VialMagassugárzó – Szonoreaktor ásványi anyagok kivonására a talajból

Az egészség és a talajszennyezés figyelemmel kíséréséhez szennyező anyagokat, például nyomelemeket kell kivonni és mérni. A VialTweeter jelentősen megkönnyíti az analitikai előextrakciót a laboratóriumi munkafolyamatokban. A nyomelemek talajmintákból történő kivonása nagyszerű példa a VialTweeter hatékonyságára és megbízhatóságára a jobb extrakciós eredmények érdekében.

Nyomokban ásványi anyagok kivonása talajmintákból

A nyomelemek talajból történő kitermelése kulcsfontosságú analitikai lépés a környezeti monitoring, a geokémiai vizsgálatok és a mezőgazdasági értékelések során. A hagyományos módszerek, beleértve a savas emésztést, a mikroextrakciót és a mikrohullámú extrakciót, gyakran időigényesek, reagensigényesek és/vagy környezeti szempontból veszélyesek.
A VialTweeter, egy nagy teljesítményű ultrahangos szonoreaktor, kiváló alternatíva, amely fokozott extrakciós hatékonyságot, csökkentett feldolgozási időt és minimális reagensfogyasztást kínál. Ez az új megközelítés jelentősen javítja a nyomelemek visszanyerését a talajmátrixokból, pontosabb és reprodukálhatóbb eredményeket biztosítva, miközben betartja a zöld analitikai kémiai elveket.

Nyomokban ásványi anyagok kivonása a talajból a többcsöves Sonicator VialTweeter segítségével

Carretero-Peña et al. (2021) tanulmányt készített, amely kimutatta, hogy a VialTweeter rendkívül hatékony eszköz a nyomelemek talajból történő kivonására. Kutatásuk legfontosabb részleteit és eredményeit az alábbiakban ismertetjük.

Ultrahangos extrakció a VialTweeterrel:
4,0–7,5 mg talajt mérünk 1,5 ml-es Eppendorf csövekbe. Meghatározott térfogatú HNO₃ oldatot (0,60–1,5 ml) adunk hozzá, és a csöveket lezárjuk, mielőtt egy VialTweeter szonoreaktorba helyezzük. A mintákat ultrahangos extrakciónak vetjük alá szobahőmérsékleten 450 másodpercig. Ultrahangos kezelés után 3500 fordulat / perc sebességgel centrifugáljuk 10 percig. A felülúszó egy részét mikropipettán átvisszük egy 10 ml-es lombikba, ahol 5,0% HNO₃-val hígítjuk. Germánium (Ge IV) belső standardot adunk hozzá, hogy az elemzés előtt elérjük a 10 ng/ml végső koncentrációt.
Időtartam VialTweeterrel: 450 másodperc
 

A talajminták savas emésztése:
50 mg talajt kezelünk 2,5 ml HNO₃-val és 5,0 ml HF-vel zárt teflon emésztőedényekben 90 °C-on 8 órán keresztül. Az edényeket ezután kinyitják, és 2,5 ml HClO₄-t adnak hozzá, mielőtt főzőlapon 200 °C-on szárazra párologtatnák a keveréket. Ezután 1,0 ml HNO₃-t vezetünk be, majd ismét elpárologtatjuk. Az utolsó lépés a maradék feloldása 2,5 ml HNO₃-ban, az oldat áttöltése egy 50 ml-es mérőlombikba, és a térfogat ultratiszta vízzel történő feltöltése. Indiumot (In III) és ittrium (Y III) belső standardokat (50 μL 10 mg/l oldat) adnak hozzá a későbbi elemanalízis pontosságának biztosítása érdekében.
A savas emésztés időtartama: 8 óra
 

Az extrakciós feltételek optimalizálása

A kutatások különböző extrakciós körülményeket teszteltek, hogy a talajmintákból a lehető legtöbb nyomelemet kapják. Ezek a körülmények maximalizálják a nyomelemek visszanyerését, miközben minimalizálják a savak használatát és csökkentik a teljes extrakciós időt a hagyományos emésztési módszerekhez képest.

Összehasonlítási extrakciós hatékonyság: VialTweeter vs savas emésztés

Az ásványi extrakciós hozamok összehasonlító értékelése a savas emésztéssel kivont referenciamintákkal kiemeli a VialTweeter többcsöves ultrahangos készülék kiváló hatékonyságát és megbízhatóságát.

A 100%-nál nagyobb extrakciós hatékonyság azt jelenti, hogy a mintából kivont adott elem mennyisége meghaladja a várt vagy referenciaértéket.

A VialTweeter segítségével az anyagok hatékony, nagy áteresztőképességű extrahálása a mintákból megkönnyíti a napi munkafolyamatot az analitikai laboratóriumokban.

1. Gyorsabb kinyerés – Drasztikusan csökkenti az időt órákról percekre.
2. Minimális mintaszennyeződés - A lezárt injekciós üveg kialakítása megakadályozza a levegőben vagy keresztszennyeződést.
3. Magas reprodukálhatóság – Az injekciós üvegek közötti egyenletes energiaelosztás kiküszöböli a változékonyságot.
4. környezetbarát – Csökkenti a savfogyasztást és a veszélyes hulladékokat.
5. Méretezhető és nagy átviteli sebesség – Gyors környezeti monitoring programokhoz alkalmas.

A VialTweeter szonoreaktor

Ultrahanggal segített extrakciós (UAE) mechanizmus

A VialTweeter szonoreaktor működési elve az erőteljes ultrahangos kavitáció, egy fizikai pehnomenon, amely lokalizált nagy nyíróerőket és nyomáskülönbségeket generál folyékony közegben. Ez a jelenség megkönnyíti a talajrészecskék lebontását és növeli a fémionok extrakciós oldószerré történő kioldódásának hatékonyságát.

Az ultrahangos kavitáció legfontosabb előnyei a talajkivonásban:

• Továbbfejlesztett mátrixzavar: A kavitáció által kiváltott mikrofúvókák fokozzák az oldószer behatolását a talajrészecskékbe.
• Csökkentett részecskeméret: A mechanikai erők lebontják az aggregátumokat, így nagyobb felületet tesznek ki az ásványi anyagok kitermeléséhez.
• Fokozott reakciókinetika: A nyomelemek gyorsított deszorpciója és feloldódása az oldatba.
• Minimális reagenshasználat: A savkoncentráció csökkentése csökkenti a környezeti hatást anélkül, hogy veszélyeztetné az extrakció hatékonyságát.

VialMagassugárzó konfiguráció és tervezés

A VialTweeter rendszer egy titán blokkból áll, 10 injekciós üveg résszel, biztosítva az egyenletes ultrahangos energiaelosztást. Egy 200 wattos teljesítményű ultrahangos generátor táplálja 26 kHz frekvencián, és egyenlő energiát továbbít minden mintához, biztosítva a következetes és reprodukálható extrakciókat több injekciós üvegen egyszerre.

Főbb jellemzők:

• Nagy teljesítményű egyenletes szonikálás kötegelt feldolgozáshoz.
• Az injekciós üveg izolálásából eredő keresztszennyeződés kiküszöbölése.
• Minimális mintaveszteség lezárt reakcióedényekben.
• Méretezhetőség a nagy áteresztőképességű környezeti monitorozáshoz.

A VialTweeter egycsöves szonikátor modellként is kapható a Falcon csövek megbízható mintaelőkészítéséhez. További információ a testreszabott egycsöves modellről a Falcon csövek steril szonikálásához!

Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban gyártott minőség

A Hielscher ultrahangos készülékek jól ismertek a legmagasabb minőségi és tervezési szabványokról. A robusztusság és a könnyű kezelhetőség lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes integrálását ipari létesítményekbe. A durva körülmények és az igényes környezetek könnyen kezelhetők Hielscher ultrasonicators.

Hielscher Ultrasonics egy ISO tanúsítvánnyal rendelkező cég, és különös hangsúlyt fektet a nagy teljesítményű ultrasonicatorokra, amelyek a legmodernebb technológiát és felhasználóbarátságot mutatják. Természetesen a Hielscher ultrasonicators CE-kompatibilis és megfelel az UL, CSA és RoHs követelményeinek.

Hielscher Non-Contact Sonicator modellek UIP400MTP mikrolemezekhez, VialTweeterhez és CupHornhoz: nagy sebességű és nagy áteresztőképességű minta-előkészítés