Подробное руководство по контролю температуры во время ультразвуковой обработки

Контроль температуры при ультразвуковой обработке и сонохимических реакциях имеет важное значение для поддержания целостности образца, защиты термочувствительных соединений, оптимизации условий реакции, обеспечения равномерной обработки ультразвуком и повышения общей безопасности. Все цифровые модели ультразвуковых аппаратов Hielscher поставляются со вставным датчиком температуры и оснащены сложным программным обеспечением для мониторинга температуры процесса и программирования предельных значений температуры. Узнайте, как контроль температуры во время ультразвуковой обработки позволяет получить более эффективные, воспроизводимые и надежные результаты!

Ультразвуковые аппараты Hielscher со сложным контролем температуры

Ультразвуковые аппараты Hielscher оснащены расширенными возможностями контроля температуры и программирования, необходимыми для поддержания точного контроля во время ультразвуковых процессов. Каждая модель цифрового ультразвукового аппарата поставляется со вставным датчиком температуры, который позволяет непрерывно контролировать температуру, вставляя его непосредственно в жидкость. Этот датчик измеряет объемную температуру в режиме реального времени, обеспечивая точность и согласованность данных.
Сложное программное обеспечение, интегрированное в ультразвуковые аппараты Hielscher, позволяет пользователям устанавливать определенный температурный диапазон. Если температура превышает заданный предел, ультразвуковой аппарат автоматически ставит его на паузу. Он возобновляет работу только после того, как температура снизится до безопасного, заданного уровня. Эта автоматическая регулировка предотвращает перегрев, защищая как образец, так и оборудование.

Все показания температуры, а также другие важные данные ультразвукового процесса автоматически записываются на встроенную SD-карту. Эта функция облегчает редактирование и всесторонний контроль процесса, позволяя пользователям просматривать и анализировать данные для достижения оптимальных результатов.

Для процессов, требующих дополнительного управления температурой, Hielscher предлагает сонохимические реакторы с охлаждающими рубашками. Кроме того, теплообменники и чиллеры могут быть интегрированы для поддержания желаемой температуры в процессе.

Программируемый режим пульсации является еще одной функцией, предназначенной для рассеивания тепла во время ультразвуковой обработки. Этот режим позволяет ультразвуковым аппаратам работать с перебоями, тем самым предотвращая непрерывное накопление тепла.

Все модели цифровых ультразвуковых аппаратов, начиная с 200 Вт и выше, оснащены системой контроля температуры для предотвращения перегрева образца во время подготовки. Вставной датчик температуры PT100 непрерывно измеряет температуру в образцах и передает эту информацию на ультразвуковой аппарат. Затем система автоматически приостанавливает работу при достижении верхнего предела температуры, возобновляя работу только после того, как образец остынет до нижнего предела заданного температурного диапазона.

Возможности контроля температуры ультразвуковых аппаратов Hielscher, в том числе использование датчика температуры PT100, обеспечивают важную функцию для поддержания точной и безопасной ультразвуковой обработки. Эти особенности гарантируют работу оборудования в оптимальном температурном диапазоне, предотвращая перегрев и обеспечивая целостность образца на протяжении всего процесса.

О важности контроля температуры при ультразвуковой обработке

Контроль температуры имеет решающее значение при ультразвуковой обработке и сонохимических реакциях. Потребность в контроле температуры вытекает, прежде всего, из требования сохранения целостности образца, защиты термочувствительных веществ и повышения эффективности реакции.

• Целостность образца
  Во-первых, точный контроль температуры помогает поддерживать целостность обрабатываемых образцов. Ультразвуковые волны генерируют значительное количество тепла за счет кавитации, при которой микроскопические пузырьки в жидкости сильно сжимаются, создавая локализованные высокие температуры. Если температура неконтролируемо повышается, это может привести к деградации или денатурации чувствительных биологических образцов, таких как белки, нуклеиновые кислоты или другие органические соединения. Поддержание стабильной температуры гарантирует, что эти образцы останутся неповрежденными и функциональными на протяжении всего процесса.
• Оптимальная температура процесса
  Во-вторых, многие сонохимические реакции сильно зависят от температуры. Скорость и результат этих реакций могут значительно меняться в зависимости от изменения температуры. Контролируя температуру, можно оптимизировать условия реакции, обеспечивая более высокую эффективность и лучший выход. Например, для некоторых реакций могут потребоваться более низкие температуры для предотвращения побочных реакций или стабилизации реакционноспособных промежуточных продуктов, в то время как для других могут потребоваться более высокие температуры для достижения желаемой скорости реакции. Точное управление температурой позволяет точно настраивать эти условия, что приводит к более стабильным и предсказуемым результатам.
• Единообразие в ультразвуке
  Более того, неконтролируемое повышение температуры может привести к неравномерному ультразвуковому измерению. По мере повышения температуры вязкость жидкости может меняться, влияя на распространение ультразвуковых волн. Это может привести к неравномерной кавитации и непоследовательной обработке, что потенциально может привести к плохой воспроизводимости и неоптимальным результатам. Контроль температуры гарантирует, что физические свойства жидкости остаются постоянными, способствуя равномерному распределению ультразвуковой энергии.
• Контроль температуры для безопасности
  Эффективное управление температурой повышает безопасность. Неконтролируемые, неконтролируемые высокие температуры могут представлять опасность для операторов и лабораторной среды. Внедрение мер по контролю температуры обеспечивает безопасность производственной среды и снижение любых потенциальных опасностей, связанных с перегревом.

Как правильно использовать ледяную ванну во время ультразвуковой обработки

Для ультразвуковой обработки мензурок и партий использование простой холодной воды/ледяной воды или ледяной ванны является хорошо зарекомендовавшим себя и эффективным средством для предотвращения повышения температуры в ультразвукируемой среде.
Приготовление ледяной воды или ледяной бани для охлаждения образца во время ультразвуковой обработки — это простой процесс, который помогает поддерживать постоянную и контролируемую температуру окружающей среды, предотвращая перегрев и обеспечивая оптимальные результаты. Здесь мы проведем вас через этапы приготовления ледяной ванны:

• Заполните емкость: Выберите сосуд, который шире, чем ваш звуковой стакан. Заполните контейнер льдом примерно наполовину. Лучше всего подходит колотый лед или кубики льда в холодной воде, так как они обеспечивают лучший контакт с контейнером для образца и охлаждают более эффективно. Цель состоит в том, чтобы создать смесь льда и воды, которая сможет полностью окружить контейнер для образца, обеспечивая равномерное охлаждение.
• Погрузите контейнер с образцами: Поместите контейнер с образцом в середину ледяной водяной бани. Для эффективного охлаждения убедитесь, что уровень ледяной водяной бани достигает по крайней мере половины стенок контейнера с образцом. Если образец очень чувствителен к теплу, погрузите контейнер глубже, но не допускайте попадания воды внутрь контейнера для образца. Следите за тем, чтобы уровень ледяной воды не был слишком высоким, чтобы ледяная вода не попала внутрь образца.
• Мониторинг температуры (опционально): Если необходим точный контроль температуры, используйте термометр для контроля температуры ледяной бани. Цифровые ультразвуковики Hielscher поставляются со вставным датчиком температуры PT100. Датчики PT100 непрерывно измеряют температуру и отправляют данные на ультразвуковой процессор. Вы можете установить температурный предел в меню ультразвукового аппарата. При достижении заданного температурного предела ультразвуковой аппарат автоматически приостанавливает работу до тех пор, пока температура образца не снизится до заданного нижнего предела, и продолжает процесс ультразвуковой обработки.

 
Эта простая процедура создает эффективную ледяную воду или ледяную ванну для поддержания стабильной и прохладной среды для образцов во время ультразвуковой обработки, обеспечивая оптимальную производительность и предотвращая перегрев.

Ультразвуковые проточные ячейки с охлаждающей рубашкой

Для поточной обработки ультразвуком Hielscher предлагает проточные ячейки различного объема и геометрии, оснащенные охлаждающей рубашкой.
Охлаждающая рубашка ультразвуковой проточной ячейки выполняет функцию регулирования температуры при ультразвуковой обработке. Охлаждающая рубашка представляет собой камеру, окружающую проточную ячейку, через которую циркулирует охлаждающая жидкость (обычно вода, например, охлажденная городская вода). Его основная функция заключается в рассеивании тепла, выделяемого во время ультразвуковой обработки, поддерживая желаемую температуру образца и предотвращая перегрев. Это имеет решающее значение для сохранения целостности термочувствительных соединений и обеспечения стабильных и надежных результатов.
В отличие от охлаждения, рубашка также может использоваться для нагрева проточной ячейки. За счет циркуляции горячей воды вместо охлаждающей жидкости можно повысить температуру проточной ячейки. Это полезно для процессов, требующих более высоких температур, таких как термоультразвуковая обработка. Термоультразвуковая обработка сочетает в себе воздействие тепла и ультразвуковых волн для повышения эффективности обработки. Например, при пастеризации пищевых продуктов термоультразвуковая обработка может эффективно снизить микробную нагрузку, сохраняя при этом качество и пищевую ценность продукта. Узнайте больше о термоультразвуковой обработке!
Двойная функциональность охлаждающей рубашки, обеспечивающая как охлаждение, так и нагрев, делает ее универсальным инструментом для различных применений ультразвуковой обработки.

Ультразвуковой гомогенизатор UIP1000hdT с проточной ячейкой, оснащенной охлаждающей рубашкой для контроля температуры процесса во время ультразвуковой обработки.

Проектирование, производство и консалтинг – Качество «Сделано в Германии»

Ультразвуковые аппараты Hielscher хорошо известны своими высочайшими стандартами качества и дизайна. Надежность и простота в эксплуатации позволяют без проблем интегрировать наши ультразвуковые аппараты в промышленные объекты. Ультразвуковые аппараты Hielscher легко справляются с суровыми условиями и требовательными условиями окружающей среды.

Hielscher Ultrasonics является компанией, сертифицированной по стандарту ISO, и уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым аппаратам, отличающимся самыми современными технологиями и удобством в использовании. Конечно, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и соответствуют требованиям UL, CSA и RoHs.

В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:

Ультразвуковой гомогенизатор UIP1500hdT с проточной ячейкой, оснащенной охлаждающей рубашкой для контроля температуры процесса во время ультразвуковой обработки.

Литература / Литература