Poboljšajte djelovanje svojih sredstava za hvatanje nečistoća ultrazvučnim miješanjem

Sredstvo za hvatanje nečistoća kemijska je tvar koja se dodaje smjesi radi uklanjanja ili deaktiviranja nečistoća i štetnih nusproizvoda. U mnogim se reakcijama upotrebljava suvišak polaznih tvari kako bi se reakcija u otopini dovela do završetka. Konačna smjesa sastoji se od željenog proizvoda i jednog ili više neželjenih nusproizvoda. Nakon završetka reakcije neželjeni nusproizvod mora se ukloniti. Uobičajena tehnika uklanjanja neželjenih tvari iz reakcijske smjese jest hvatanje nečistoća. Sredstva za hvatanje nečistoća često se dodaju u prekomjernim količinama kako bi se ubrzalo uklanjanje nečistoća. Umješavanje tih sredstava u reakcijsku smjesu ultrazvukom visokog intenziteta omogućuje finu disperziju tako da se sredstvo za hvatanje nečistoća usitnjava u vrlo male čestice ili kapljice. Što su čestice ili kapljice manje, to je veća reaktivna površina. To omogućuje ekonomičniju upotrebu kemikalija za hvatanje nečistoća i brže uklanjanje nečistoća ili neželjenih nusproizvoda.

Sredstva za hvatanje nečistoća često se upotrebljavaju u sljedećim područjima:

• kemija: u kombinatornoj kemiji u otopini sredstva za hvatanje nečistoća često se upotrebljavaju za uklanjanje neutrošenog suviška reagensa i/ili istrošenih reagensa.
• farmaceutski razvoj i proizvodnja: potrebni su aktivni spojevi visoke čistoće kako bi mogli u potpunosti ostvariti svoje učinke.
• naftna i plinska industrija: npr. tijekom odsumporavanja. Uobičajen je primjer uklanjanje sumporovodika (H₂S) radi izbjegavanja svih nepovoljnih reakcija (osobito radi suzbijanja korozije).
• biologija i biotehnologija: npr. nanočestice djeluju kao hvatači radikala kako bi zaštitile tkivo od oštećenja.

Snaga ultrazvučnog miješanja

Snažni ultrazvučni valovi uvedeni u tekući medij dovode do kavitacije. Kavitacijske smične sile vrlo su učinkovite za dispergiranje i emulgiranje. Raspodjela veličina sitnih čestica ili kapljica, koja se postiže snažnim ultrazvučnim miješanjem, može se precizno kontrolirati, čime se omogućuje jednostavno stvaranje čestica ili kapljica mikrometarskih i nanometarskih veličina. Vrlo male dimenzije čestica sredstva za hvatanje nečistoća i njihova ravnomjerna raspodjela rezultiraju velikom površinom čestica, odnosno vrlo aktivnom površinom za vezanje nečistoća radi njihova uklanjanja iz reakcijske smjese.

Prednosti ultrazvučnog hvatanja nečistoća

Učinkovita ultrazvučna disperzija omogućuje štedljivu upotrebu sredstva za hvatanje nečistoća. Ultrazvučne sile dispergiraju i raspodjeljuju čestice ili kapljice vrlo malih dimenzija, čime se iskorištava puni potencijal sredstava za hvatanje nečistoća. Time se izbjegava prekomjerna upotreba reagensa za hvatanje nečistoća. Tako se štedi sredstvo za hvatanje nečistoća i olakšava uklanjanje uhvaćenih nusproizvoda.
Ultrazvučno potpomognuto hvatanje nečistoća omogućuje paralelnu sintezu i pročišćavanje s velikim kapacitetom obrade. Time se povećava učinkovitost vašeg procesa i poboljšava kvaliteta proizvoda. Dodatne prednosti proizlaze iz činjenice da je hvatanje nečistoća važna alternativa dugotrajnoj tekućinskoj kromatografiji i ekstrakciji tekuće–tekuće.
Ultrazvučno miješanje pridonosi djelovanju svih vrsta sredstava za hvatanje nečistoća, kao što su čvrsta sredstva (npr. prašci, gelovi, polimeri za hvatanje nečistoća, smole za hvatanje nečistoća) i tekuća sredstva za hvatanje nečistoća.

Šaržna sonikacija ili sonikacija u liniji

Ultrazvučni procesi mogu se provoditi kao šaržni procesi i u kontinuiranom protočnom načinu rada. Osobito za manje volumene, npr. za sonikaciju uzoraka i manjih proizvodnih serija, postupak sonikacije može se jednostavno provesti u laboratorijskoj čaši ili šarži. Međutim, za veće volumne protoke preporučuje se sonikacija u liniji kako bi se osigurali ujednačeni i dosljedni rezultati procesa. Ovisno o volumnom protoku, Hielscher nudi širok raspon ultrazvučnih reaktora s protočnim ćelijama.

Koraci procesa ultrazvučno potpomognutog hvatanja nečistoća

• 1. Pripremite reakcijsku suspenziju i pustite da tvari potpuno izreagiraju. (Imajte na umu da ultrazvuk potiče kemijske reakcije! Može biti korisno sonicirati reakcijsku smjesu i tijekom prvog koraka.) Nakon reakcije otopina sadržava konačni proizvod i neželjene nusproizvode. Dodajte sredstvo za hvatanje nečistoća po vlastitom izboru
• 2. Dodajte sredstvo za hvatanje nečistoća i pripremite grubo prethodno izmiješanu suspenziju ili emulziju. Nakon što nastane suspenzija/emulzija, sonicirajte smjesu.
• 3. Nakon završetka reakcije hvatanja nečistoća nusproizvodi su vezani te se mogu ukloniti ili mogu ostati u reakcijskoj smjesi u postojećem stanju jer su vezani za sredstvo za hvatanje nečistoća. Pročišćavanje se može provesti prikupljanjem čistog proizvoda filtracijom, centrifugiranjem ili uklanjanjem supernatanta kapaljkom/pipetom.