תאי זרימה וריאקטורים בקו למכשירים אולטרסוניים למעבדה
עיבוד אולטרסוני בקו בקנה מידה מעבדתי
ריאקטורים של תאי זרימה להומוגנייזרים אולטרסוניים מוכרים היטב ונמצאים בשימוש נרחב לעיבוד נפחים גדולים בייצור תעשייתי. עם זאת, השימוש בתאי זרימה אולטרסוניים מציע מגוון יתרונות גם לעיבוד נפחים קטנים יותר בקנה מידה מעבדתי ובמערכות שולחניות. תאי זרימה אולטרסוניים מאפשרים להשיג תוצאות עיבוד אחידות, מכיוון שהחומר עובר בחלל התחום של תא הזרימה באופן מוגדר. ניתן לשלוט במדויק בגורמי הסוניקציה, כגון זמן השהייה, טמפרטורת התהליך ומספר המעברים, כך שהיעדים מושגים באופן אמין.
תאי הזרימה והריאקטורים בקו של Hielscher מצוידים במעטפות קירור לשמירה על טמפרטורת תהליך מיטבית. ריאקטורים של תאי זרימה זמינים במגוון גדלים וגאומטריות כדי לעמוד בדרישות תהליך ספציפיות.
באמצעות שימוש במכשיר אולטרסוני למעבדה בשילוב עם ריאקטור של תא זרימה, ניתן לעבד נפחי דגימה גדולים יותר ללא עבודה ידנית רבה. במערך של תא זרימה אולטרסוני, הנוזל נשאב אל הריאקטור האולטרסוני העשוי מפלדת אל־חלד או מזכוכית. בתא הזרימה, הנוזל או התרחיף נחשפים לסוניקציה הניתנת לכוונון מדויק. כל החומר עובר באזור המוקד הפעיל של הקוויטציה שמתחת לסונוטרודה ועובר טיפול אולטרסוני אחיד. לאחר המעבר באזור הקוויטציה, הנוזל מגיע לפתח היציאה של תא הזרימה. בהתאם לתהליך, ניתן לבצע טיפול אולטרסוני בזרימה במעבר יחיד או במספר מעברים. כדי לשמור על טמפרטורה מסוימת המיטיבה עם התהליך, למשל כדי למנוע פירוק של חומר רגיש לחום במהלך הסוניקציה, ריאקטורים של תאי זרימה מצוידים במעטפות לשיפור פיזור החום.
מנפחים קטנים לגדולים: ניתן להגדיל את קנה המידה של העיבוד באופן ליניארי, תוך שמירה על תוצאות התהליך, מנפחים קטנים יותר המעובדים במעבדה ובמערכות שולחניות ועד לתפוקות גדולות מאוד בקנה מידה של ייצור תעשייתי. המכשירים האולטרסוניים של Hielscher זמינים לכל נפח, ממיקרוליטרים ועד גלונים.
תאי הזרימה של Hielscher ניתנים לעיקור מלא באוטוקלב ומתאימים לשימוש עם רוב הכימיקלים.
למידע נוסף על ההומוגנייזרים האולטרסוניים שלנו למעבדה ועל ההומוגנייזרים האולטרסוניים שלנו לתעשייה!
ריאקטור של תא זרימה אולטרסוני לסוניקציה רציפה בקו של נפחים קטנים יותר
הומוגנייזר אולטרסוני למעבדה UP200Ht עם תא זרימה לסוניקציה בקו
מכשירים אולטרסוניים למעבדה ותאי זרימה
להלן המכשירים האולטרסוניים שלנו למעבדה, עם תאי הזרימה והסונוטרודות התואמים
UP400ST (24kHz, 400W):
הסונוטרודות S24d14D, S24d22D ו־S24d22L2D מצוידות באטם טבעת O. הסונוטרודות מדגמי S24d14D ו־S24d22D תואמות לתא הזרימה FC22K (פלדת אל־חלד, עם מעטפת קירור).
UP200ST (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
הסונוטרודות S24d2D ו־S24d7D מצוידות באטם טבעת O ותואמות לתאי הזרימה FC7K (פלדת אל־חלד, עם מעטפת קירור) ו־FC7GK (תא זרימה מזכוכית, עם מעטפת קירור).
UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
ניתן להשתמש באותם דגמי סונוטרודות ותאי זרימה הן עבור UP50H והן עבור UP100H. הסונוטרודות MS7 ו־MS7L2 כוללות אטם ההופך אותן למתאימות לשימוש עם תאי הזרימה D7K (פלדת אל־חלד) ו־GD7K (תא זרימה מזכוכית, עם מעטפת קירור).
כיצד למטב את תנאי ההפעלה בתאי זרימה אולטרסוניים
Hielscher Ultrasonics מציעה לכם מגוון תאי זרימה אולטרסוניים וריאקטורים סונוכימיים. יש לבחור את תכנון תא הזרימה (כלומר, הגאומטריה והגודל של תא הזרימה) ואת הסונוטרודה בהתאם לנוזל או לתרחיף ולתוצאות התהליך הרצויות.
הטבלה שלהלן מציגה את הפרמטרים החשובים ביותר המשפיעים על תנאי האולטרסאונד בתא הזרימה.
- טמפרטורה: תאי זרימה עם מעטפות קירור מסייעים לשמור על טמפרטורת העיבוד הרצויה. טמפרטורות גבוהות הקרובות לנקודת הרתיחה הספציפית של הנוזל גורמות לירידה בעוצמת הקוויטציה, מכיוון שצפיפות הנוזל פוחתת.
- לחץ: לחץ הוא פרמטר המגביר קוויטציה. הפעלת לחץ בתא הזרימה האולטרסוני גורמת לעלייה בצפיפות הנוזל ובכך להגברת הקוויטציה האקוסטית. ניתן להפעיל בתאי הזרימה למעבדה של Hielscher לחץ של עד 1 barg, ואילו בתאי הזרימה ובריאקטורים התעשייתיים של Hielscher ניתן להפעיל לחץ של עד 300atm (כ־300 barg).
- צמיגות הנוזל: צמיגות הנוזל היא גורם חשוב במערך אולטרסוני בקו. עדיף להשתמש בתאי זרימה קטנים למעבדה עם תווכים בעלי צמיגות נמוכה, ואילו תאי הזרימה התעשייתיים של Hielscher מתאימים לחומרים בעלי צמיגות נמוכה עד גבוהה, לרבות משחות.
- הרכב הנוזל: השפעות צמיגות הנוזל תוארו לעיל. אם הנוזל המעובד אינו מכיל מוצקים, השאיבה וההזנה פשוטות ותכונות הזרימה ניתנות לחיזוי. כאשר מדובר בתרחיפים המכילים מוצקים כגון חלקיקים וסיבים, יש לבחור את צורת תא הזרימה בהתחשב בגודל החלקיקים או באורך הסיבים. גאומטריה מתאימה של תא הזרימה מקלה על זרימתם של נוזלים המכילים מוצקים ומבטיחה סוניקציה אחידה.
- גזים מומסים: נוזלים המוזנים לתא זרימה אולטרסוני אינם אמורים להכיל כמויות גדולות של גזים מומסים, מכיוון שבועות גז מפריעות להיווצרות קוויטציה אקוסטית ולהיווצרות בועות הריק האופייניות לה.
ריאקטור של תא זרימה FC22K למכשיר האולטרסוני למעבדה UP400ST
ריאקטורי זרימה אולטרסוניים בקנה מידה קטן וגדול פופולריים מאוד במחקר, במחקר ופיתוח ובתעשייה, מכיוון שהם מאפשרים לחקור את המנגנונים וההשפעות של עיבוד אולטרסוני בהספק גבוה ולשלוט בהם. לכן, ריאקטורים של תאי זרימה אולטרסוניים וריאקטורים בקו הוטמעו במגוון יישומים בתהליכים ביולוגיים, פרמצבטיים וכימיים – בקנה מידה מעבדתי, בקנה מידה של פיילוט ובקנה מידה תעשייתי.ההומוגנייזרים, הסונוטרודות ותאי הזרימה של Hielscher Ultrasonics זמינים במגוון תצורות, כדי להרכיב את מערך העיבוד האולטרסוני האידיאלי. הצוות המנוסה שלנו ייעץ לכם בנוגע לתצורת הציוד המיטבית להשגת יעדי התהליך שלכם!
הטבלה שלהלן מספקת הערכה של כושר העיבוד המשוער של המכשירים האולטרסוניים שלנו:
| נפח אצווה | ספיקת זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500mL | 10 עד 200mL/min | UP100H |
| 10 עד 2000mL | 20 עד 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 עד 20L | 0.2 עד 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 עד 100L | 2 עד 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 עד 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | גבוהה יותר | מערך של UIP16000 |
צרו איתנו קשר! / שאלו אותנו!
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים ליישומי ערבוב, פיזור, תחלוב ומיצוי בקנה מידה מעבדתי, בקנה מידה של פיילוט ובקנה מידה תעשייתי.
ספרות / מקורות
- 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 מייצרת הומוגנייזרים אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים, החל מגודל מעבדתי ועד גודל תעשייתי.