Komplexný sprievodca reguláciou teploty počas sonikácie

Regulácia teploty pri ultrazvukovom spracovaní a sonochemických reakciách je nevyhnutná na udržanie integrity vzorky, ochranu zlúčenín citlivých na teplo, optimalizáciu reakčných podmienok, zabezpečenie rovnomernej sonikácie a zvýšenie celkovej bezpečnosti. Všetky digitálne modely sonikátorov Hielscher sa dodávajú so zásuvným snímačom teploty a sú vybavené sofistikovaným softvérom na monitorovanie procesnej teploty a programovanie teplotných limitov. Zistite, ako regulácia teploty počas sonikácie umožňuje efektívnejšie, reprodukovateľnejšie a spoľahlivejšie výsledky!

Hielscher Sonicators so sofistikovanou reguláciou teploty

Ultrazvukové prístroje Hielscher sú vybavené pokročilými možnosťami monitorovania a programovania teploty, ktoré sú nevyhnutné na udržanie presnej kontroly počas ultrazvukových procesov. Každý model digitálneho ultrazvuku je dodávaný so zásuvným snímačom teploty, ktorý umožňuje nepretržité monitorovanie teploty vložením priamo do kvapaliny. Tento senzor meria objemovú teplotu v reálnom čase a zaisťuje presné a konzistentné údaje.
Sofistikovaný softvér integrovaný do ultrazvukových prístrojov Hielscher umožňuje používateľom nastaviť konkrétny teplotný rozsah. Ak teplota prekročí vopred stanovený limit, ultrazvuk sa automaticky pozastaví. Prevádzku obnoví až po znížení teploty na bezpečnú, vopred nastavenú úroveň. Táto automatická regulácia zabraňuje prehriatiu a chráni vzorku aj zariadenie.

Všetky údaje o teplote spolu s ďalšími kritickými údajmi o ultrazvukových procesoch sa automaticky zaznamenávajú na vstavanú SD kartu. Táto funkcia uľahčuje jednoduchú revíziu a komplexné riadenie procesov, čo používateľom umožňuje kontrolovať a analyzovať údaje pre dosiahnutie optimálnych výsledkov.

Pre procesy vyžadujúce dodatočné riadenie teploty ponúka spoločnosť Hielscher sonochemické reaktory s chladiacimi plášťami. Okrem toho je možné integrovať výmenníky tepla a chladiace jednotky, aby sa zabezpečilo, že proces udrží požadovanú teplotu.

Programovateľný režim pulzácie je ďalšou funkciou navrhnutou na pomoc pri odvode tepla počas sonikácie. Tento režim umožňuje ultrazvukom pracovať prerušovane, čím sa zabráni nepretržitému hromadeniu tepla.

Všetky modely digitálnych sonikátorov, počnúc 200 wattmi a viac, obsahujú reguláciu teploty, aby sa zabránilo prehriatiu vzorky počas prípravy. Zásuvný teplotný senzor PT100 nepretržite meria teplotu v vzorkách a oznamuje tieto informácie ultrazvuku. Systém sa potom automaticky pozastaví, keď sa dosiahne horná hranica teploty, a obnoví sa až po vychladnutí vzorky na spodnú hranicu nastaveného teplotného rozsahu.

Možnosti regulácie teploty sonikátorov Hielscher, vrátane použitia teplotného senzora PT100, poskytujú základnú funkciu na udržanie presného a bezpečného ultrazvukového spracovania. Tieto vlastnosti zaisťujú, že zariadenie pracuje v optimálnom teplotnom rozsahu, čím sa zabráni prehriatiu a zabezpečí sa integrita vzorky počas celého procesu.

O dôležitosti regulácie teploty počas ultrazvukového spracovania

Regulácia teploty je rozhodujúca pri ultrazvukovom spracovaní a sonochemických reakciách. Potreba regulácie teploty vyplýva predovšetkým z požiadavky na zachovanie integrity vzorky, ochranu látok citlivých na teplo a zlepšenie účinnosti reakcie.

• Integrita vzorky
  Po prvé, presná regulácia teploty pomáha udržiavať integritu spracovávaných vzoriek. Ultrazvukové vlny generujú značné množstvo tepla prostredníctvom kavitácie, kde mikroskopické bubliny v kvapaline prudko kolabujú a vytvárajú lokalizované vysoké teploty. Ak teplota nekontrolovateľne stúpa, môže to viesť k degradácii alebo denaturácii citlivých biologických vzoriek, ako sú proteíny, nukleové kyseliny alebo iné organické zlúčeniny. Udržiavanie stabilnej teploty zaisťuje, že tieto vzorky zostanú neporušené a funkčné počas celého procesu.
• Optimálna teplota procesu
  Po druhé, mnohé sonochemické reakcie sú vysoko závislé od teploty. Rýchlosť a výsledok týchto reakcií sa môžu výrazne líšiť so zmenami teploty. Reguláciou teploty je možné optimalizovať reakčné podmienky, čím sa zabezpečí vyššia účinnosť a lepšie výťažky. Niektoré reakcie môžu napríklad vyžadovať nižšie teploty, aby sa predišlo vedľajším reakciám alebo aby sa stabilizovali reaktívne medziprodukty, zatiaľ čo iné môžu vyžadovať vyššie teploty na dosiahnutie požadovaných reakčných rýchlostí. Presné riadenie teploty umožňuje jemné doladenie týchto podmienok, čo vedie ku konzistentnejším a predvídateľnejším výsledkom.
• Uniformita v sonikácii
  Nekontrolované zvyšovanie teploty môže navyše viesť k nerovnomernej sonikacii. So zvyšujúcou sa teplotou sa viskozita kvapaliny môže meniť, čo ovplyvňuje šírenie ultrazvukových vĺn. To môže mať za následok nerovnomernú kavitáciu a nekonzistentné spracovanie, čo môže viesť k zlej reprodukovateľnosti a suboptimálnym výsledkom. Regulácia teploty zaisťuje, že fyzikálne vlastnosti kvapaliny zostávajú konštantné, čo uľahčuje rovnomerné rozloženie ultrazvukovej energie.
• Regulácia teploty pre bezpečnosť
  Efektívne riadenie teploty zvyšuje bezpečnosť. Nekontrolované, nemonitorované vysoké teploty môžu predstavovať riziko pre operátorov a laboratórne prostredie. Implementácia opatrení na reguláciu teploty zaisťuje, že prostredie spracovania zostane bezpečné a že sa zmiernia všetky potenciálne riziká spojené s prehriatím.

Ako používať ľadový kúpeľ počas ultrazvukového spracovania

Na sonikáciu kadičiek a dávok je použitie jednoduchej studenej vody? ľadovej vody alebo ľadového kúpeľa osvedčeným a účinným nástrojom na zabránenie zvýšeniu teploty v sonikovanom médiu.
Príprava ľadovej vody alebo ľadového kúpeľa na chladenie vzorky počas sonikácie je jednoduchý proces, ktorý pomáha udržiavať konzistentné a kontrolované teplotné prostredie, zabraňuje prehriatiu a zaisťuje optimálne výsledky. Tu vás prevedieme krokmi prípravy ľadového kúpeľa:

• Naplňte nádobu: Vyberte si nádobu, ktorá je širšia ako vaša sonikácia. Naplňte nádobu asi do polovice ľadom. Drvený ľad alebo kocky ľadu v studenej vode fungujú najlepšie, pretože poskytujú lepší kontakt s nádobou na vzorky a efektívnejšie sa ochladzujú. Cieľom je vytvoriť zmes ľadu a vody, ktorá môže úplne obklopiť nádobu na vzorky a zabezpečiť rovnomerné chladenie.
• Ponorte nádobu na vzorky: Nádobu na vzorky umiestnite do stredu ľadového vodného kúpeľa. Zabezpečte, aby hladina ľadového vodného kúpeľa siahala aspoň do polovice po stranách nádoby na vzorky, aby sa dosiahlo účinné ochladenie. Ak je vzorka veľmi citlivá na teplo, ponorte nádobu hlbšie, ale zabráňte tomu, aby sa voda dostala dovnútra nádoby na vzorky. Uistite sa, že hladina ľadovej vody nie je príliš vysoká, aby sa do vzorky nedostala ľadová voda.
• Teplota monitora (voliteľné): If precise temperature control is necessary, use a thermometer to monitor the temperature of the ice bath. Hielscher digital sonicators come with a pluggable temperature sensor PT100. The PT100 sensors measures the temperature continuously and sends the data to the ultrasonic processor. You can set a temperature limit in the sonicator’s menu. Reaching the set temperature limit, the sonicator automatically pauses until the sample temperature has lowered to a set lower limit and continues then the sonication process.

 
Tento jednoduchý postup vytvára účinnú ľadovú vodu alebo ľadový kúpeľ na udržanie stabilného a chladného prostredia pre vaše vzorky počas sonikácie, čím sa zabezpečí optimálny výkon a zabráni sa prehriatiu.

Ultrazvukové prietokové články s chladiacim plášťom

Pre inline sonikáciu ponúka spoločnosť Hielscher prietokové bunky rôznych objemov a geometrií vybavené chladiacim plášťom.
Chladiaci plášť ultrazvukovej prietokovej cely plní funkciu regulácie teploty počas ultrazvukového spracovania. Chladiaci plášť je komora obklopujúca prietokovú bunku, cez ktorú cirkuluje chladiaca kvapalina (zvyčajne voda, napr. ochladená mestská voda). Jeho primárnou funkciou je odvádzať teplo vznikajúce počas sonikácie, udržiavať vzorku na požadovanej teplote a zabrániť prehriatiu. To je rozhodujúce pre zachovanie integrity zlúčenín citlivých na teplo a zabezpečenie konzistentných a spoľahlivých výsledkov.
V rámci chladenia je možné plášť použiť aj na ohrev prietokovej bunky. Cirkuláciou horúcej vody namiesto chladiacej kvapaliny je možné zvýšiť teplotu prietokovej komory. To je výhodné pre procesy, ktoré vyžadujú vyššie teploty, ako je termosonikácia. Termosonikácia kombinuje účinky tepla a ultrazvukových vĺn na zvýšenie účinnosti spracovania. Napríklad pri pasterizácii potravín môže termosonikácia účinne znížiť mikrobiálnu záťaž pri zachovaní kvality a nutričnej hodnoty potravín. Prečítajte si viac o termosonikácii!
Táto dvojitá funkčnosť chladiaceho plášťa – poskytujúca možnosti chladenia aj ohrevu – z neho robí všestranný nástroj pre rôzne aplikácie ultrazvukového spracovania.

Ultrazvukový homogenizátor UIP1000hdT s prietokovou bunkou vybavenou chladiacim plášťom na reguláciu teploty procesu počas sonikácie.

Dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku

Ultrazvukové prístroje Hielscher sú známe svojou najvyššou kvalitou a dizajnovými štandardmi. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredie ľahko zvládnu ultrazvukové prístroje Hielscher.

Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú samozrejme v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.

Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:

Ultrazvukový homogenizátor UIP1500hdT s prietokovou bunkou vybavenou chladiacim plášťom na reguláciu teploty procesu počas sonikácie.

Literatúra? Referencie