Îmbunătățiți agenții de captare prin amestecare cu ultrasunete

Un agent de captare (scavenger) este o substanță chimică adăugată unui amestec pentru a îndepărta sau a dezactiva impuritățile și subprodușii care afectează calitatea. În multe reacții se utilizează un exces de materii prime pentru a duce până la capăt o reacție în fază de soluție. Amestecul final este compus din produsul dorit și unul sau mai mulți subproduși nedoriți. Când reacția este încheiată, subprodusul nedorit trebuie îndepărtat. O tehnică obișnuită de îndepărtare a substanțelor nedorite dintr-un amestec de reacție este captarea (scavenging). Agenții de captare sunt adesea adăugați în cantități excesive pentru a accelera îndepărtarea impurităților. Amestecarea agenților de captare în amestecul de reacție cu ultrasunete de putere asigură o dispersie fină, astfel încât agentul de captare este fragmentat în particule sau picături foarte mici. Cu cât dimensiunea particulelor sau a picăturilor este mai mică, cu atât suprafața reactivă este mai mare. Aceasta conduce la o utilizare mai economică a substanțelor chimice de captare și la o îndepărtare mai rapidă a impurităților sau a subprodușilor nedoriți.

Agenții de captare sunt utilizați frecvent în

• chimie: în chimia combinatorială în fază de soluție, agenții de captare sunt utilizați frecvent pentru a îndepărta excesul de reactivi neconsumați și/sau reactivii consumați.
• dezvoltarea și producția farmaceutică: sunt necesari compuși activi de înaltă puritate pentru ca acești compuși să își poată exercita pe deplin efectele.
• industria petrolului și gazelor: de ex. în timpul desulfurării. Un exemplu obișnuit este îndepărtarea hidrogenului sulfurat (H₂S) pentru a evita orice reacții nefavorabile (în special pentru controlul coroziunii).
• biologie și biotehnologie: de ex. nanoparticulele acționează ca agent de captare a radicalilor pentru a proteja țesuturile împotriva deteriorării.

Puterea amestecării cu ultrasunete

Undele ultrasonice puternice introduse într-un mediu lichid produc cavitație. Forțele de forfecare cavitaționale sunt foarte eficiente pentru a dispersa și emulsifica. Distribuția fină a dimensiunilor, obținută prin amestecarea puternică cu ultrasunete, poate fi controlată precis, astfel încât se obțin cu ușurință particule sau picături de dimensiuni micronice și nanometrice. Dimensiunea foarte mică a particulelor de agent de captare și distribuția lor uniformă conduc la o suprafață mare a particulelor, ceea ce înseamnă o suprafață foarte activă pentru legarea impurităților, în vederea îndepărtării lor din amestecul de reacție.

Beneficiile captării cu ultrasunete

Datorită dispersării eficiente cu ultrasunete, agentul de captare poate fi utilizat în mod economic. Forțele ultrasunetelor dispersează și distribuie particulele sau picăturile la dimensiuni foarte fine, astfel încât este valorificat întregul potențial al agenților de captare. Astfel se evită utilizarea excesivă a reactivilor de captare. Aceasta economisește agentul de captare și facilitează îndepărtarea subprodușilor captați.
Captarea asistată de ultrasunete permite sinteza și purificarea în paralel cu o capacitate mare de procesare. Aceasta face procesul dumneavoastră mai eficient și îmbunătățește calitatea produsului. Beneficii suplimentare rezultă din faptul că captarea reprezintă o alternativă importantă la cromatografia de lichide și la extracția lichid-lichid, care sunt consumatoare de timp.
Amestecarea cu ultrasunete contribuie la toate tipurile de agenți de captare, cum ar fi agenții de captare solizi (de ex. pulberi, geluri, polimeri de captare, rășini de captare) și agenții de captare lichizi.

Sonicare în șarjă sau sonicare în linie

Procesele cu ultrasunete pot fi desfășurate atât în șarjă, cât și în regim continuu, cu trecere prin flux. În special pentru volume mai mici, de ex. pentru sonicarea probelor și a loturilor de producție mai mici, procesul de sonicare poate fi realizat cu ușurință într-un pahar Berzelius sau în șarjă. Totuși, pentru fluxuri de volum mai mari se recomandă sonicarea în linie, pentru a asigura rezultate uniforme și constante ale procesului. În funcție de fluxul volumic, Hielscher oferă o gamă largă de reactoare ultrasonice cu celulă de flux.

Etapele procesului de captare asistată de ultrasunete

• 1. Pregătiți suspensia de reacție și lăsați substanțele să reacționeze complet. (Rețineți că ultrasunetele favorizează reacțiile chimice! Poate fi benefic să sonicați amestecul de reacție și în timpul primei etape.) După reacție, soluția conține produsul final și subprodușii nedoriți. Adăugați agentul de captare ales de dumneavoastră
• 2. Adăugați agentul de captare și pregătiți o suspensie sau o emulsie brută preamestecată. După formarea suspensiei/ emulsiei, sonicați amestecul.
• 3. Când reacția de captare este încheiată, subprodușii sunt legați și pot fi fie îndepărtați, fie lăsați ca atare în amestecul de reacție, datorită legării lor de agentul de captare. Purificarea poate fi realizată prin colectarea produsului pur prin filtrare, centrifugare sau prin îndepărtarea supernatantului cu un picurător/ o pipetă.