Obsežen vodnik za nadzor temperature med ultrazvočnim razbijanjem

Nadzor temperature pri ultrazvočni obdelavi in sonokemičnih reakcijah je bistvenega pomena za ohranjanje celovitosti vzorca, zaščito toplotno občutljivih spojin, optimizacijo reakcijskih pogojev, zagotavljanje enakomerne ultrazvočne obdelave in povečanje splošne varnosti. Vsi digitalni modeli Hielscher sonicatorjev so opremljeni s priključnim temperaturnim senzorjem in imajo prefinjeno programsko opremo za spremljanje procesne temperature in programiranje temperaturnih omejitev. Naučite se, kako nadzor temperature med ultrazvočnim razbijanjem omogoča učinkovitejše, ponovljive in zanesljivejše rezultate!

Hielscher Sonicatorji s prefinjeno kontrolo temperature

Hielscher sonicatorji so opremljeni z naprednimi zmogljivostmi za spremljanje temperature in programiranje, ki so bistvenega pomena za vzdrževanje natančnega nadzora med ultrazvočnimi procesi. Vsak model digitalnega ultrazvočnega aparata je opremljen s vtičnim temperaturnim senzorjem, ki omogoča neprekinjeno spremljanje temperature z vstavljanjem neposredno v tekočino. Ta senzor meri temperaturo v realnem času in zagotavlja natančne in dosledne podatke.
Prefinjena programska oprema, integrirana v Hielscher ultrazvočne aparate, omogoča uporabnikom, da nastavijo določeno temperaturno območje. Če temperatura preseže vnaprej določeno mejo, se ultrazvočni aparat samodejno ustavi. Nadaljuje z delovanjem šele, ko se temperatura zniža na varno, vnaprej nastavljeno raven. Ta samodejna regulacija preprečuje pregrevanje, ščiti vzorec in opremo.

Vsi odčitki temperature, skupaj z drugimi kritičnimi podatki o ultrazvočnem procesu, se samodejno zabeležijo na vgrajeno kartico SD. Ta funkcija omogoča enostavno revizijo in celovit nadzor procesov, kar uporabnikom omogoča pregled in analizo podatkov za optimalne rezultate.

Za procese, ki zahtevajo dodatno upravljanje temperature, Hielscher ponuja sonokemične reaktorje s hladilnimi plašči. Poleg tega je mogoče integrirati toplotne izmenjevalnike in hladilne enote, da se zagotovi, da proces ohranja želeno temperaturo.

Programabilni način pulziranja je še ena funkcija, ki je zasnovana za pomoč pri odvajanju toplote med ultrazvočnim razbijanjem. Ta način omogoča ultrazvočnim aparatom, da delujejo občasno, s čimer preprečujejo nenehno kopičenje toplote.

Vsi modeli digitalnih sonikatorjev, začenši z močjo 200 vatov in več, vključujejo nadzor temperature, ki preprečuje pregrevanje vzorca med pripravo. Vtični temperaturni senzor PT100 nenehno meri temperaturo v vzorcih in te informacije sporoča ultrazvočnemu aparatu. Sistem se nato samodejno ustavi, ko je dosežena zgornja temperaturna meja, in se nadaljuje šele, ko se vzorec ohladi na spodnjo mejo nastavljenega temperaturnega območja.

Zmogljivosti nadzora temperature Hielscher sonicatorjev, vključno z uporabo temperaturnega senzorja PT100, zagotavljajo bistveno funkcijo za vzdrževanje natančne in varne ultrazvočne obdelave. Te lastnosti zagotavljajo, da oprema deluje v optimalnem temperaturnem območju, preprečuje pregrevanje in zagotavlja celovitost vzorca v celotnem procesu.

O pomenu nadzora temperature med ultrazvočno obdelavo

Nadzor temperature je ključnega pomena pri ultrazvočni obdelavi in sonokemičnih reakcijah. Potreba po nadzoru temperature izhaja predvsem iz zahteve po ohranjanju celovitosti vzorca, zaščiti snovi, občutljivih na toploto, in izboljšanju učinkovitosti reakcije.

• Celovitost vzorca
  Prvič, natančen nadzor temperature pomaga ohranjati celovitost vzorcev, ki se obdelujejo. Ultrazvočni valovi ustvarjajo znatne količine toplote s kavitacijo, kjer se mikroskopski mehurčki v tekočini nasilno zrušijo in proizvajajo lokalizirane visoke temperature. Če se temperatura nenadzorovano dvigne, lahko to povzroči razgradnjo ali denaturacijo občutljivih bioloških vzorcev, kot so beljakovine, nukleinske kisline ali druge organske spojine. Vzdrževanje stabilne temperature zagotavlja, da ti vzorci ostanejo nedotaknjeni in funkcionalni v celotnem procesu.
• Optimalna procesna temperatura
  Drugič, številne sonokemične reakcije so zelo odvisne od temperature. Hitrost in izid teh reakcij se lahko močno razlikujeta s spremembami temperature. Z nadzorom temperature je mogoče optimizirati reakcijske pogoje, kar zagotavlja večjo učinkovitost in boljše donose. Na primer, nekatere reakcije lahko zahtevajo nižje temperature, da se preprečijo stranske reakcije ali stabilizirajo reaktivni intermediati, medtem ko druge morda potrebujejo višje temperature, da dosežejo želene hitrosti reakcije. Natančno upravljanje temperature omogoča natančno nastavitev teh pogojev, kar vodi do bolj doslednih in predvidljivih rezultatov.
• Enotnost v ultrazvočnem razbijevanju
  Poleg tega lahko nenadzorovano povišanje temperature povzroči neenakomerno ultrazvočno razbijanje Ko se temperatura dvigne, se lahko viskoznost tekočine spremeni, kar vpliva na širjenje ultrazvočnih valov. To lahko povzroči neenakomerno kavitacijo in nedosledno obdelavo, kar lahko vodi do slabe ponovljivosti in neoptimalnih rezultatov. Nadzor temperature zagotavlja, da fizikalne lastnosti tekočine ostanejo konstantne, kar omogoča enakomerno porazdelitev ultrazvočne energije.
• Nadzor temperature za varnost
  Učinkovito upravljanje temperature povečuje varnost. Nenadzorovane, nenadzorovane visoke temperature lahko predstavljajo tveganje za operaterje in laboratorijsko okolje. Izvajanje ukrepov za nadzor temperature zagotavlja, da procesno okolje ostane varno in da se zmanjšajo morebitne nevarnosti, povezane s pregrevanjem.

Kako uporabljati ledeno kopel med ultrazvočno obdelavo

Za ultrazvočno razbijanje čaš in serij je uporaba preproste hladne vode / ledene vode ali ledene kopeli dobro uveljavljeno in učinkovito orodje za preprečevanje dviga temperature v ultrazvočnem mediju.
Priprava ledene vode ali ledene kopeli za hlajenje vzorca med ultrazvočnim razbijanjem je preprost postopek, ki pomaga vzdrževati dosledno in nadzorovano temperaturno okolje, preprečuje pregrevanje in zagotavlja optimalne rezultate. Tukaj vas vodimo skozi korake priprave ledene kopeli:

• Napolnite posodo: Izberite posodo, ki je širša od vaše ultrazvočne čaše. Posodo napolnite približno do polovice z ledom. Zdrobljen led ali ledene kocke v hladni vodi najbolje delujejo, saj zagotavljajo boljši stik s posodo za vzorce in se učinkoviteje hladijo. Cilj je ustvariti mešanico ledu in vode, ki lahko popolnoma obkroži posodo za vzorce in zagotovi enakomerno hlajenje.
• Potopite posodo za vzorce: Posodo za vzorce postavimo na sredino kopeli z ledeno vodo. Zagotovite, da raven ledene vodne kopeli doseže vsaj polovico stranice posode za vzorec, da se učinkovito ohladi. Če je vzorec zelo občutljiv na toploto, potopite posodo globlje, vendar se izogibajte temu, da voda pride v posodo za vzorce. Prepričajte se, da raven ledene vode ni previsoka, da ledena voda ne teče v vzorec.
• Temperatura monitorja (izbirno): Če je potreben natančen nadzor temperature, uporabite termometer za spremljanje temperature ledene kopeli. Hielscher digitalni sonicatorji so opremljeni s priključnim temperaturnim senzorjem PT100. Senzorji PT100 neprekinjeno merijo temperaturo in pošiljajo podatke ultrazvočnemu procesorju. V meniju zvočnega zvočnika lahko nastavite temperaturno omejitev. Ko doseže nastavljeno temperaturno mejo, se sonikator samodejno ustavi, dokler se temperatura vzorca ne spusti na nastavljeno spodnjo mejo in nato nadaljuje postopek ultrazvočnega razbijanja.

 
Ta preprost postopek ustvari učinkovito ledeno vodo ali ledeno kopel, ki ohranja stabilno in hladno okolje za vaše vzorce med ultrazvočnim razbijanjem, zagotavlja optimalno delovanje in preprečuje pregrevanje.

Ultrazvočne pretočne celice s hladilnim plaščem

Za inline ultrazvočno razbijanje Hielscher ponuja pretočne celice različnih volumnov in geometrij, opremljene s hladilnim plaščem.
Hladilni plašč ultrazvočne pretočne celice služi funkciji regulacije temperature med ultrazvočno obdelavo. Hladilni plašč je komora, ki obdaja pretočno celico, skozi katero kroži hladilno sredstvo (običajno voda, npr. ohlajena mestna voda). Njegova primarna funkcija je razpršiti toploto, ki nastane med ultrazvočnim razbijanjem, vzdrževati vzorec na želeni temperaturi in preprečevati pregrevanje. To je ključnega pomena za ohranjanje celovitosti toplotno občutljivih spojin in zagotavljanje doslednih in zanesljivih rezultatov.
V nasprotju s hlajenjem se lahko plašč uporablja tudi za ogrevanje pretočne celice. S kroženjem tople vode namesto hladilne tekočine se lahko temperatura pretočne celice zviša. To je koristno za procese, ki zahtevajo višje temperature, kot je termo-sonikacija. Termo-sonication združuje učinke toplote in ultrazvočnih valov za povečanje učinkovitosti obdelave. Na primer, pri pasterizaciji hrane lahko termo-ultrazvočna razbijanje učinkovito zmanjša mikrobno obremenitev, hkrati pa ohrani kakovost in hranilno vrednost hrane. Preberite več o termo-ultrazvočniku!
Ta dvojna funkcionalnost hladilnega plašča - ki zagotavlja zmogljivosti hlajenja in ogrevanja - je vsestransko orodje za različne aplikacije ultrazvočne obdelave.

Ultrazvočni homogenizator UIP1000hdT s pretočno celico, opremljeno s hladilnim plaščem za nadzor temperature procesa med ultrazvočnim razbijanjem.

Projektiranje, izdelava in svetovanje – Kakovost izdelana v Nemčiji

Hielscher ultrazvočni aparati so znani po svojih najvišjih standardih kakovosti in oblikovanja. Robustnost in enostavno upravljanje omogočata nemoteno integracijo naših ultrazvočnih aparatov v industrijske objekte. Težke pogoje in zahtevna okolja zlahka obvladajo Hielscher ultrasonicatorji.

Hielscher Ultrasonics je podjetje s certifikatom ISO in daje poseben poudarek visoko zmogljivim ultrazvočnim aparatom z najsodobnejšo tehnologijo in prijaznostjo do uporabnika. Seveda so Hielscher ultrazvočni aparati skladni s CE in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.

Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:

Ultrazvočni homogenizator UIP1500hdT s pretočno celico, opremljeno s hladilnim plaščem za nadzor temperature procesa med ultrazvočnim razbijanjem.

Literatura / Reference