Scioglimento ultrasonico dei solidi nei liquidi

La preparazione delle soluzioni è un passo importante sia per i campioni di laboratorio che per la produzione industriale. In generale, i campioni di laboratorio devono essere liquefatti prima dell'analisi. L'omogeneizzazione e la dissoluzione ad ultrasuoni è un mezzo rapido e affidabile per preparare campioni di tutte le dimensioni. Nella produzione industriale, la preparazione di soluzioni omogenee e ben disciolte è spesso un fattore cruciale per garantire caratteristiche costanti del prodotto e una qualità costante. I dissolutori ad ultrasuoni sono disponibili come dispositivi di laboratorio compatti e come dissolutori industriali commerciali.

Dissolutori a ultrasuoni: Uso e applicazioni

Gli ultrasuoni sono uno strumento ben noto e affidabile per la preparazione dei campioni in laboratorio. Le applicazioni più comuni includono omogeneizzazione, emulsificazione, dispersione, estrazione, degassificazione e trattamenti sionochimici.
Per le misurazioni con strumenti analitici (ad esempio, HPLC, spettrometro atomico, ecc.), in genere la maggior parte dei campioni deve essere liquefatta. Ciò significa che il campione deve essere allo stato omogeneo di una soluzione oppure deve essere trasferito in un colloide, una sospensione, una dispersione o un'emulsione se la miscela è di natura eterogenea. Gli ultrasuoni sono uno strumento molto efficace per preparare miscele sia omogenee che eterogenee.
Se siete interessati alla preparazione di sospensioni eterogenee, cliccate qui per la preparazione di sospensioni eterogenee: Emulsificazione ad ultrasuoni e dispersione ad ultrasuoni!
Per la generazione di miscele omogenee mediante dissoluzione ad ultrasuoni, si prega di continuare a leggere qui di seguito!

La dissoluzione è una delle tante applicazioni di potenza dell'ecografia. Il video dimostra la rapida dissoluzione dei Jellybabies in acqua con l'Hielscher UP200St.

Scioglimento di Jellybabies in acqua con UP200St

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I nuovissimi dispositivi da laboratorio ad ultrasuoni da 200 watt UP200St e UP200Ht sono potenti omogeneizzatori per omogeneizzazione, emulsificazione, dissoluzione, dispersione, deagglomerazione, fresatura. & applicazioni di macinazione, estrazione, lisi, disintegrazione, degassificazione, spruzzatura e sono-chimica.

Il potente ultrasuonatore UP200St da 200W è un'unità di lavoro potente e molto robusta per laboratori e piccole produzioni.

Cavitazione ad ultrasuoni per la dissoluzione

Se il campione è solubile, il soluto (come succralosio, sali, ad esempio sotto forma di polvere o compressa) può essere sciolto in un solvente (ad esempio acqua, solventi acquosi, solventi organici, solventi organici, ecc. Il processo di dissoluzione può essere effettuato con agitazione manuale o meccanica, che richiede molto tempo e non è efficiente. I problemi correlati sono le perdite di campione dovute alla manipolazione o alla mancanza di riproducibilità per errori casuali e miscelazione non uniforme.
L'ultrasonicazione è spesso utilizzata per promuovere una dissoluzione efficace e veloce dei campioni. La dissoluzione ultrasonicamente assistita si basa sull'agitazione meccanica degli effetti cavitazionali causati dall'immissione di onde ultrasoniche nei liquidi. L'immissione di energia ultrasonica facilita e accelera il pretrattamento del campione, come la dissoluzione e la lisciviazione prima dell'analisi.
Con la preparazione di una soluzione assistita da ultrasuoni, diventa possibile sciogliere i soluti in alta concentrazione e creare in modo efficiente e veloce una soluzione concentrata o satura (e sovrasatura).
Quando gli ultrasuoni ad alta potenza/bassa frequenza vengono introdotti in un mezzo liquido, la cavitazione acustica risultante crea condizioni uniche. L'ultrasonicazione ha migliorato i pretrattamenti di campioni liquido-liquido e solido-liquido (ad es. digestione, solubilizzazione ed estrazione), che sono tipicamente applicati prima della rilevazione e misurazione analitica.

La dissoluzione è un'applicazione comune dell'ecografia. Il video mostra la rapida dissoluzione di un cristallo di zucchero in acqua con l'Hielscher UP200St.

Sciogliere i cristalli di zucchero in acqua utilizzando il UP200St

Miniatura del video

 
Il tasso di dissoluzione quantifica la velocità del processo di dissoluzione. Il tasso di dissoluzione è influenzato da vari fattori:

  • materiale: solvente e soluto
  • temperatura + pressione
  • grado di (sotto)saturazione
  • l'efficienza e l'impatto della dissoluzione e della miscelazione
  • superficie interfase
  • presenza di inibitori (es. sostanze depositate sulle particelle/blocco sul confine di fase)

 
Per accelerare il processo di solubilizzazione e la velocità di dissoluzione, sono necessari potenti omogeneizzatori che forniscono un sufficiente impatto meccanico. Il potere di dissoluzione cavitazionale e di miscelazione degli omogeneizzatori ad ultrasuoni è ben noto e rappresenta quindi uno strumento comune e affidabile per la preparazione dei campioni in laboratorio.

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L'ultrasonicazione nanosizza i cristalli di meloxicam in nanocristalli e forma una nanosospensione omogenea, che mostra una migliore biodisponibilità.

Immagini microscopiche della sospensione di meloxicam:
A sinistra: sospensione di meloxicam non trattata; a destra: Nanosospensione di meloxicam ottenuta mediante ultrasuoni. con l'UP100H per 45 minuti al 100% di ampiezza e ciclo 1.
(studio e immagine: ©Iurian et al., 2015)

Scioglimento ultrasonico di campioni di laboratorio

La dissoluzione ad ultrasuoni per la preparazione dei campioni viene utilizzata in laboratorio prima delle misurazioni analitiche.
Elenco degli strumenti analitici che richiedono campioni (spesso) liquefatti:

  • HPLC – Cromatografia liquida ad alte prestazioni
  • FTIR – Spettroscopia infrarossa con trasformata di Fourier
  • GC – Cromatografia a gas
  • Spettroscopia atomica
  • ATR – Riflessione totale attenuata
  • Dimensionamento delle particelle di diffusione laser
  • Diffusione dinamica della luce

Con il dispositivo di preparazione dei campioni a ultrasuoni SonoStep, il trattamento dei campioni pre-analitici può essere effettuato completamente in linea: Il dispositivo di preparazione dei campioni a ultrasuoni è dotato di un agitatore e di una pompa integrati, in modo che i campioni scorrano in modo costante e continuo attraverso un sistema chiuso. In questo modo si garantisce una sonicazione uniforme e affidabile, senza il rischio di contaminazione incrociata e di falsificazione o perdita del campione.
Per saperne di più sull'unità di preparazione dei campioni a ultrasuoni SonoStep!

Scioglimento ad ultrasuoni per la produzione industriale

Nelle linee di produzione industriale, gli ultrasuoni ad alta potenza sono integrati per sciogliere e omogeneizzare le miscele solido-liquido per formare un prodotto uniforme e stabile.
Di seguito sono riportati alcuni esempi per diversi settori industriali:

  • Industria farmaceuticadissoluzione di componenti di farmaci, ad esempio sali, polimeri, ecc.
  • Industria alimentare e delle bevandesciogliere gli ingredienti, ad es. zucchero, sale, sciroppo, condimenti.
  • tinte & Rivestimentiscioglimento dei polimeri
  • Chimicapreparazione di una soluzione sovrasaturazione prima della data di scadenza. reazioni di precipitazione
La dissoluzione di solidi in liquidi viene effettuata in modo efficiente con gli ultrasuoni a sonda. La dissoluzione a ultrasuoni può essere eseguita sia in batch che in linea.

Dissolutore a ultrasuoni UIP6000hdT per una grande produttività nella produzione industriale di soluzioni

Processori a ultrasuoni per applicazioni di dissoluzione su qualsiasi scala

Hielscher Ultrasonics offre la soluzione ideale per le vostre applicazioni di dissoluzione e bagnatura. Sia che dobbiate preparare campioni analitici in laboratorio, sia che dobbiate produrre grandi volumi di soluzioni o salamoie in modalità flow-through continuo. – Hielscher Ultrasonics ha il dissolutore a ultrasuoni ideale per il vostro processo!
Con ultrasuoni di qualsiasi potenza e per la lavorazione in linea o a lotti, vi consiglieremo l'ultrasuono più adatto ai vostri obiettivi di lavorazione!
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:

Volume di batch Portata Dispositivi raccomandati
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
10 - 100L 2 - 10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. più grande cluster di UIP16000

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Gli omogeneizzatori a ultrasuoni ad alto potere di taglio sono utilizzati in laboratorio, su banco, in processi pilota e industriali.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori ad ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni di miscelazione, dispersione, emulsificazione ed estrazione in laboratorio, pilota e su scala industriale.


Ultrasuoni ad alte prestazioni! La gamma di prodotti Hielscher copre l'intero spettro, dagli ultrasuoni da laboratorio compatti alle unità da banco fino ai sistemi a ultrasuoni industriali completi.

Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni da laboratorio a dimensione industriale.


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