Ultrazvočno raztapljanje trdnih snovi v tekočinah
Priprava raztopin je pomemben korak tako za laboratorijske vzorce kot tudi za industrijsko proizvodnjo. Na splošno je treba laboratorijske vzorce pred analizo utekočiniti. Ultrazvočna homogenizacija in raztapljanje je hitro in zanesljivo sredstvo za pripravo vzorcev vseh velikosti. V industrijski proizvodnji je priprava homogenih in dobro raztopljenih raztopin pogosto ključni dejavnik za zagotavljanje stabilnih lastnosti izdelka in dosledne kakovosti. Ultrazvočni raztapljači so na voljo kot kompaktne laboratorijske naprave in kot popolnoma komercialna industrijska raztapljala.
Ultrazvočni raztapljači: uporaba in aplikacije
Ultrazvok je dobro znano, zanesljivo orodje za pripravo vzorcev v laboratoriju. Običajne aplikacije vključujejo homogenizacijo, emulgiranje, disperzijo, ekstrakcijo, razplinjevanje in sonokemično obdelavo.
Za meritve z analitskimi instrumenti (npr. HPLC, atomskim spektrometrom itd.) je treba na splošno večino vzorcev utekočiniti. To pomeni, da mora biti vzorec v homogenem stanju raztopine ali pa ga je treba prenesti v koloid, suspenzijo, disperzijo ali emulzijo, če je zmes heterogene narave. Močna ultrazvočna razširitev je zelo učinkovito orodje za pripravo homogenih in heterogenih zmesi.
Če vas zanima priprava heterogenih suspenzij, kliknite tukaj za: Ultrazvočna emulzifikacija in Ultrazvočno razprševanje!
Za nastajanje homogenih zmesi z ultrazvočnim raztapljanjem nadaljujte z branjem spodaj!

200W zmogljiv ultrazvočni aparat UP200St je zmogljiva in zelo robustna delovna enota za laboratorijske in manjše produkcije.
Ultrazvočna kavitacija za raztapljanje
Če je vzorec topen, se lahko topila (kot so sukraloza, soli, npr. v obliki prahu ali tablet) raztopi v topilu (npr. vodi, vodnih topilih, organskih topilih itd.), tako da nastane homogena zmes, sestavljena samo iz ene faze. Postopek raztapljanja se lahko izvede z ročnim ali mehanskim mešanjem, kar je dolgotrajno in neučinkovito. Sorodne težave so izgube vzorcev zaradi manipulacije ali pomanjkanja ponovljivosti z naključnimi napakami in neenakomernim mešanjem.
Ultrasonication se pogosto uporablja za spodbujanje učinkovitega in hitrega raztapljanja vzorcev. Ultrazvočno podprto raztapljanje temelji na mehanskem vznemirjanju kavitacijskih učinkov, ki jih povzroča vnos ultrazvočnih valov v tekočine. Vnos ultrazvočne energije olajša in pospeši predobdelavo vzorca, kot sta raztapljanje in izpiranje pred analizo.
Z ultrazvočno podprto pripravo raztopine je mogoče raztopiti raztopljene raztopine v visoki koncentraciji in učinkovito in hitro ustvariti koncentrirano ali nasičeno (in prenasičeno) raztopino.
Ko se ultrazvok visoke moči / nizke frekvence vnese v tekoči medij, nastala akustična kavitacija ustvari edinstvene pogoje. Ultrasonication ima izboljšano predobdelavo vzorca tekočina-tekočina in trdna tekočina (npr. Razgradnja, raztapljanje in ekstrakcija), ki se običajno uporabljajo pred analitičnim odkrivanjem in merjenjem.
Hitrost raztapljanja količinsko določa hitrost procesa raztapljanja. Na hitrost raztapljanja vplivajo različni dejavniki:
- Material: topilo in topila
- temperatura + tlak
- stopnja (premajh) nasičenosti
- Učinkovitost in vpliv raztapljanja in mešanja
- medfazna površina
- prisotnost inhibitorjev (npr. snovi, ki se odlagajo na delcih/blokirajo na fazni meji)
Za pospešitev procesa solvatacije in hitrosti raztapljanja so potrebni močni homogenizatorji, ki zagotavljajo zadosten mehanski učinek. Kavitacijska moč raztapljanja in mešanja ultrazvočnih homogenizatorjev je dobro znana in s tem običajno in zanesljivo orodje za pripravo vzorcev v laboratorijih.

Mikroskopske slike suspenzije meloksikama:
Levo: neobdelana suspenzija meloksikama; Desno: nanosuspenzija meloksikama, pridobljena z ultrazvokom z UP100H 45 minut pri 100% amplitudi in 1. ciklu.
(študija in slika: ©Iurian et al., 2015)
Ultrazvočno raztapljanje laboratorijskih vzorcev
Ultrazvočno podprto raztapljanje za pripravo vzorca se uporablja v laboratorijih pred analitskimi meritvami.
Seznam analitičnih instrumentov, ki zahtevajo (pogosto) utekočinjene vzorce:
- HPLC – Tekočinska kromatografija visoke ločljivosti
- FTIR – Infrardeča spektroskopija s Fourierjevo transformacijo
- GC – Plinska kromatografija
- Atomska spektroskopija
- ATR – Oslabljen popoln odboj
- Določanje velikosti delcev z lasersko difrakcijo
- dinamično sipanje svetlobe
Z ultrazvočno napravo za pripravo vzorcev SonoStep se lahko obdelava vzorcev pred analizo izvaja popolnoma inline: ultrazvočna naprava za pripravo vzorcev ima integrirano mešalo in črpalko, tako da vzorci tečejo enakomerno in neprekinjeno skozi zaprt sistem. S tem je zagotovljena enakomerna in zanesljiva ultrazvočna obdelava brez tveganja navzkrižne kontaminacije in ponarejanja vzorcev ali izgube vzorca.
Preberite več o ultrazvočni enoti za pripravo vzorcev SonoStep!
Ultrazvočno raztapljanje za industrijsko proizvodnjo
V industrijskih proizvodnih linijah je integriran ultrazvok visoke moči, ki raztaplja in homogenizira mešanice trdnih in tekočih, da tvori enakomeren in stabilen izdelek.
Spodaj najdete nekaj primerov za različne industrijske panoge:
- farmacevtska industrija: raztapljanje sestavin zdravila, npr. soli, polimerov
- Industrija hrane in pijače: raztapljanje sestavin, npr. sladkorja, soli, sirupa, začimb
- Barve & Premazi: raztapljanje polimerov
- Kemija: priprava prenasičene raztopine pred Reakcije obarjanja

Ultrazvočni raztapljač UIP6000hdT za velike zmogljivosti v industrijski proizvodnji rešitev
Ultrazvočni procesorji za raztapljanje aplikacij v vseh merilih
Hielscher Ultrasonics ponuja idealno rešitev za vašo aplikacijo raztapljanja in vlaženja. Ali morate pripraviti analitske vzorce v laboratoriju ali proizvajati velike količine raztopin ali slanice v neprekinjenem pretočnem načinu – Hielscher Ultrasonics ima idealno ultrazvočno raztapljalo za vaš proces!
Z ultrazvočnimi aparati pri kateri koli moči in za serijsko in linijsko obdelavo vam bomo priporočili najprimernejši ultrazvočni aparat za vaše cilje obdelave!
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
---|---|---|
1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Literatura / Reference
- Welna, Maja; Szymczycha-Madeja, Anna; Pohl, Pawel: Quality of the Trace Element Analysis: Sample Preparation Steps. In: InTechOpen.
- Castro, Luque de; Capote, Priego F. (ed.) (2007): Analytical Applications of Ultrasound. Elservier Science, 2007.
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.

Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.