Kiinteiden aineiden ultraääniliuotus nesteisiin

Liuosten valmistaminen on tärkeä vaihe sekä laboratorionäytteiden että teollisen tuotannon kannalta. Yleensä laboratorionäytteet on nesteytettävä ennen analysointia. Ultraäänihomogenisointi ja -liuotus on nopea ja luotettava keino valmistaa kaikenkokoisia näytteitä. Teollisessa tuotannossa homogeenisten ja hyvin liuotettujen liuosten valmistaminen on usein ratkaiseva tekijä tasaisten tuoteominaisuuksien ja tasaisen laadun takaamiseksi. Ultraääniliuottimia on saatavana pienikokoisina laboratoriolaitteina ja täysin kaupallisina teollisuusliuottimina.

Ultraääniliuottimet: käyttö ja sovellukset

Ultrasonics on tunnettu ja luotettava työkalu näytteiden valmistukseen laboratoriossa. Tavallisia sovelluksia ovat homogenointi, emulgointi, dispersio, uuttaminen, kaasunpoisto ja sonokemialliset käsittelyt.
Analyysilaitteilla (esim. HPLC, atomispektrometri jne.) tehtäviä mittauksia varten useimmat näytteet on yleensä nesteytettävä. Tämä tarkoittaa, että näytteen on joko oltava homogeenisessa liuostilassa tai se on siirrettävä kolloidiksi, suspensioksi, dispersioksi tai emulsioksi, jos seos on luonteeltaan heterogeeninen. Tehokas ultraäänihoito on erittäin tehokas väline sekä homogeenisten että heterogeenisten seosten valmistukseen.
Jos olet kiinnostunut heterogeenisten suspensioiden valmistuksesta, napsauta tätä: Ultraääniemulgointi ja ultraääni dispergointi!
Homogeenisten seosten tuottamiseksi ultraääniliuotuksella jatka lukemista alla!

Ultraäänikavitaatio liuottamiseen

Jos näyte on liukoinen, liuennut aine (kuten sakkakrraloosi, suolat, esim. jauhe- tai tablettimuodossa) voidaan liuottaa liuottimeen (esim. veteen, vesipitoisiin liuottimiin, orgaanisiin liuottimiin jne.), jolloin saadaan homogeeninen seos, joka koostuu vain yhdestä faasista. Liuotusprosessi voidaan suorittaa manuaalisesti tai mekaanisesti, mikä on aikaa vievää ja tehotonta. Tähän liittyviä ongelmia ovat näytteen menetykset, jotka johtuvat manipuloinnista tai satunnaisvirheiden ja epätasaisen sekoituksen aiheuttamasta toistettavuuden puutteesta.
Ultrasonicationia käytetään usein edistämään näytteiden tehokasta ja nopeaa liukenemista. Ultraäänellä avustettu liukeneminen perustuu ultraääniaaltojen syöttämisen nesteisiin aiheuttamien kavitaatiovaikutusten mekaaniseen levottomuuteen. Ultraäänienergian syöttö helpottaa ja nopeuttaa näytteen esikäsittelyä, kuten liuottamista ja huuhtoutumista ennen analyysiä.
Liuoksen ultraäänellä avustetulla valmisteella on mahdollista liuentaa liuenneita aineita suurina pitoisuuksina ja luoda tehokkaasti ja nopeasti väkevä tai kyllästetty (ja ylikylläinen) liuos.
Kun suuritehoinen / matalataajuinen ultraääni viedään nestemäiseen väliaineeseen, tuloksena oleva akustinen kavitaatio luo ainutlaatuiset olosuhteet. Ultrasonication on parantanut neste-neste- ja kiinteä-nestemäisten näytteiden esikäsittelyjä (esim. ruoansulatus, liuottaminen ja uuttaminen), joita käytetään tyypillisesti ennen analyyttistä havaitsemista ja mittaamista.

 
Liukenemisnopeus ilmaisee liuotusprosessin nopeuden. Liukenemisnopeuteen vaikuttavat useat tekijät:

• Materiaali: liuotin ja liuennut aine
• lämpötila + paine
• (ali)kylläisyyden aste
• liuottamisen ja sekoittamisen tehokkuus ja vaikutus
• Välivaiheen pinta-ala
• inhibiittoreiden esiintyminen (esim. hiukkasiin kerrostuneet aineet / salpaus faasin rajalla)

 
Liuotusprosessin ja liukenemisnopeuden nopeuttamiseksi tarvitaan tehokkaita homogenisaattoreita, jotka tarjoavat riittävän mekaanisen vaikutuksen. Ultraäänihomogenisaattoreiden kavitaatioliuotus- ja sekoitusteho ovat tunnettuja ja siten yleinen ja luotettava työkalu näytteen valmistukseen laboratorioissa.

Mikroskooppiset kuvat meloksikaamisuspensiosta:
Vasen: käsittelemätön meloksikaamisuspensio; Oikealla: Meloksikaamin nanosuspensio, joka on saatu ultraäänellä UP100H: n kanssa 45 minuutin ajan 100%: n amplitudilla ja syklillä 1.
(tutkimus ja kuva: ©Iurian et ai., 2015)

Laboratorionäytteiden ultraääniliuotus

Ultraäänellä avustettua liukenemista näytteen valmistukseen käytetään laboratorioissa ennen analyyttisiä mittauksia.
Luettelo analyyttisistä laitteista, jotka vaativat (usein) nesteytettyjä näytteitä:

• HPLC – Korkean suorituskyvyn nestekromatografia
• FTIR – Fourier-muunnosinfrapunaspektroskopia
• GC – Kaasukromatografia
• Atomispektroskopia
• ATR – Vaimennettu täydellinen heijastus
• Laserdiffraktiohiukkasten koko
• dynaaminen valon sironta

Ultraääninäytteenvalmistuslaitteella SonoStep, esianalyysinäytteen käsittely voidaan suorittaa täysin inline: Ultraääninäytteenvalmistuslaitteessa on integroitu sekoitin ja pumppu, jotta näytteet kulkevat tasaisesti ja jatkuvasti suljetun järjestelmän läpi. Näin taataan tasainen ja luotettava sonikaatio ilman ristikontaminaation ja näytteen väärentämisen tai näytteen häviämisen riskiä.
Lue lisää All-in-One ultraääninäytteen valmisteluyksiköstä SonoStep!

Ultraääniliuotus teollisuustuotantoon

Teollisissa tuotantolinjoissa suuritehoinen ultraääni on integroitu kiinteiden ja nestemäisten seosten liuottamiseksi ja homogenoimiseksi tasaisen ja stabiilin tuotteen muodostamiseksi.
Alla on esimerkkejä eri teollisuudenaloista:

• lääketeollisuus: lääkeainekomponenttien, kuten suolojen, polymeerien, liuottaminen
• Elintarvike- ja juomateollisuus: ainesosien liuottaminen, esim. sokeri, suola, siirappi, mausteet
• Maalit & Pinnoitteet: polymeerien liuottaminen
• Kemia: ylikyllästetyn liuoksen valmistaminen ennen saostumisreaktiot

Ultraääniprosessorit sovellusten liuottamiseen missä tahansa mittakaavassa

Hielscher Ultrasonics tarjoaa ihanteellisen ratkaisun liuotus- ja kostutussovellukseesi. Riippumatta siitä, onko sinun valmistettava analyyttisiä näytteitä laboratoriossa tai tuotettava suuria määriä liuoksia tai suolavesiä jatkuvassa läpivirtaustilassa – Hielscher Ultrasonicsilla on ihanteellinen ultraääniliuotin prosessillesi!
Ultraäänilaitteilla millä tahansa teholuokalla ja erä- ja inline-käsittelyllä, suosittelemme sinulle sopivinta ultraäänilaitetta käsittelytavoitteisiisi!
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: