Dissolução ultra-sónica de sólidos em líquidos

A preparação de soluções é um passo importante para amostras de laboratório, bem como para a produção industrial. Em geral, as amostras de laboratório devem ser liquidificadas antes da análise. A homogeneização e dissolução por ultra-sons é um meio rápido e fiável de preparar amostras de todos os tamanhos. Na produção industrial, a preparação de soluções homogéneas e bem dissolvidas é muitas vezes um fator crucial para garantir caraterísticas de produto estáveis e uma qualidade consistente. Os dissolventes ultra-sónicos estão disponíveis como dispositivos de laboratório compactos e como dissolventes industriais totalmente comerciais.

Dissolventes ultra-sónicos: Utilização e aplicações

Os ultra-sons são uma ferramenta bem conhecida e fiável para a preparação de amostras no laboratório. As aplicações habituais incluem homogeneização, emulsificação, dispersão, extração, desgaseificação e tratamentos sonoquímicos.
Para medições com instrumentos analíticos (por exemplo, HPLC, espetrómetro atómico, etc.), a maioria das amostras tem de ser liquefeita. Isto significa que a amostra deve estar no estado homogéneo de uma solução ou deve ser transferido para o um coloide, suspensão, dispersão ou emulsão se a mistura é de natureza heterogénea. ultrassom poderoso é uma ferramenta muito eficaz para preparar ambas as misturas homogéneas e heterogéneas.
Se estiver interessado na preparação de suspensões heterogéneas, clique aqui para obter mais informações: Emulsificação por ultra-sons e dispersão por ultra-sons!
Para a geração de misturas homogéneas por dissolução ultra-sónica, continue a ler abaixo!

Cavitação ultra-sónica para dissolução

Se a amostra for solúvel, o soluto (como a succralose, os sais, por exemplo, em pó ou em comprimidos) pode ser dissolvido num solvente (por exemplo, água, solventes aquosos, solventes orgânicos, etc.), resultando numa mistura homogénea, composta por apenas uma fase. O processo de dissolução pode ser efectuado por agitação manual ou mecânica, o que consome muito tempo e é ineficaz. Os problemas relacionados são as perdas de amostras devido à manipulação ou à falta de reprodutibilidade por erros aleatórios e mistura desigual.
A ultrassonografia é frequentemente utilizada para promover uma dissolução eficaz e rápida das amostras. A dissolução assistida por ultra-sons baseia-se na agitação mecânica dos efeitos cavitacionais causados pela entrada de ondas de ultra-sons em líquidos. A entrada de energia ultra-sónica facilita e acelera o pré-tratamento da amostra, como a dissolução e a lixiviação antes da análise.
Através da preparação de uma solução assistida por ultra-sons, torna-se possível dissolver solutos em alta concentração e criar de forma eficiente e rápida uma solução concentrada ou saturada (e supersaturada).
Quando os ultra-sons de alta potência/baixa frequência são introduzidos num meio líquido, a cavitação acústica resultante cria condições únicas. A ultrassonografia tem melhorado os pré-tratamentos de amostras líquido-líquido e sólido-líquido (por exemplo, digestão, solubilização e extração), que são normalmente aplicados antes da deteção e medição analíticas.

 
A taxa de dissolução quantifica a velocidade do processo de dissolução. A taxa de dissolução é influenciada por vários factores:

• material: solvente e soluto
• temperatura + pressão
• grau de (sub)saturação
• eficiência e impacto da dissolução e da mistura
• área de superfície da interfase
• presença de inibidores (por exemplo, substâncias depositadas nas partículas/ bloqueio no limite da fase)

 
Para acelerar o processo de solvatação e a taxa de dissolução, são necessários homogeneizadores potentes que proporcionem um impacto mecânico suficiente. O poder de dissolução e mistura cavitacional dos homogeneizadores ultra-sónicos é bem conhecido e, por conseguinte, uma ferramenta comum e fiável para a preparação de amostras em laboratórios.

Imagens microscópicas da suspensão de meloxicam:
Esquerda: suspensão de meloxicam não tratada; Direita: Nanosuspensão de meloxicam obtida por ultra-sons com a UP100H durante 45 minutos a 100% de amplitude e ciclo 1.
(estudo e imagem: ©Iurian et al., 2015)

Dissolução ultra-sónica de amostras de laboratório

A dissolução assistida por ultra-sons para a preparação de amostras é utilizada em laboratórios antes das medições analíticas.
Lista de instrumentos analíticos que requerem amostras (frequentemente) liquefeitas:

• HPLC – Cromatografia líquida de alta eficiência
• FTIR – Espectroscopia de infravermelhos com transformada de Fourier
• CG – Cromatografia gasosa
• Espectroscopia atómica
• ATR – Reflexão total atenuada
• Dimensionamento de partículas por difração laser
• dispersão dinâmica da luz

Com o dispositivo de preparação de amostras por ultra-sons SonoStep, o tratamento de amostras pré-analíticas pode ser efectuado completamente em linha: O dispositivo de preparação de amostras por ultra-sons possui um agitador e uma bomba integrados, de modo a que as amostras passem de forma estável e contínua através de um sistema fechado. Deste modo, é garantida uma sonicação uniforme e fiável sem o risco de contaminação cruzada e de falsificação ou perda de amostras.
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Dissolução por ultra-sons para produção industrial

Nas linhas de produção industrial, os ultra-sons de alta potência são integrados para dissolver e homogeneizar misturas sólido-líquido para formar um produto uniforme e estável.
Seguem-se alguns exemplos de diferentes ramos industriais:

• indústria farmacêuticaDissolução dos componentes do medicamento, por exemplo, sais, polímeros
• Indústria alimentar e de bebidasDissolução de ingredientes, por exemplo, açúcar, sal, xarope, condimentos
• tintas & revestimentos: dissolução de polímeros
• Química: preparação de uma solução supersaturada antes de reacções de precipitação

Processadores ultra-sónicos para aplicações de dissolução em qualquer escala

A Hielscher Ultrasonics oferece a solução ideal para a sua aplicação de dissolução e humidificação. Quer seja necessário preparar amostras analíticas no laboratório ou produzir grandes volumes de soluções ou salmouras em modo de fluxo contínuo – A Hielscher Ultrasonics tem o dissolvente de ultra-sons ideal para o seu processo!
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O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons: