Pelarutan Padatan dalam Cairan secara Ultrasonik

Penyiapan larutan merupakan langkah penting untuk sampel laboratorium maupun produksi industri. Secara umum, sampel laboratorium harus diubah menjadi bentuk cair sebelum analisis. Homogenisasi dan pelarutan ultrasonik merupakan cara yang cepat dan andal untuk menyiapkan sampel dalam berbagai ukuran. Dalam produksi industri, penyiapan larutan yang homogen dan terlarut dengan baik sering kali menjadi faktor penting untuk menjamin karakteristik produk yang tetap dan mutu yang konsisten. Perangkat pelarut ultrasonik tersedia sebagai perangkat laboratorium yang ringkas maupun perangkat pelarut industri untuk skala komersial penuh.

Perangkat Pelarut Ultrasonik: Penggunaan dan Aplikasi

Ultrasonik merupakan sarana yang dikenal luas dan andal untuk penyiapan sampel di laboratorium. Aplikasi yang umum meliputi homogenisasi, emulsifikasi, dispersi, ekstraksi, penghilangan gas, dan perlakuan sonokimia.
Untuk pengukuran menggunakan instrumen analitik (misalnya HPLC, spektrometer atom, dan sebagainya), sebagian besar sampel umumnya harus diubah menjadi bentuk cair. Artinya, sampel harus berada dalam keadaan homogen berupa larutan atau diubah menjadi koloid, suspensi, dispersi, atau emulsi jika campurannya bersifat heterogen. Ultrasonikasi berdaya tinggi merupakan sarana yang sangat efektif untuk menyiapkan campuran homogen maupun heterogen.
Jika Anda tertarik pada penyiapan suspensi heterogen, klik di sini untuk: emulsifikasi ultrasonik dan pendispersian ultrasonik!
Untuk pembuatan campuran homogen melalui pelarutan ultrasonik, silakan lanjutkan membaca di bawah ini!

Kavitasi Ultrasonik untuk Pelarutan

Jika sampel dapat larut, zat terlarut (seperti sukralosa, garam, misalnya dalam bentuk bubuk atau tablet) dapat dilarutkan dalam pelarut (misalnya air, pelarut berair, pelarut organik, dan sebagainya) sehingga menghasilkan campuran homogen yang hanya terdiri dari satu fase. Proses pelarutan dapat dilakukan melalui pengadukan manual atau mekanis, yang memakan waktu dan tidak efisien. Masalah terkait mencakup kehilangan sampel akibat penanganan atau kurangnya reproduktibilitas akibat kesalahan acak dan pencampuran yang tidak merata.
Ultrasonikasi sering digunakan untuk mendorong pelarutan sampel yang efektif dan cepat. Pelarutan berbantuan ultrasonik didasarkan pada agitasi mekanis dari efek kavitasi yang disebabkan oleh masuknya gelombang ultrasonik ke dalam cairan. Masukan energi ultrasonik mempermudah dan mempercepat praperlakuan sampel seperti pelarutan dan pelindian sebelum analisis.
Penyiapan larutan berbantuan ultrasonik memungkinkan pelarutan zat terlarut pada konsentrasi tinggi serta pembuatan larutan pekat atau jenuh (dan lewat jenuh) secara efisien dan cepat.
Ketika ultrasonik berdaya tinggi/frekuensi rendah dimasukkan ke dalam medium cair, kavitasi akustik yang dihasilkan menciptakan kondisi yang unik. Ultrasonikasi telah meningkatkan praperlakuan sampel cair–cair dan padat–cair (misalnya digesti, solubilisasi, dan ekstraksi), yang biasanya diterapkan sebelum deteksi dan pengukuran analitik.

 
Laju pelarutan mengukur kecepatan proses pelarutan. Laju pelarutan dipengaruhi oleh berbagai faktor:

• bahan: pelarut dan zat terlarut
• suhu + tekanan
• derajat kejenuhan (atau ketidakjenuhan)
• efisiensi dan dampak pelarutan serta pencampuran
• luas permukaan antarfase
• keberadaan inhibitor (misalnya zat yang mengendap pada partikel/menghalangi batas fase)

 
Untuk mempercepat proses solvasi dan laju pelarutan, diperlukan homogenizer berdaya tinggi yang memberikan dampak mekanis yang memadai. Kemampuan pelarutan dan pencampuran melalui kavitasi pada homogenizer ultrasonik telah dikenal luas, sehingga perangkat ini menjadi sarana yang umum dan andal untuk penyiapan sampel di laboratorium.

Citra mikroskopis suspensi meloksikam:
Kiri: suspensi meloksikam tanpa perlakuan; Kanan: nanosuspensi meloksikam yang diperoleh melalui ultrasonikasi dengan UP100H selama 45 menit pada amplitudo 100% dan siklus 1.
(penelitian dan gambar: ©Iurian et al., 2015)

Pelarutan Ultrasonik Sampel Laboratorium

Pelarutan berbantuan ultrasonik untuk penyiapan sampel digunakan di laboratorium sebelum pengukuran analitik.
Daftar instrumen analitik yang (sering kali) memerlukan sampel dalam bentuk cair:

• HPLC – Kromatografi Cair Kinerja Tinggi
• FTIR – Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier
• GC – Kromatografi Gas
• Spektroskopi atom
• ATR – Refleksi Total Teredam
• Pengukuran Ukuran Partikel dengan Difraksi Laser
• Hamburan Cahaya Dinamis

Dengan perangkat penyiapan sampel ultrasonik SonoStep, perlakuan sampel sebelum analisis dapat dilakukan sepenuhnya secara inline: perangkat penyiapan sampel ultrasonik ini dilengkapi pengaduk dan pompa terintegrasi, sehingga sampel mengalir secara stabil dan terus-menerus melalui sistem tertutup. Dengan demikian, sonikasi yang merata dan andal terjamin tanpa risiko kontaminasi silang dan perubahan sampel yang menyimpangkan hasil atau kehilangan sampel.
Baca selengkapnya tentang Unit Penyiapan Sampel Ultrasonik Serbaguna SonoStep!

Pelarutan Ultrasonik untuk Produksi Industri

Pada lini produksi industri, ultrasonik berdaya tinggi diintegrasikan untuk melarutkan dan menghomogenkan campuran padat–cair sehingga membentuk produk yang seragam dan stabil.
Berikut beberapa contoh untuk berbagai sektor industri:

• Industri farmasi: pelarutan komponen obat, misalnya garam, polimer
• Industri makanan dan minuman: pelarutan bahan, misalnya gula, garam, sirop, bumbu
• Cat & Pelapis: pelarutan polimer
• Kimia: penyiapan larutan lewat jenuh sebelum reaksi presipitasi

Prosesor Ultrasonik untuk Aplikasi Pelarutan pada Berbagai Skala

Hielscher Ultrasonics menawarkan solusi ideal untuk aplikasi pelarutan dan pembasahan Anda. Baik Anda perlu menyiapkan sampel analitik di laboratorium maupun memproduksi larutan atau larutan garam dalam volume besar dengan mode aliran kontinu – Hielscher Ultrasonics memiliki perangkat pelarut ultrasonik yang ideal untuk proses Anda!
Dengan ultrasonikator pada berbagai tingkat daya dan untuk pemrosesan batch maupun inline, kami akan merekomendasikan ultrasonikator yang paling sesuai dengan tujuan pemrosesan Anda!
Tabel di bawah ini memberikan gambaran perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: