Szilárd anyagok ultrahangos feloldása folyadékokban
Az oldatok elkészítése fontos lépés mind a laboratóriumi minták, mind az ipari termelés szempontjából. A laboratóriumi mintákat általában cseppfolyósítani kell az elemzés előtt. Az ultrahangos homogenizálás és feloldás gyors és megbízható eszköz minden méretű minta előkészítésére. Az ipari termelésben a homogén és jól oldódó oldatok előállítása gyakran döntő tényező az állandó termékjellemzők és az állandó minőség biztosítása érdekében. Az ultrahangos oldók kompakt laboratóriumi eszközökként és teljes kereskedelmi ipari oldóként kaphatók.
Ultrahangos oldók: használat és alkalmazások
Az ultrahang egy jól ismert, megbízható eszköz a minta előkészítéséhez a laboratóriumban. A szokásos alkalmazások közé tartozik a homogenizálás, emulgeálás, diszperzió, extrakció, gáztalanítás és szonokémiai kezelések.
Az analitikai műszerekkel (pl. HPLC, atomspektrométer stb.) végzett mérésekhez általában a legtöbb mintát cseppfolyósítani kell. Ez azt jelenti, hogy a mintának vagy az oldat homogén állapotában kell lennie, vagy át kell vinni kolloidba, szuszpenzióba, diszperzióba vagy emulzióba, ha a keverék heterogén jellegű. Az erőteljes ultrahangos kezelés nagyon hatékony eszköz homogén és heterogén keverékek előállítására.
Ha érdekli a heterogén szuszpenziók előállítása, kattintson ide: ultrahangos emulgeálás és ultrahangos diszpergálás!
Homogén keverékek ultrahangos feloldással történő előállításához kérjük, folytassa az alábbi olvasást!
A 200W erős ultrahangos készülék UP200St egy erőteljes és nagyon robusztus munkaegység laboratóriumi és kisebb produkciók számára.
Ultrahangos kavitáció feloldáshoz
Ha a minta oldható, az oldott anyag (például szukralóz, sók, pl. por vagy tabletta formájában) oldószerben (pl. vízben, vizes oldószerekben, szerves oldószerekben stb.) oldható, így homogén keveréket kapunk, amely csak egy fázisból áll. Az oldódási folyamat kézi vagy mechanikus keveréssel hajtható végre, ami időigényes és nem hatékony. A kapcsolódó problémák a manipuláció vagy a véletlenszerű hibák miatti reprodukálhatóság hiánya és az egyenetlen keverés miatti mintaveszteségek.
Az ultrahangos kezelést gyakran használják a minták hatékony és gyors feloldódásának elősegítésére. Az ultrahanggal segített feloldás az ultrahanghullámok folyadékokba történő bevitele által okozott kavitációs hatások mechanikai keverésén alapul. Az ultrahang energia bevitele megkönnyíti és felgyorsítja a minta előkezelését, például az elemzés előtti feloldást és kioldódást.
Az oldat ultrahanggal segített elkészítésével lehetővé válik az oldott anyagok nagy koncentrációban történő feloldása, valamint a koncentrált vagy telített (és túltelített) oldat hatékony és gyors létrehozása.
Amikor nagy teljesítményű / alacsony frekvenciájú ultrahangot vezetnek be egy folyékony közegbe, a kapott akusztikus kavitáció egyedi feltételeket teremt. Az ultrahangos kezelés fokozott folyékony-folyadék és szilárd-folyadék minta előkezelésekkel (pl. emésztés, oldódás és extrakció), amelyeket jellemzően az analitikai kimutatás és mérés előtt alkalmaznak.
Az oldódási sebesség számszerűsíti az oldódási folyamat sebességét. Az oldódási sebességet különböző tényezők befolyásolják:
- Anyag: oldószer és oldott anyag
- hőmérséklet + nyomás
- az (alul)telítettség mértéke
- az oldás és keverés hatékonysága és hatása
- interfázis felület
- inhibitorok jelenléte (pl. a részecskéken lerakódott anyagok/ blokkoló anyagok a fázishatáron)
A szolvatációs folyamat és az oldódási sebesség felgyorsításához erős homogenizátorokra van szükség, amelyek elegendő mechanikai hatást biztosítanak. Az ultrahangos homogenizátorok kavitációs oldódási és keverési ereje jól ismert, és ezáltal közös és megbízható eszköz a laboratóriumi mintaelőkészítéshez.
A meloxicam szuszpenzió mikroszkópos képei:
Balra: kezeletlen meloxicam szuszpenzió; Jobbra: Meloxicam nanoszuszpenzió ultrahanggal nyert az UP100H-val 45 percig 100% -os amplitúdóval és 1. ciklussal.
(tanulmány és kép: ©Iurian et al., 2015)
Laboratóriumi minták ultrahangos feloldása
A minta előkészítéséhez ultrahanggal segített oldódást laboratóriumokban használják az analitikai mérések előtt.
A (gyakran) cseppfolyósított mintákat igénylő analitikai eszközök listája:
- HPLC – Nagy teljesítményű folyadékkromatográfia
- FTIR – Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópia
- GC – Gázkromatográfia
- Atomspektroszkópia
- ATR – Csillapított teljes visszaverődés
- Lézerfénydiffrakciós szemcsék méretezése
- dinamikus fényszórás
A SonoStep ultrahangos mintaelőkészítő készülékkel az elemzés előtti mintakezelés teljesen inline működtethető: Az ultrahangos mintaelőkészítő készülék beépített keverővel és szivattyúval rendelkezik, így a minták stabilan és folyamatosan futnak egy zárt rendszeren keresztül. Ezáltal egyenletes és megbízható szonikálás garantálható a keresztszennyeződés és a minta hamisításának vagy a minta elvesztésének kockázata nélkül.
Tudjon meg többet a SonoStep All-in-One ultrahangos mintaelőkészítő egységről!
Ultrahangos feloldás ipari termeléshez
Az ipari gyártósorokban nagy teljesítményű ultrahang van integrálva a szilárd-folyékony keverékek feloldására és homogenizálására, hogy egyenletes és stabil terméket képezzen.
Az alábbiakban néhány példát talál a különböző iparágakra:
- gyógyszeripar: gyógyszerkomponensek, pl. sók, polimerek feloldása
- Élelmiszer- és italipar: összetevők, pl. cukor, só, szirup, fűszerek feloldása
- Festékek & Bevonatok: polimerek feloldása
- Kémia: túltelített oldat készítése előtt csapadékreakciók
Ultrahangos oldó UIP6000hdT megoldások ipari gyártásának nagy áteresztőképességéhez
Ultrahangos processzorok az alkalmazások bármilyen méretben történő feloldásához
A Hielscher Ultrasonics ideális megoldást kínál az oldódási és nedvesítési alkalmazáshoz. Ha analitikai mintákat kell előkészítenie a laboratóriumban, vagy nagy mennyiségű oldatot vagy sóoldatot kell előállítania folyamatos átfolyási módban – A Hielscher Ultrasonics ideális ultrahangos oldóval rendelkezik a folyamathoz!
Az ultrahangos készülékek bármilyen teljesítményfokozatú és kötegelt, valamint inline feldolgozás, javasoljuk a legmegfelelőbb ultrahangos készüléket a feldolgozási célokhoz!
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 1–500 ml | 10–200 ml/perc | UP100H |
| 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
| 10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000hdt |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt keverési alkalmazásokhoz, diszperzióhoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz laboratóriumi, kísérleti és ipari méretekben.
Irodalom / Hivatkozások
- Welna, Maja; Szymczycha-Madeja, Anna; Pohl, Pawel: Quality of the Trace Element Analysis: Sample Preparation Steps. In: InTechOpen.
- Castro, Luque de; Capote, Priego F. (ed.) (2007): Analytical Applications of Ultrasound. Elservier Science, 2007.
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.