سلول‌های جریان و راکتورهای درون‌خطی برای دستگاه‌های فراصوت آزمایشگاهی
پردازش فراصوتی درون‌خطی در مقیاس آزمایشگاهی
راکتورهای سلول جریان برای هموژنایزرهای فراصوتی شناخته‌شده‌اند و به‌طور گسترده برای پردازش حجم‌های زیاد در تولید صنعتی استفاده می‌شوند. بااین‌حال، استفاده از سلول‌های جریان فراصوتی برای پردازش حجم‌های کمتر در مقیاس آزمایشگاهی و رومیزی نیز مزایای گوناگونی دارد. سلول‌های جریان فراصوتی دستیابی به نتایج پردازش یکنواخت را ممکن می‌سازند، زیرا ماده به شیوه‌ای مشخص از فضای محدود محفظه سلول جریان عبور می‌کند. عوامل فراصوت‌دهی، مانند زمان ماند، دمای فرایند و تعداد دفعات عبور، را می‌توان با دقت کنترل کرد تا اهداف با اطمینان محقق شوند.
سلول‌های جریان و راکتورهای درون‌خطی Hielscher برای حفظ دمای بهینه فرایند به ژاکت‌های خنک‌کننده مجهز هستند. راکتورهای سلول جریان با اندازه‌ها و هندسه‌های گوناگون عرضه می‌شوند تا الزامات خاص هر فرایند را برآورده کنند.
با استفاده از یک دستگاه فراصوت آزمایشگاهی همراه با راکتور سلول جریان، می‌توانید حجم‌های بیشتری از نمونه را بدون نیاز به کار زیاد اپراتور پردازش کنید. در یک سامانه سلول جریان فراصوتی، مایع به داخل راکتور فراصوتی ساخته‌شده از فولاد زنگ‌نزن یا شیشه پمپ می‌شود. در سلول جریان، مایع یا دوغاب تحت فراصوت‌دهی با قابلیت تنظیم دقیق قرار می‌گیرد. تمام ماده از ناحیه نقاط داغ کاویتاسیونی در زیر سونوتْرود عبور می‌کند و تحت تیمار فراصوتی یکنواخت قرار می‌گیرد. پس از عبور از ناحیه کاویتاسیون، مایع به خروجی سلول جریان می‌رسد. بسته به فرایند، تیمار فراصوتی عبوری را می‌توان به‌صورت تک‌گذر یا چندگذر اجرا کرد. برای حفظ دمای مشخص و مناسب فرایند، مثلاً جلوگیری از تخریب مواد حساس به حرارت در طول فراصوت‌دهی، راکتورهای سلول جریان به ژاکت مجهز شده‌اند تا دفع حرارت بهبود یابد.
از حجم‌های کم تا زیاد: نتایج فرایند را می‌توان به‌صورت خطی از حجم‌های کمترِ پردازش‌شده در سطح آزمایشگاهی و رومیزی به ظرفیت‌های پردازش بسیار بالا در مقیاس تولید صنعتی تعمیم داد. دستگاه‌های فراصوت Hielscher برای هر حجمی، از میکرولیتر تا گالن، در دسترس هستند.
سلول‌های جریان Hielscher کاملاً قابل اتوکلاو هستند و برای استفاده با بیشتر مواد شیمیایی مناسب‌اند.
بیشتر آشنا شوید با هموژنایزرهای فراصوتی ما در مقیاس آزمایشگاهی و صنعتی!
راکتور سلول جریان فراصوتی برای فراصوت‌دهی پیوسته درون‌خطی حجم‌های کمتر
هموژنایزر فراصوتی آزمایشگاهی UP200Ht همراه با سلول جریان برای فراصوت‌دهی درون‌خطی
دستگاه‌های فراصوت آزمایشگاهی و سلول‌های جریان
در ادامه، دستگاه‌های فراصوت آزمایشگاهی ما به همراه سلول‌های جریان و سونوتْرودهای سازگار با آن‌ها معرفی شده‌اند
UP400ST (24kHz, 400W):
سونوتْرودهای S24d14D، S24d22D و S24d22L2D دارای آب‌بندی اورینگی هستند. مدل‌های سونوتْرود S24d14D و S24d22D با سلول جریان FC22K (از جنس فولاد زنگ‌نزن، مجهز به ژاکت خنک‌کننده) سازگارند.
UP200ST (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
سونوتْرودهای S24d2D و S24d7D به آب‌بندی اورینگی مجهز هستند و با سلول‌های جریان FC7K (از جنس فولاد زنگ‌نزن، مجهز به ژاکت خنک‌کننده) و FC7GK (سلول جریان شیشه‌ای، مجهز به ژاکت خنک‌کننده) سازگارند.
UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
برای هر دو دستگاه UP50H و UP100H می‌توان از مدل‌های یکسان سونوتْرود و سلول جریان استفاده کرد. سونوتْرودهای MS7 و MS7L2 دارای آب‌بندی‌ای هستند که آن‌ها را برای استفاده با سلول‌های جریان D7K (از جنس فولاد زنگ‌نزن) و GD7K (سلول جریان شیشه‌ای، مجهز به ژاکت خنک‌کننده) مناسب می‌سازد.
چگونه شرایط کار در سلول‌های جریان فراصوتی را بهینه کنیم
Hielscher Ultrasonics انواع سلول‌های جریان فراصوتی و راکتورهای سونوشیمیایی را به شما عرضه می‌کند. طراحی سلول جریان (یعنی هندسه و اندازه سلول جریان) و سونوتْرود باید متناسب با مایع یا دوغاب و نتایج موردنظر فرایند انتخاب شوند.
جدول زیر مهم‌ترین پارامترهای مؤثر بر شرایط فراصوت در سلول جریان را نشان می‌دهد.
- دما: سلول‌های جریان مجهز به ژاکت خنک‌کننده به حفظ دمای مطلوب پردازش کمک می‌کنند. دماهای بالا در نزدیکی نقطه جوش ویژه سیال، به دلیل کاهش چگالی مایع، باعث کاهش شدت کاویتاسیون می‌شوند.
- فشار: فشار یکی از پارامترهای تشدیدکننده کاویتاسیون است. تحت فشار قرار دادن سلول جریان فراصوتی باعث افزایش چگالی سیال و در نتیجه افزایش کاویتاسیون آکوستیکی می‌شود. سلول‌های جریان آزمایشگاهی Hielscher را می‌توان تا فشار 1 barg تحت فشار قرار داد، درحالی‌که به سلول‌های جریان و راکتورهای صنعتی Hielscher می‌توان فشاری تا 300atm (تقریباً 300 barg) اعمال کرد.
- گرانروی مایع: گرانروی مایع عامل مهمی در یک سامانه فراصوتی درون‌خطی است. سلول‌های جریان آزمایشگاهی کوچک ترجیحاً باید با محیط‌های کم‌گرانرو استفاده شوند، درحالی‌که سلول‌های جریان صنعتی Hielscher برای مواد با گرانروی کم تا زیاد، از جمله خمیرها، مناسب‌اند.
- ترکیب مایع: اثرات گرانروی مایع در بالا توضیح داده شده است. اگر مایع تحت پردازش حاوی مواد جامد نباشد، پمپاژ و تغذیه آن ساده است و ویژگی‌های جریان قابل پیش‌بینی هستند. برای دوغاب‌های حاوی مواد جامد، مانند ذرات و الیاف، شکل سلول جریان باید با در نظر گرفتن اندازه ذرات یا طول الیاف انتخاب شود. هندسه مناسب سلول جریان، جریان سیالات حاوی مواد جامد را تسهیل می‌کند و فراصوت‌دهی همگن را تضمین می‌کند.
- گازهای محلول: مایعات ورودی به سلول جریان فراصوتی نباید حاوی مقادیر زیادی گاز محلول باشند، زیرا حباب‌های گاز در ایجاد کاویتاسیون آکوستیکی و حباب‌های خلأ مشخصه آن اختلال ایجاد می‌کنند.
راکتور سلول جریان FC22K برای دستگاه فراصوت آزمایشگاهی UP400ST
راکتورهای جریان فراصوتی در مقیاس‌های کوچک و بزرگ در پژوهش، تحقیق و توسعه و صنعت بسیار پرکاربردند، زیرا امکان مطالعه و کنترل سازوکارها و اثرات پردازش فراصوتی با توان بالا را فراهم می‌کنند. ازاین‌رو، راکتورهای سلول جریان و درون‌خطی فراصوتی برای کاربردهای گوناگون در فرایندهای زیستی، دارویی و شیمیایی – در مقیاس آزمایشگاهی، پایلوت و صنعتی – به کار گرفته شده‌اند.هموژنایزرها، سونوتْرودها و سلول‌های جریان Hielscher Ultrasonics با طراحی‌های گوناگون در دسترس هستند تا بتوان سامانه پردازش فراصوتی ایدئال را پیکربندی کرد. کارکنان باتجربه ما درباره پیکربندی بهینه تجهیزات متناسب با اهداف فرایند شما، مشاوره ارائه می‌دهند!
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش دستگاه‌های فراصوت ما را نشان می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| قابل اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا برای کاربردهای اختلاط، پراکنده‌سازی، امولسیون‌سازی و استخراج در مقیاس آزمایشگاهی، پایلوت و صنعتی تولید می‌کند.
منابع علمی / مراجع
- 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.
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را در اندازه‌های آزمایشگاهی تا صنعتی تولید می‌کند.