VialTweeter – Sonoreaktor za ekstrakcijo mineralov v sledovih iz tal

Za spremljanje zdravja in onesnaževanja tal je treba izločiti in izmeriti onesnaževala, kot so minerali v sledovih. VialTweeter bistveno olajša predanalitično ekstrakcijo v laboratorijskih delovnih tokih. Ekstrakcija mineralov v sledovih iz vzorcev tal je odličen primer, ki kaže učinkovitost in zanesljivost VialTweeterja za izboljšane rezultate ekstrakcije.

Ekstrakcija mineralov v sledovih iz vzorcev tal

Pridobivanje mineralov v sledovih iz tal je ključni analitični korak pri spremljanju okolja, geokemijskih študijah in kmetijskih ocenah. Tradicionalne metode, vključno s kislinsko razgradnjo, mikroekstrakcijo in mikrovalovno ekstrakcijo, so pogosto zamudne, intenzivne za reagente in / ali okolju nevarne.
VialTweeter, ultrazvočni sonoreaktor z visoko močjo, je vrhunska alternativa, ki ponuja izboljšano učinkovitost ekstrakcije, skrajšan čas obdelave in minimalno porabo reagentov. Ta nov pristop bistveno izboljša izterjavo elementov v sledovih iz matrik tal, zagotavlja natančnejše in ponovljive rezultate ob upoštevanju načel zelene analitične kemije.

Ekstrakcija mineralov v sledovih iz tal z večcevnim zvočnikom VialTweeter

Carretero-Peña et al. (2021) so izvedli študijo, ki je pokazala, da je VialTweeter zelo učinkovito orodje za pridobivanje mineralov v sledovih iz tal. Ključne podrobnosti in ugotovitve njihovih raziskav so opisane spodaj.

Ultrazvočna ekstrakcija z VialTweeterjem:
4,0–7,5 mg zemlje se stehta v 1,5 ml Eppendorfove epruvete. Doda se določen volumen raztopine HNO₃ (0,60–1,5 ml) in epruvete se zaprejo, preden se dajo v sonoreaktor VialTweeter. Vzorci so podvrženi ultrazvočni ekstrakciji pri sobni temperaturi 450 sekund. Po ultrazvočnem razbijanju se 10 minut centrifugirajo pri 3500 vrtljajih na minuto. Del supernatanta se prenese z mikropipeto v 10 ml bučko, kjer se razredči s 5,0% HNO₃. Pred analizo se doda interni standard germanija (Ge IV), da se doseže končna koncentracija 10 ng/ml.
Trajanje z VialTweeterjem: 450 sekund
 

Kisla razgradnja vzorcev tal:
50 mg zemlje obdelamo z 2,5 ml HNO₃ in 5,0 ml HF v zaprtih teflonskih digestivnih posodah pri 90 °C 8 ur. Posode se nato odprejo in doda 2,5 ml HClO₄, preden se mešanica posuši pri 200 °C na grelni plošči. Po tem se vnese 1,0 ml HNO₃ in ponovno izhlapi. Zadnji korak vključuje raztapljanje ostanka v 2,5 ml HNO₃, prenos raztopine v 50 ml merilno bučko in dopolnitev volumna z ultračisto vodo. Dodamo interne standarde indija (In III) in itrija (Y III) (50 μl raztopine 10 mg/l), da se zagotovi natančnost pri nadaljnji elementarni analizi.
Trajanje kisle prebave: 8 ur
 

Optimizacija pogojev ekstrakcije

Raziskave so testirale različne pogoje ekstrakcije, da bi pridobili največjo količino mineralov v sledovih iz vzorcev tal. Ti pogoji povečajo obnovitev elementov v sledovih, hkrati pa zmanjšajo uporabo kislin in skrajšajo celoten čas ekstrakcije v primerjavi s tradicionalnimi metodami prebave.

Primerjalna učinkovitost ekstrakcije: VialTweeter v primerjavi s kislo prebavo

Primerjalna ocena donosa ekstrakcije mineralov z referenčnimi vzorci, ekstrahiranimi s kislo razgradnjo, poudarja odlično učinkovitost in zanesljivost večcevnega sonikatorja VialTweeter.

Učinkovitost ekstrakcije, večja od 100 %, pomeni, da količina danega elementa, ekstrahiranega iz vzorca, presega pričakovano ali referenčno vrednost.

Z VialTweeterjem učinkovita visokozmogljiva ekstrakcija snovi iz vzorcev olajša vsakodnevni potek dela v analitičnih laboratorijih.

1. Hitrejše ekstrakcije - Drastično skrajša čas z ur na minute.
2. Minimalna kontaminacija vzorca – Zaprta zasnova viale preprečuje kontaminacijo v zraku ali navzkrižno kontaminacijo.
3. Visoka ponovljivost - Enakomerna porazdelitev energije med vialami odpravlja variabilnost.
4. okolju prijazno – Zmanjšuje porabo kisline in nevarne odpadke.
5. Razširljivost in visoka zmogljivost - Primerno za programe hitrega spremljanja okolja.

Sonoreaktor VialTweeter

Mehanizem ekstrakcije z ultrazvokom (ZAE)

Načelo delovanja sonoreaktorja VialTweeter je močna ultrazvočna kavitacija, fizični pehnomenon, ki ustvarja lokalizirane visoke strižne sile in razlike v tlaku v tekočem mediju. Ta pojav olajša razgradnjo delcev tal in poveča učinkovitost izpiranja kovinskih ionov v ekstrakcijsko topilo.

Ključne prednosti ultrazvočne kavitacije pri ekstrakciji tal:

• Izboljšana motnja matrice: Mikrocurki, ki jih povzroča kavitacija, povečajo prodiranje topila v delce tal.
• Zmanjšana velikost delcev: Mehanske sile razgrajujejo agregate in izpostavljajo večjo površino za pridobivanje mineralov.
• Povečana reakcijska kinetika: pospešena desorpcija in raztapljanje kovin v sledovih v raztopini.
• Zmanjšana uporaba reagenta: Zmanjšanje koncentracije kisline zmanjša vpliv na okolje, ne da bi pri tem ogrozilo učinkovitost ekstrakcije.

Konfiguracija in oblikovanje VialTweeterja

Sistem VialTweeter je sestavljen iz titanovega bloka z 10 režami za viale, ki zagotavljajo enakomerno ultrazvočno porazdelitev energije. Poganja ga 200-vatni ultrazvočni generator s frekvenco 26 kHz in prenaša enako energijo na vsak vzorec, kar zagotavlja dosledne in ponovljive ekstrakcije v več vialah hkrati.

Glavne značilnosti:

• Visoko zmogljiva enotna ultrazvočna obdelava za serijsko obdelavo.
• Odprava navzkrižne kontaminacije zaradi izolacije viale.
• Minimalna izguba vzorca v zaprtih reakcijskih posodah.
• Razširljivost za visoko zmogljivo spremljanje okolja.

VialTweeter je na voljo tudi kot enocevni model sonikatorja za zanesljivo pripravo vzorcev Falcon cevi. Preberite več o prilagojenem modelu z eno cevjo za sterilno ultrazvočno razbijanje Falcon cevi!

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.

Hielscher brezkontaktni modeli Sonicator UIP400MTP za mikroplošče, VialTweeter in CupHorn: hitra in zmogljiva priprava vzorcev