Les ondes ultrasonores dissoudront des solides dans les liquides

La préparation des solutions est une étape importante pour les échantillons de laboratoire ainsi que pour la production industrielle. En général, les échantillons de laboratoire doivent être liquéfiés avant d'être analysés. L'homogénéisation et la dissolution par ultrasons constituent un moyen rapide et fiable de préparer des échantillons de toutes tailles. Dans la production industrielle, la préparation de solutions homogènes et bien dissoutes est souvent un facteur crucial pour garantir des caractéristiques de produit stables et une qualité constante. Les dissolveurs à ultrasons sont disponibles sous forme d'appareils de laboratoire compacts et de dissolveurs industriels complets.

Dissolveurs ultrasoniques : Utilisation et applications

Les ultrasons sont un outil bien connu et fiable pour la préparation des échantillons en laboratoire. Les applications habituelles comprennent l'homogénéisation, l'émulsification, la dispersion, l'extraction, le dégazage et les traitements sonochimiques.
Pour les mesures effectuées à l'aide d'instruments analytiques (par exemple, CLHP, spectromètre atomique, etc.), la plupart des échantillons doivent généralement être liquéfiés. Cela signifie que l'échantillon doit être dans l'état homogène d'une solution ou doit être transféré dans un colloïde, une suspension, une dispersion ou une émulsion si le mélange est de nature hétérogène. Les ultrasons puissants sont un outil très efficace pour préparer des mélanges homogènes et hétérogènes.
Si vous êtes intéressé par la préparation de suspensions hétérogènes, cliquez ici : Emulsification par ultrasons et dispersion par ultrasons !
Pour la génération de mélanges homogènes par dissolution ultrasonique, veuillez continuer à lire ci-dessous !

Cavitation ultrasonique pour la dissolution

Si l'échantillon est soluble, le soluté (tel que le succralose, les sels, par exemple sous forme de poudre ou de comprimés) peut être dissous dans un solvant (par exemple l'eau, les solvants aqueux, les solvants organiques, etc. Le processus de dissolution peut être effectué par agitation manuelle ou mécanique, ce qui prend du temps et est inefficace. Les problèmes connexes sont les pertes d'échantillons dues à la manipulation ou le manque de reproductibilité en raison d'erreurs aléatoires et d'un mélange inégal.
Les ultrasons sont souvent utilisés pour favoriser une dissolution efficace et rapide des échantillons. La dissolution assistée par ultrasons est basée sur l'agitation mécanique des effets de cavitation provoqués par l'introduction d'ondes ultrasonores dans les liquides. L'apport d'énergie ultrasonique facilite et accélère le prétraitement de l'échantillon tel que la dissolution et la lixiviation avant l'analyse.
Grâce à la préparation d'une solution assistée par ultrasons, il est possible de dissoudre des solutés à haute concentration et de créer efficacement et rapidement une solution concentrée ou saturée (et sursaturée).
Lorsque des ultrasons de haute puissance et de basse fréquence sont introduits dans un milieu liquide, la cavitation acoustique qui en résulte crée des conditions uniques. Les ultrasons ont amélioré les prétraitements des échantillons liquide-liquide et solide-liquide (par exemple, la digestion, la solubilisation et l'extraction), qui sont généralement appliqués avant la détection et la mesure analytiques.

 
La vitesse de dissolution quantifie la vitesse du processus de dissolution. La vitesse de dissolution est influencée par différents facteurs :

• matériel : solvant et soluté
• température + pression
• degré de (sous-)saturation
• efficacité et impact de la dissolution et du mélange
• surface de l'interphase
• présence d'inhibiteurs (par exemple, substances déposées sur les particules / blocage à la limite de la phase)

 
Pour accélérer le processus de solvatation et la vitesse de dissolution, il faut des homogénéisateurs puissants qui fournissent un impact mécanique suffisant. Le pouvoir de dissolution et de mélange par cavitation des homogénéisateurs ultrasoniques est bien connu et constitue donc un outil courant et fiable pour la préparation des échantillons dans les laboratoires.

Images microscopiques de la suspension de méloxicam :
A gauche : suspension de méloxicam non traitée ; à droite : Nanosuspension de méloxicam obtenue par ultrasons. avec l'UP100H pendant 45 minutes à 100 % d'amplitude et au cycle 1.
(étude et photo : ©Iurian et al., 2015)

Dissolution ultrasonique d'échantillons de laboratoire

La dissolution assistée par ultrasons pour la préparation des échantillons est utilisée dans les laboratoires avant les mesures analytiques.
Liste des instruments d'analyse qui nécessitent des échantillons (souvent) liquéfiés :

• HPLC – Chromatographie liquide à haute performance
• FTIR – Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier
• GC – Chromatographie en phase gazeuse
• Spectroscopie atomique
• ATR – Réflexion totale atténuée
• Taille des particules par diffraction laser
• diffusion dynamique de la lumière

Avec le dispositif de préparation d'échantillons par ultrasons SonoStep, le traitement des échantillons avant analyse peut être effectué entièrement en ligne : Le dispositif de préparation d'échantillons par ultrasons est doté d'un agitateur et d'une pompe intégrés, de sorte que les échantillons circulent de manière régulière et continue dans un système fermé. Ainsi, une sonication régulière et fiable est garantie sans risque de contamination croisée, de falsification ou de perte d'échantillon.
En savoir plus sur l'unité de préparation d'échantillons par ultrasons tout-en-un SonoStep !

Dissolution par ultrasons pour la production industrielle

Dans les lignes de production industrielle, les ultrasons de haute puissance sont intégrés pour dissoudre et homogénéiser les mélanges solide-liquide afin de former un produit homogène et stable.
Vous trouverez ci-dessous quelques exemples pour différentes branches industrielles :

• industrie pharmaceutiqueDissolution des composants du médicament, par exemple les sels, les polymères, etc.
• Industrie alimentaire et des boissonsDissolution d'ingrédients : sucre, sel, sirop, condiments, etc.
• peintures & revêtementsLa dissolution des polymères : la dissolution des polymères
• Chimiepréparation d'une solution sursaturée avant la mise en place d'un système de contrôle de la qualité. réactions de précipitation

Processeurs à ultrasons pour les applications de dissolution à toutes les échelles

Hielscher Ultrasonics propose la solution idéale pour vos applications de dissolution et de mouillage. Qu'il s'agisse de préparer des échantillons analytiques en laboratoire ou de produire de grands volumes de solutions ou de saumures en mode flux continu, Hielscher Ultrasonics vous propose la solution idéale. – Hielscher Ultrasonics a le dissolveur à ultrasons idéal pour votre processus !
Avec des ultrasons de toutes puissances et pour le traitement par lots ou en ligne, nous vous recommanderons l'ultrasoniseur le mieux adapté à vos objectifs de traitement !
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :