Guía completa para el control de la temperatura durante la sonicación

El control de la temperatura en el procesamiento ultrasónico y las reacciones sonoquímicas es esencial para mantener la integridad de la muestra, proteger los compuestos sensibles al calor, optimizar las condiciones de reacción, garantizar una sonicación uniforme y mejorar la seguridad general. Todos los modelos digitales de sonicadores Hielscher vienen con un sensor de temperatura enchufable e incorporan un sofisticado software para controlar la temperatura del proceso y programar los límites de temperatura. Descubra cómo el control de la temperatura durante la sonicación permite obtener resultados más eficientes, reproducibles y fiables.

Sonicators de Hielscher con sofisticado control de temperatura

Los sonicadores Hielscher están equipados con funciones avanzadas de supervisión y programación de la temperatura, esenciales para mantener un control preciso durante los procesos ultrasónicos. Cada modelo de ultrasonicador digital viene con un sensor de temperatura enchufable que permite la monitorización continua de la temperatura insertándolo directamente en el líquido. Este sensor mide la temperatura a granel en tiempo real, garantizando datos precisos y coherentes.
El sofisticado software integrado en los ultrasonidos Hielscher permite a los usuarios establecer un rango de temperatura específico. Si la temperatura supera el límite predeterminado, el ultrasonido se detiene automáticamente. Sólo reanuda su funcionamiento cuando la temperatura ha descendido hasta un nivel seguro preestablecido. Esta regulación automática evita el sobrecalentamiento, protegiendo tanto la muestra como el equipo.

Todas las lecturas de temperatura, junto con otros datos críticos del proceso ultrasónico, se registran automáticamente en una tarjeta SD integrada. Esta función facilita la revisión y el control exhaustivo del proceso, lo que permite a los usuarios revisar y analizar los datos para obtener resultados óptimos.

Para los procesos que requieren una gestión adicional de la temperatura, Hielscher ofrece reactores sonoquímicos con camisas de refrigeración. Además, pueden integrarse intercambiadores de calor y unidades de refrigeración para garantizar que el proceso mantiene la temperatura deseada.

El modo de pulsación programable es otra característica diseñada para ayudar a disipar el calor durante la sonicación. Este modo permite que los ultrasonicadores funcionen de forma intermitente, evitando así la acumulación continua de calor.

Todos los modelos de sonicadores digitales, a partir de 200 vatios, incluyen control de temperatura para evitar el sobrecalentamiento de las muestras durante la preparación. El sensor de temperatura PT100 enchufable mide continuamente la temperatura de las muestras y comunica esta información al ultrasonicador. El sistema se detiene automáticamente cuando se alcanza el límite superior de temperatura y sólo se reanuda cuando la muestra se enfría hasta el límite inferior del intervalo de temperatura establecido.

Las capacidades de control de temperatura de los sonicadores Hielscher, incluido el uso del sensor de temperatura PT100, proporcionan una función esencial para mantener un procesamiento por ultrasonidos preciso y seguro. Estas funciones garantizan que el equipo funcione dentro del rango de temperatura óptimo, evitando el sobrecalentamiento y asegurando la integridad de la muestra durante todo el proceso.

Acerca de la importancia del control de la temperatura durante el procesamiento por ultrasonidos

El control de la temperatura es crucial en el procesamiento por ultrasonidos y en las reacciones sonoquímicas. La necesidad de controlar la temperatura se debe principalmente al requisito de preservar la integridad de la muestra, proteger las sustancias sensibles al calor y mejorar la eficacia de la reacción.

• Integridad de las muestras
  En primer lugar, el control preciso de la temperatura ayuda a mantener la integridad de las muestras que se procesan. Las ondas ultrasónicas generan cantidades significativas de calor a través de la cavitación, en la que las burbujas microscópicas del líquido se colapsan violentamente, produciendo altas temperaturas localizadas. Si la temperatura aumenta de forma incontrolada, puede provocar la degradación o desnaturalización de muestras biológicas sensibles, como proteínas, ácidos nucleicos u otros compuestos orgánicos. Mantener una temperatura estable garantiza que estas muestras permanezcan intactas y funcionales durante todo el proceso.
• Temperatura óptima de proceso
  En segundo lugar, muchas reacciones sonoquímicas dependen en gran medida de la temperatura. La velocidad y el resultado de estas reacciones pueden variar significativamente con los cambios de temperatura. Controlando la temperatura es posible optimizar las condiciones de reacción, garantizando una mayor eficacia y mejores rendimientos. Por ejemplo, algunas reacciones pueden requerir temperaturas más bajas para evitar reacciones secundarias o estabilizar los productos intermedios reactivos, mientras que otras pueden necesitar temperaturas más altas para alcanzar las velocidades de reacción deseadas. Una gestión precisa de la temperatura permite ajustar con precisión estas condiciones y obtener resultados más uniformes y predecibles.
• Uniformidad en la sonicación
  Además, el aumento incontrolado de la temperatura puede provocar una sonicación no uniforme. A medida que aumenta la temperatura, la viscosidad del líquido puede cambiar, afectando a la propagación de las ondas ultrasónicas. Esto puede dar lugar a una cavitación desigual y a un procesamiento incoherente, lo que puede conducir a una reproducibilidad deficiente y a resultados subóptimos. El control de la temperatura garantiza que las propiedades físicas del líquido permanezcan constantes, lo que facilita una distribución uniforme de la energía ultrasónica.
• Control de temperatura para mayor seguridad
  Una gestión eficaz de la temperatura aumenta la seguridad. Las altas temperaturas no controladas ni supervisadas pueden suponer riesgos para los operarios y el entorno del laboratorio. La aplicación de medidas de control de la temperatura garantiza que el entorno de procesamiento siga siendo seguro y que se mitiguen los posibles peligros asociados al sobrecalentamiento.

Cómo utilizar un baño de hielo durante el procesamiento por ultrasonidos

Para la sonicación de vasos de precipitados y lotes, el uso de un simple baño de agua fría / agua helada o hielo es una herramienta bien establecida y eficaz para evitar un aumento de temperatura en el medio sonicado.
Preparar un baño de agua helada o hielo para enfriar la muestra durante la sonicación es un proceso sencillo que ayuda a mantener un entorno de temperatura constante y controlada, evitando el sobrecalentamiento y garantizando unos resultados óptimos. Aquí le guiamos por los pasos para preparar un baño de hielo:

• Llene el recipiente: Elija un recipiente más ancho que el vaso de sonicación. Llene el recipiente con hielo hasta la mitad aproximadamente. El hielo picado o los cubitos de hielo en agua fría funcionan mejor, ya que proporcionan un mejor contacto con el recipiente de la muestra y enfrían de forma más eficaz. El objetivo es crear una mezcla de hielo y agua que pueda rodear completamente el recipiente de la muestra, proporcionando un enfriamiento uniforme.
• Sumerja el recipiente de muestras: Coloque el recipiente de la muestra en el centro del baño de agua helada. Asegúrese de que el nivel del baño de agua helada llega al menos hasta la mitad de los lados del recipiente de la muestra para conseguir una refrigeración eficaz. Si la muestra es muy sensible al calor, sumerja el recipiente más profundamente, pero evite que el agua entre en el recipiente de la muestra. Asegúrese de que el nivel de agua helada no sea demasiado alto para que no entre agua helada en la muestra.
• Temperatura del monitor (opcional): Si es necesario un control preciso de la temperatura, utilice un termómetro para controlar la temperatura del baño de hielo. Los sonicadores digitales Hielscher vienen con un sensor de temperatura enchufable PT100. El sensor PT100 mide la temperatura continuamente y envía los datos al procesador de ultrasonidos. Se puede establecer un límite de temperatura en el menú del sonicador. Al alcanzar el límite de temperatura establecido, el sonicador hace una pausa automática hasta que la temperatura de la muestra desciende hasta el límite inferior establecido y continúa con el proceso de sonicación.

 
Este sencillo procedimiento crea un eficaz baño de agua helada o hielo para mantener un entorno estable y frío para sus muestras durante la sonicación, garantizando un rendimiento óptimo y evitando el sobrecalentamiento.

Celdas de flujo ultrasónicas con camisa de refrigeración

Para la sonicación en línea, Hielscher ofrece celdas de flujo de distintos volúmenes y geometrías equipadas con una camisa de refrigeración.
La camisa de refrigeración de una célula de flujo de ultrasonidos cumple la función de regular la temperatura durante el procesamiento por ultrasonidos. La camisa de refrigeración es una cámara que rodea la célula de flujo, a través de la cual circula un refrigerante (normalmente agua, por ejemplo, agua de ciudad enfriada). Su función principal es disipar el calor generado durante la sonicación, manteniendo la muestra a la temperatura deseada y evitando el sobrecalentamiento. Esto es crucial para preservar la integridad de los compuestos sensibles al calor y garantizar resultados consistentes y fiables.
Además de refrigerar, la camisa también puede utilizarse para calentar la celda de flujo. Al hacer circular agua caliente en lugar de refrigerante, se puede elevar la temperatura de la celda de flujo. Esto es beneficioso para procesos que requieren temperaturas más elevadas, como la termosonicación. La termosonicación combina los efectos del calor y las ondas ultrasónicas para mejorar la eficacia del proceso. Por ejemplo, en la pasteurización de alimentos, la termosonicación puede reducir eficazmente la carga microbiana al tiempo que preserva la calidad y el valor nutritivo de los alimentos. Más información sobre la termosonicación
Esta doble funcionalidad de la camisa de refrigeración -que proporciona tanto refrigeración como calentamiento- la convierte en una herramienta versátil para diversas aplicaciones de procesamiento por ultrasonidos.

Homogeneizador ultrasónico UIP1000hdT con una célula de flujo equipada con camisa de refrigeración para controlar la temperatura del proceso durante la sonicación.

Diseño, fabricación y consultoría – Calidad Made in Germany

Los ultrasonidos de Hielscher son conocidos por sus elevados estándares de calidad y diseño. Su robustez y fácil manejo permiten una integración sin problemas de nuestros ultrasonidos en las instalaciones industriales. Los ultrasonidos de Hielscher soportan sin problemas las condiciones más duras y los entornos más exigentes.

Hielscher Ultrasonics es una empresa con certificación ISO y pone especial énfasis en los ultrasonidos de alto rendimiento con tecnología punta y facilidad de uso. Por supuesto, los ultrasonidos de Hielscher cumplen la normativa CE y los requisitos de UL, CSA y RoHs.

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Homogeneizador ultrasónico UIP1500hdT con una célula de flujo equipada con camisa de refrigeración para controlar la temperatura del proceso durante la sonicación.

Literatura / Referencias