Dissolução ultrassônica de sólidos em líquidos

A preparação de soluções é uma etapa importante para amostras de laboratório, bem como para a produção industrial. Em geral, as amostras de laboratório devem ser liquefeitas antes da análise. A homogeneização e dissolução ultrassônica é um meio rápido e confiável de preparar amostras de todos os tamanhos. Na produção industrial, a preparação de soluções homogêneas e bem dissolvidas é muitas vezes um fator crucial para garantir características estáveis do produto e uma qualidade consistente. Os dissolvedores ultrassônicos estão disponíveis como dispositivos compactos de laboratório e como dissolvedores industriais totalmente comerciais.

Dissolvedores ultrassônicos: uso e aplicações

O ultrassom é uma ferramenta bem conhecida e confiável para a preparação de amostras no laboratório. As aplicações usuais incluem homogeneização, emulsificação, dispersão, extração, desgaseificação e tratamentos sonoquímicos.
Para medições por instrumentos analíticos (por exemplo, HPLC, espectrómetro atómico, etc.), geralmente a maioria das amostras tem de ser liquefeita. Isto significa que a amostra deve estar no estado homogéneo de uma solução ou deve ser transferida para um colóide, suspensão, dispersão ou emulsão se a mistura for de natureza heterogénea. A ultrassonografia poderosa é uma ferramenta muito eficaz para preparar misturas homogêneas e heterogêneas.
Se você estiver interessado na preparação de suspensões heterogêneas, clique aqui para: Emulsificação ultrassônica e dispersão ultrassônica!
Para a geração de misturas homogêneas por dissolução ultrassônica, continue lendo abaixo!

Cavitação ultrassônica para dissolução

Se a amostra for solúvel, o soluto (como succralose, sais, por exemplo, em pó ou comprimido) 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 realizado por agitação manual ou mecânica, que é demorada e ineficiente. Problemas relacionados são perdas de amostra devido à manipulação ou falta de reprodutibilidade por erros aleatórios e mistura desigual.
A ultrassonografia é frequentemente usada para promover uma dissolução eficaz e rápida de amostras. A dissolução assistida por ultrassom é baseada na agitação mecânica dos efeitos cavitacionais causados pela entrada de ondas de ultrassom em líquidos. A entrada de energia de ultrassom facilita e acelera o pré-tratamento da amostra, como dissolução e lixiviação antes da análise.
Pela preparação assistida por ultrassom de uma solução, torna-se possível dissolver solutos em alta concentração e criar de forma eficiente e rápida uma solução concentrada ou saturada (e supersaturada).
Quando o ultrassom de alta potência / baixa frequência é introduzido em um meio líquido, a cavitação acústica resultante cria condições únicas. A ultrassonografia aprimorou os pré-tratamentos de amostras líquido-líquido e sólido-líquido (por exemplo, digestão, solubilização e extração), que normalmente são aplicados antes da detecção e medição analítica.

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

• Material: solvente e soluto
• Temperatura + Pressão
• grau de (sub)saturação
• Eficiência e impacto da dissolução e mistura
• Área de superfície de interfase
• presença de inibidores (por exemplo, substâncias depositadas nas partículas/bloqueio no limite de fase)

 
Para acelerar o processo de solvatação e a taxa de dissolução, são necessários homogeneizadores potentes que forneçam impacto mecânico suficiente. O poder de dissolução e mistura cavitacional dos homogeneizadores ultrassônicos é bem conhecido e, portanto, uma ferramenta comum e confiável 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 ultrassom com o UP100H por 45 minutos a 100% de amplitude e ciclo 1.
(estudo e imagem: ©Iurian et al., 2015)

Dissolução ultrassônica de amostras de laboratório

A dissolução assistida por ultrassom para preparação de amostras é usada em laboratórios antes das medições analíticas.
Lista de instrumentos analíticos que requerem (muitas vezes) amostras liquefeitas:

• HPLC – Cromatografia líquida de alta eficiência
• FTIR – Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier
• GC – Cromatografia gasosa
• Espectroscopia atômica
• ATR – Reflexão Total Atenuada
• Dimensionamento de partículas de difração de laser
• Dispersão dinâmica de luz

Com o dispositivo ultrassônico de preparação de amostras SonoStep, o tratamento de amostras pré-análise pode ser operado completamente em linha: O dispositivo ultrassônico de preparação de amostras possui um agitador e uma bomba integrados, para que as amostras funcionem de forma estável e contínua através de um sistema fechado. Assim, uma sonicação uniforme e confiável é garantida sem o risco de contaminação cruzada e falsificação ou perda de amostra.
Leia mais sobre a unidade de preparação de amostras ultrassônica tudo-em-um SonoStep!

Dissolução ultrassônica para produção industrial

Nas linhas de produção industrial, o ultrassom de alta potência é integrado para dissolver e homogeneizar misturas sólido-líquido para formar um produto uniforme e estável.
Veja abaixo alguns exemplos para diferentes ramos industriais:

• indústria farmacêutica: dissolução de componentes de medicamentos, por exemplo, sais, polímeros
• Indústria de alimentos e bebidas: dissolução de ingredientes, por exemplo, açúcar, sal, xarope, condimentos
• Tintas & Revestimentos: dissolução de polímeros
• Química: preparação de uma solução supersaturada antes de reações de precipitação

Processadores ultrassônicos para aplicações de dissolução em qualquer escala

A Hielscher Ultrasonics oferece a solução ideal para sua aplicação de dissolução e umectação. Se você precisa preparar amostras analíticas em laboratório ou produzir grandes volumes de soluções ou salmouras no modo de fluxo contínuo – A Hielscher Ultrasonics tem o dissolvente ultrassônico ideal para o seu processo!
Com ultrassônicos em qualquer potência nominal e para processamento em lote e em linha, recomendamos o ultrassônico mais adequado para seus objetivos de processamento!
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos: