο για την προετοιμασία τόσο ομοιογενών όσο και ετερογενών μιγμάτων.
Εάν ενδιαφέρεστε για την παρασκευή ετερογενών εναιωρημάτων, κάντε κλικ εδώ για: Υπερήχων γαλακτωματοποίηση και υπερήχων διασπορά!
Για τη δημιουργία ομοιογενών μιγμάτων με διάλυση υπερήχων, συνεχίστε να διαβάζετε παρακάτω!
Το 200W ισχυρό υπερήχων UP200St είναι μια ισχυρή και πολύ ισχυρή μονάδα εργασίας για εργαστηριακές και μικρότερες παραγωγές.
Υπερήχων σπηλαίωση για διάλυση
Εάν το δείγμα είναι διαλυτό, η διαλελυμένη ουσία (όπως σουκραλόζη, άλατα, π.χ. σε μορφή σκόνης ή δισκίου) μπορεί να διαλυθεί σε διαλύτη (π.χ. νερό, υδατικούς διαλύτες, οργανικούς διαλύτες κ.λπ.) με αποτέλεσμα ένα ομοιογενές μείγμα, αποτελούμενο από μία μόνο φάση. Η διαδικασία διάλυσης μπορεί να πραγματοποιηθεί με χειροκίνητη ή μηχανική ανάδευση, η οποία είναι χρονοβόρα και αναποτελεσματική. Συναφή προβλήματα είναι οι απώλειες δειγμάτων λόγω χειραγώγησης ή έλλειψης αναπαραγωγιμότητας από τυχαία σφάλματα και άνιση ανάμειξη.
Υπερήχους χρησιμοποιείται συχνά για την προώθηση μιας αποτελεσματικής και γρήγορης διάλυσης των δειγμάτων. Η υπερηχητικά υποβοηθούμενη διάλυση βασίζεται στη μηχανική ανάδευση των σπηλαιωτικών επιδράσεων που προκαλούνται από την είσοδο κυμάτων υπερήχων σε υγρά. Η είσοδος ενέργειας υπερήχων διευκολύνει και επιταχύνει την προεπεξεργασία του δείγματος, όπως η διάλυση και η έκπλυση πριν από την ανάλυση.
Με την υπερηχητικά υποβοηθούμενη παρασκευή ενός διαλύματος, καθίσταται δυνατή η διάλυση διαλυμένων ουσιών σε υψηλή συγκέντρωση και η αποτελεσματική και γρήγορη δημιουργία συμπυκνωμένου ή κορεσμένου (και υπερκορεσμένου) διαλύματος.
Όταν ο υπέρηχος υψηλής ισχύος / χαμηλής συχνότητας εισάγεται σε ένα υγρό μέσο, η προκύπτουσα ακουστική σπηλαίωση δημιουργεί μοναδικές συνθήκες. Υπερήχους έχει ενισχυμένη υγρό-υγρό και στερεό-υγρό δείγμα προεπεξεργασίες (π.χ. πέψη, διαλυτοποίηση και εκχύλιση), τα οποία συνήθως εφαρμόζονται πριν από την αναλυτική ανίχνευση και μέτρηση.
Ο ρυθμός διάλυσης ποσοτικοποιεί την ταχύτητα της διαδικασίας διάλυσης. Ο ρυθμός διάλυσης επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες:
- Υλικό: διαλύτης και διαλυμένη ουσία
- θερμοκρασία + πίεση
- βαθμός (υπο)κορεσμού
- Αποτελεσματικότητα και αντίκτυπος της διάλυσης και της ανάμειξης
- Επιφάνεια μεταξύ φάσεων
- παρουσία αναστολέων (π.χ. ουσίες που εναποτίθενται στα σωματίδια/παρεμπόδιση στο όριο φάσης)
Για να επιταχυνθεί η διαδικασία επίλυσης και ο ρυθμός διάλυσης, απαιτούνται ισχυροί ομογενοποιητές που παρέχουν επαρκή μηχανική κρούση. Η σπηλαιωτική διάλυση και η δύναμη ανάμειξης των ομογενοποιητών υπερήχων είναι γνωστές και ως εκ τούτου ένα κοινό και αξιόπιστο εργαλείο για την προετοιμασία δειγμάτων σε εργαστήρια.
Μικροσκοπικές εικόνες εναιωρήματος μελοξικάμης:
Αριστερά: ανεπεξέργαστο εναιώρημα μελοξικάμης. Δεξιά: Νανοεναιώρημα μελοξικάμης που λαμβάνεται με υπερήχους με το UP100H για 45 λεπτά σε πλάτος 100% και κύκλο 1.
(μελέτη και εικόνα: ©Iurian et al., 2015)
Υπερήχων διάλυση εργαστηριακών δειγμάτων
Υπερήχων υποβοηθούμενη διάλυση για την προετοιμασία του δείγματος χρησιμοποιείται σε εργαστήρια πριν από αναλυτικές μετρήσεις.
Κατάλογος αναλυτικών οργάνων που απαιτούν (συχνά) υγροποιημένα δείγματα:
- HPLC – Υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης
- FTIR – Φασματοσκοπία υπερύθρων μετασχηματισμού Fourier
- ΓΕ – Αέρια χρωματογραφία
- Ατομική φασματοσκοπία
- ATR – Εξασθενημένη ολική αντανάκλαση
- Μέγεθος σωματιδίων περίθλασης λέιζερ
- δυναμική σκέδαση φωτός
Με τη συσκευή προετοιμασίας δειγμάτων υπερήχων SonoStep, η επεξεργασία δείγματος προ-ανάλυσης μπορεί να λειτουργήσει εντελώς ενσωματωμένη: Η συσκευή προετοιμασίας δειγμάτων υπερήχων διαθέτει ενσωματωμένο αναδευτήρα και αντλία, έτσι ώστε τα δείγματα να λειτουργούν σταθερά και συνεχώς μέσω ενός κλειστού συστήματος. Με αυτόν τον τρόπο, μια ομοιόμορφη και αξιόπιστη υπερήχηση είναι εγγυημένη χωρίς τον κίνδυνο διασταυρούμενης μόλυνσης και παραποίησης δείγματος ή απώλειας δείγματος.
Διαβάστε περισσότερα για τη μονάδα προετοιμασίας δειγμάτων υπερήχων All-in-One SonoStep!
Υπερήχων διάλυση για βιομηχανική παραγωγή
Στις γραμμές βιομηχανικής παραγωγής, ο υπέρηχος υψηλής ισχύος ενσωματώνεται για να διαλύσει και να ομογενοποιήσει στερεά-υγρά μίγματα για να σχηματίσει ένα ομοιόμορφο και σταθερό προϊόν.
Βρείτε παρακάτω μερικά παραδείγματα για διαφορετικούς βιομηχανικούς κλάδους:
- φαρμακοβιομηχανία: διάλυση συστατικών φαρμάκων, π.χ. άλατα, πολυμερή
- Βιομηχανία τροφίμων και ποτών: διάλυση συστατικών, π.χ. ζάχαρη, αλάτι, σιρόπι, καρυκεύματα
- Χρώματα & Επιστρώσεις: διάλυση πολυμερών
- Χημεία: παρασκευή υπερκορεσμένου διαλύματος πριν από αντιδράσεις καθίζησης
Υπερήχων διαλύτης UIP6000hdT για μεγάλη απόδοση στη βιομηχανική παραγωγή λύσεων
Υπερήχων επεξεργαστές για τη διάλυση εφαρμογών σε οποιαδήποτε κλίμακα
Hielscher Υπέρηχοι προσφέρει την ιδανική λύση για τη διάλυση και διαβροχή εφαρμογή σας. Είτε πρέπει να προετοιμάσετε αναλυτικά δείγματα στο εργαστήριο είτε να παράγετε μεγάλους όγκους διαλυμάτων ή άλμης σε λειτουργία συνεχούς ροής – Hielscher Υπέρηχοι έχει το ιδανικό υπερήχων διαλύτη για τη διαδικασία σας!
Με υπερήχους σε οποιαδήποτε ονομαστική ισχύ και για παρτίδα καθώς και ενσωματωμένη επεξεργασία, θα σας προτείνουμε το πιο κατάλληλο υπερήχων για τους στόχους επεξεργασίας σας!
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100Η |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L / λεπτό | UIP4000hdT |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές για την ανάμειξη εφαρμογών, διασπορά, γαλακτωματοποίηση και εκχύλιση σε εργαστήριο, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- 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.
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από εργαστήριο προς βιομηχανικό μέγεθος.