Dizolvarea cu ultrasunete a solidelor în lichide

Prepararea soluțiilor este un pas important atât pentru probele de laborator, cât și pentru producția industrială. În general, probele de laborator trebuie lichefiate înainte de analiză. Omogenizarea și dizolvarea cu ultrasunete este un mijloc rapid și fiabil de a pregăti probe de toate dimensiunile. În producția industrială, prepararea soluțiilor omogene și bine dizolvate este adesea un factor crucial pentru a garanta caracteristici stabile ale produsului și o calitate constantă. Dizolvanții cu ultrasunete sunt disponibili ca dispozitive compacte de laborator și ca dizolvanți industriali complet comerciali.

Dizolvante cu ultrasunete: utilizare și aplicații

Ultrasonics este un instrument bine-cunoscut, fiabil pentru pregătirea probei în laborator. Aplicațiile obișnuite includ omogenizarea, emulsionarea, dispersia, extracția, degazarea și tratamentele sonochimice.
Pentru măsurătorile efectuate cu instrumente analitice (de exemplu, HPLC, spectrometru atomic etc.), majoritatea probelor trebuie, în general, să fie lichefiate. Aceasta înseamnă că proba trebuie fie să fie în stare omogenă a unei soluții, fie trebuie transferată într-un coloid, suspensie, dispersie sau emulsie, în cazul în care amestecul este de natură eterogenă. Ultrasonication puternic este un instrument foarte eficient pentru a pregăti atât amestecuri omogene și eterogene.
Dacă sunteți interesat de pregătirea suspensiilor eterogene, faceți clic aici pentru: Emulsionare cu ultrasunete și Dispersarea cu ultrasunete!
Pentru generarea de amestecuri omogene prin dizolvarea cu ultrasunete, vă rugăm să continuați să citiți mai jos!

Cavitație cu ultrasunete pentru dizolvare

Dacă proba este solubilă, substanța dizolvată (cum ar fi sucraloza, sărurile, de exemplu sub formă de pulbere sau tabletă) poate fi dizolvată într-un solvent (de exemplu, apă, solvenți apoși, solvenți organici etc.), rezultând un amestec omogen, compus dintr-o singură fază. Procesul de dizolvare poate fi realizat prin agitare manuală sau mecanică, care este consumatoare de timp și ineficientă. Problemele conexe sunt pierderile de eșantioane datorate manipulării sau lipsei de reproductibilitate prin erori aleatorii și amestecare inegală.
Ultrasonication este adesea folosit pentru a promova o dizolvare eficientă și rapidă a probelor. Dizolvarea asistată ultrasonically se bazează pe agitarea mecanică a efectelor cavitaționale cauzate de introducerea undelor cu ultrasunete în lichide. Aportul de energie cu ultrasunete facilitează și accelerează pretratarea probei, cum ar fi dizolvarea și levigarea înainte de analiză.
Prin prepararea asistată ultrasonically a unei soluții, devine posibilă dizolvarea substanțelor dizolvate în concentrație ridicată și crearea eficientă și rapidă a unei soluții concentrate sau saturate (și suprasaturate).
Atunci când ultrasunetele de mare putere / joasă frecvență sunt introduse într-un mediu lichid, cavitația acustică rezultată creează condiții unice. Ultrasonication a îmbunătățit pretratamente de probă lichid-lichid și solid-lichid (de exemplu, digestie, solubilizare și extracție), care sunt de obicei aplicate înainte de detectarea și măsurarea analitică.

 
Rata de dizolvare cuantifică viteza procesului de dizolvare. Rata de dizolvare este influențată de diverși factori:

• Material: solvent și dizolvat
• temperatură + presiune
• gradul de (sub)saturație
• Eficiența și impactul dizolvării și amestecării
• Suprafața interfazică
• prezența inhibitorilor (de exemplu, substanțe depuse pe particule/blocare la limita de fază)

 
Pentru a accelera procesul de solvare și rata de dizolvare, sunt necesare omogenizatoare puternice care să asigure un impact mecanic suficient. Puterea de dizolvare și amestecare cavitațională a omogenizatoarelor cu ultrasunete sunt bine cunoscute și, prin urmare, un instrument comun și fiabil pentru pregătirea probei în laboratoare.

Imagini microscopice ale suspensiei de meloxicam:
Stânga: suspensie de meloxicam netratată; Dreapta: Meloxicam nanosuspensie obținută prin ultrasonication cu UP100H timp de 45 de minute la amplitudine 100% și ciclul 1.
(studiu și imagine: ©Iurian et al., 2015)

Dizolvarea cu ultrasunete a probelor de laborator

Dizolvarea asistată ultrasonically pentru pregătirea probei este utilizată în laboratoare înainte de măsurătorile analitice.
Lista instrumentelor analitice care necesită (adesea) probe lichefiate:

• HPLC – Cromatografie lichidă de înaltă performanță
• FTIR – Spectroscopie în infraroșu cu transformată Fourier
• GC – Cromatografia în fază gazoasă
• Spectroscopie atomică
• ATR – Reflexie totală atenuată
• Dimensionarea particulelor de difracție cu laser
• Împrăștierea dinamică a luminii

Cu dispozitivul de pregătire a probei cu ultrasunete SonoStep, tratamentul probei de pre-analiză poate fi operat complet în linie: dispozitivul de pregătire a probei cu ultrasunete dispune de un agitator integrat și pompă, astfel încât probele să ruleze constant și continuu printr-un sistem închis. Astfel, o sonicare uniformă și fiabilă este garantată fără riscul de contaminare încrucișată și falsificarea probei sau pierderea probei.
Citiți mai multe despre unitatea de pregătire a probei cu ultrasunete All-in-One SonoStep!

Dizolvarea cu ultrasunete pentru producția industrială

În liniile de producție industrială, ultrasunetele de mare putere sunt integrate pentru a dizolva și omogeniza amestecurile solid-lichid pentru a forma un produs uniform și stabil.
Găsiți mai jos câteva exemple pentru diferite ramuri industriale:

• industria farmaceutică: dizolvarea componentelor medicamentoase, de exemplu săruri, polimeri
• Industria alimentară și a băuturilor: dizolvarea ingredientelor, de exemplu zahăr, sare, sirop, condimente
• Vopsele & Acoperiri: dizolvarea polimerilor
• Chimie: prepararea unei soluții suprasaturate înainte de reacții de precipitare

Procesoare cu ultrasunete pentru dizolvarea aplicațiilor la orice scară

Hielscher Ultrasonics oferă soluția ideală pentru aplicația de dizolvare și umectare. Indiferent dacă trebuie să pregătiți probe analitice în laborator sau să produceți volume mari de soluții sau saramuri în modul flux continuu – Hielscher Ultrasonics are dizolvantul cu ultrasunete ideal pentru procesul dumneavoastră!
Cu ultrasonicators la orice rating de putere și pentru lot, precum și procesarea inline, vă vom recomanda cel mai potrivit ultrasonicator pentru obiectivele de procesare!
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre: