Thiết bị phản ứng siêu âm kín để xử lý dược phẩm theo mẻ
Chuyển đổi các quy trình theo mẻ của bạn bằng công nghệ xử lý siêu âm có kiểm soát, có khả năng mở rộng quy mô và an toàn. Từ tổng hợp vật liệu nano hoặc API đến các phản ứng hóa học, thiết bị phản ứng theo mẻ kín của Hielscher dành cho các quy trình xử lý siêu âm mang lại độ đồng nhất, hiệu suất và khả năng kiểm soát quy trình vượt trội chưa từng có – được thiết kế cho môi trường nghiên cứu và phát triển cũng như sản xuất hiện đại.
Siêu âm cường độ cao trong hệ thống theo mẻ kín: Tăng cường quá trình
Nhiều quá trình như trộn, phân tán và chiết xuất vật liệu có giá trị cao được thực hiện theo mẻ. Thiết bị phản ứng siêu âm kín của Hielscher lý tưởng để tích hợp xử lý siêu âm trong điều kiện kín và được kiểm soát chính xác. Thiết bị phản ứng siêu âm kín của Hielscher hoàn toàn phù hợp với các quy trình siêu âm theo mẻ trong môi trường an toàn và kín – ví dụ, để sản xuất các vật liệu quý với quy mô nhỏ.
Ưu điểm của thiết bị phản ứng siêu âm theo mẻ kín
- Nâng cao hiệu suất quá trình: Hiện tượng xâm thực do siêu âm làm tăng mạnh khả năng truyền khối và truyền nhiệt, rút ngắn thời gian phản ứng và nâng cao hiệu suất thu hồi.
- Chất lượng sản phẩm vượt trội: Phân bố kích thước hạt hẹp, trộn đồng nhất và nhũ tương có tính chất nhất quán giữa tất cả các mẻ.
- An toàn và tuân thủ của hệ thống kín: Thiết kế kín hoàn toàn ngăn dung môi thoát ra ngoài, cho phép thổi rửa bằng khí trơ và đáp ứng các tiêu chuẩn về môi trường và an toàn.
- Có khả năng mở rộng quy mô và tái lập: Các thiết bị siêu âm cấp công nghiệp của Hielscher đảm bảo mở rộng quy mô liền mạch từ phòng thí nghiệm đến quy mô thí điểm và sản xuất toàn diện.
- Hiệu quả về năng lượng và chi phí: Nhiệt độ xử lý thấp hơn, thời gian chu kỳ ngắn hơn và lượng dung môi sử dụng ít hơn giúp tiết kiệm đáng kể chi phí vận hành.
- Tích hợp linh hoạt: Tương thích với cảm biến áp suất, đầu dò nhiệt độ và hệ thống điều khiển tự động cho các quy trình công nghiệp tiên tiến.
Đừng để động học phản ứng chậm cản trở quy trình của bạn. Hãy yêu cầu tư vấn miễn phí với các chuyên gia siêu âm của chúng tôi để tìm hiểu cách thiết bị phản ứng theo mẻ kín có thể tăng tốc độ phản ứng, cải thiện độ đồng nhất của sản phẩm và tiết kiệm năng lượng!
Thiết bị phản ứng kín dành cho các quy trình xử lý siêu âm
Thiết bị phản ứng siêu âm theo mẻ kín: Trộn vi mô và vĩ mô để đạt kết quả tối ưu
Thiết bị phản ứng siêu âm theo mẻ kín được trang bị bộ khuấy điện giúp trộn vĩ mô hiệu quả trong toàn bộ bình. Trong khi bộ khuấy tuần hoàn toàn bộ mẻ và duy trì chuyển động đồng đều của khối vật liệu, thiết bị siêu âm tạo ra sự trộn vi mô mạnh mẽ, hiện tượng xâm thực âm và lực cắt cao. Các cơ chế trộn bổ trợ này cùng đảm bảo xử lý theo mẻ đồng nhất và hiệu quả.
Xử lý siêu âm theo mẻ được sử dụng để làm gì?
Xử lý theo mẻ là phương pháp sản xuất thông dụng, rất phổ biến trong ngành dược phẩm và hóa chất. Các quy trình siêu âm theo mẻ thường được triển khai để sản xuất hoạt chất dược phẩm (API) và chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học, trong khi sản xuất hóa chất chuyên dụng chủ yếu ứng dụng siêu âm để phân tán và thực hiện các phản ứng hóa siêu âm.
Chi tiết kỹ thuật:
- thiết bị phản ứng bằng thép không gỉ
- có nhiều dung tích khác nhau
- tích hợp bộ khuấy điện
- các điều kiện quá trình có thể được kiểm soát chính xác
- có thể tăng áp lên đến 6 barg
- để xử lý trong các điều kiện khắc nghiệt (ví dụ: dung môi ở nhiệt độ cao)
- có thể thổi rửa (ví dụ: bằng nitơ)
- áo làm mát
- cảm biến nhiệt độ
- có thể tiệt trùng bằng nồi hấp, mức độ vệ sinh cao
- dễ lắp đặt/ tháo rời
- chuyển đổi nhanh giữa các lô
- có thể điều chỉnh theo yêu cầu
- tương thích với các mẫu thiết bị siêu âm UIP500hdT (500W), UIP1000hdT (1000W), UIP1500hdT (1500W), UIP2000hdT (2000W) và UIP4000hdT (4000W)
Các câu hỏi thường gặp về xử lý siêu âm bằng thiết bị phản ứng theo mẻ kín
Thiết bị phản ứng siêu âm kín là gì?
Thiết bị phản ứng siêu âm kín là bình xử lý kín sử dụng siêu âm cường độ cao để xử lý một mẻ chất lỏng trong điều kiện được kiểm soát. Hiện tượng xâm thực siêu âm tăng cường quá trình trộn, phân tán, chiết xuất và các phản ứng hóa siêu âm. Thiết kế kín bằng thép không gỉ giúp cách ly sản phẩm khỏi môi trường xung quanh, đồng thời cho phép kiểm soát các thông số như nhiệt độ, áp suất, sự khuấy trộn và thời gian xử lý.
Những quy trình dược phẩm nào có thể được thực hiện trong thiết bị phản ứng siêu âm theo mẻ?
Thiết bị phản ứng siêu âm theo mẻ kín có thể được sử dụng để sản xuất và xử lý hoạt chất dược phẩm (API), chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học hoặc các hợp chất nội bào, phá vỡ và ly giải tế bào, đồng nhất hóa, phân tán, nhũ hóa, khử khí và tổng hợp hóa siêu âm. Cấu hình thiết bị phản ứng và các thông số xử lý siêu âm phù hợp phụ thuộc vào công thức, nguyên liệu thô và các thông số kỹ thuật sản phẩm cần đáp ứng.
Tại sao nên sử dụng thiết bị phản ứng kín thay cho bình xử lý siêu âm hở?
Thiết bị phản ứng siêu âm kín cho phép kiểm soát tốt hơn môi trường khí, nhiệt độ và áp suất trong quá trình xử lý. Thiết bị cũng giúp giữ dung môi, hơi và các vật liệu xử lý có giá trị bên trong. Nhờ đó, xử lý siêu âm kín đặc biệt hữu ích đối với các mẻ dược phẩm có dung môi dễ bay hơi, vật liệu nhạy với oxy, nhiệt độ cao hoặc thành phần có giá trị cao.
Nhiệt độ và áp suất được kiểm soát như thế nào trong quá trình xử lý siêu âm?
Thiết bị phản ứng có thể được trang bị áo làm mát và cảm biến nhiệt độ để kiểm soát nhiệt sinh ra trong quá trình xử lý siêu âm cường độ cao. Thiết bị phản ứng theo mẻ kín của Hielscher có thể được tăng áp lên đến 6 barg, tùy thuộc vào cấu hình được chọn. Điều này cho phép xử lý siêu âm ở áp suất cao và nhiệt độ được kiểm soát, bao gồm các quy trình có sử dụng dung môi trong điều kiện vận hành khắc nghiệt.
Thiết bị phản ứng siêu âm có thể hoạt động trong môi trường nitơ hoặc môi trường khí được kiểm soát khác không?
Có. Thiết bị phản ứng kín có thể được thổi rửa bằng nitơ để giảm hàm lượng oxy và tạo môi trường khí trơ cho quá trình xử lý. Điều này có thể có lợi cho các vật liệu nhạy với quá trình oxy hóa và một số quy trình sử dụng dung môi. Khí thổi rửa, áp suất vận hành và các biện pháp an toàn áp dụng phải được lựa chọn theo công thức và yêu cầu của cơ sở.
Tại sao thiết bị phản ứng có bộ khuấy điện?
Bộ khuấy tích hợp tuần hoàn toàn bộ mẻ và liên tục đưa vật liệu qua vùng xâm thực siêu âm. Vì vậy, khuấy cơ học và xử lý siêu âm bổ trợ cho nhau: bộ khuấy tạo chuyển động cho khối vật liệu, trong khi siêu âm tạo lực cắt cục bộ mạnh và tăng cường truyền khối. Sự kết hợp này hỗ trợ xử lý đồng đều, kể cả đối với các mẻ chứa chất rắn lơ lửng hoặc các thành phần có khối lượng riêng khác nhau.
Thiết bị phản ứng được làm sạch như thế nào giữa các mẻ dược phẩm?
Thiết bị phản ứng bằng thép không gỉ được thiết kế để xử lý hợp vệ sinh và có thể tiệt trùng bằng nồi hấp. Việc lắp đặt và tháo rời dễ dàng cho phép tiếp cận các bộ phận của thiết bị phản ứng và hỗ trợ chuyển đổi nhanh giữa các lô. Quy trình làm sạch, tiệt trùng và thẩm định cần thiết nên được thiết lập cho từng sản phẩm, quy trình và hệ thống chất lượng cụ thể.
Những thiết bị xử lý siêu âm nào của Hielscher có thể được sử dụng với thiết bị phản ứng theo mẻ kín?
Thiết bị phản ứng siêu âm theo mẻ kín có thể được cấu hình để sử dụng với các thiết bị xử lý siêu âm công nghiệp của Hielscher, bao gồm UIP500hdT, UIP1000hdT, UIP1500hdT, UIP2000hdT và UIP4000hdT. Các hệ thống này cung cấp mức công suất siêu âm từ 500 đến 4.000 oát. Việc lựa chọn phụ thuộc vào các yếu tố như thể tích mẻ, độ nhớt, hàm lượng chất rắn, năng lượng đầu vào cần thiết, thời gian xử lý và giới hạn nhiệt độ.
Có thể mở rộng quy mô quy trình xử lý dược phẩm bằng siêu âm theo mẻ không?
Có. Các quy trình siêu âm có thể được chuyển từ thử nghiệm trong phòng thí nghiệm sang thể tích ở quy mô thí điểm và sản xuất bằng cách duy trì các thông số quan trọng như biên độ, nhiệt độ, áp suất và mức độ tiếp xúc với siêu âm. Có thể đạt năng lực sản xuất cao hơn bằng thiết bị xử lý siêu âm có công suất lớn hơn, thiết bị phản ứng và đầu siêu âm lớn hơn, nhiều hệ thống hoạt động song song hoặc chuyển sang quy trình xử lý siêu âm liên tục trên đường ống. Các thông số quá trình được kiểm chứng ở từng quy mô để đảm bảo chất lượng sản phẩm cần thiết và độ đồng nhất giữa các mẻ.
Làm thế nào để chọn cấu hình thiết bị phản ứng siêu âm phù hợp?
Các tiêu chí lựa chọn quan trọng bao gồm mục tiêu quá trình, thể tích và hình dạng hình học của mẻ, độ nhớt của công thức, nồng độ chất rắn, hệ dung môi, nhiệt độ mục tiêu, áp suất hoặc môi trường khí cần thiết, yêu cầu làm sạch và thời gian chu kỳ mong muốn. Hielscher Ultrasonics sẽ cùng bạn đánh giá các yêu cầu này và đề xuất dung tích thiết bị phản ứng, thiết bị xử lý siêu âm, đầu siêu âm và các thông số vận hành phù hợp.
Tài liệu / Tài liệu tham khảo
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Optimization of ultrasound-assisted extraction of valuable compounds from fruit of Melia azedarach with glycerol-choline chloride deep eutectic solvent. Sustainable Chemistry and Pharmacy, Volume 29, 2022.
- Štengl, Václav; Henych, Jiří (2013): Strongly luminescent monolayered MoS2 prepared by effective ultrasound exfoliation. Nanoscale, 5(8), 2013.
- Vernès, Léa; Vian, Maryline; Maâtaoui, Mohamed; Tao, Yang; Bornard, Isabelle; Chemat, Farid (2019): Application of ultrasound for green extraction of proteins from spirulina. Mechanism, optimization, modeling, and industrial prospects. Ultrasonics Sonochemistry, 54, 2017.
- Priyanka Roy, Nandini Das (2017): Ultrasonic assisted synthesis of Bikitaite zeolite: A potential material for hydrogen storage application. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 36, 2017. 466-473.
- Ye, Yubin (2015): Effect of High Intensity Ultrasound on Crystallization Behavior and Functional Properties of Lipids. Graduate These and Dissertation – Utah State University 2015.
Thiết bị xử lý siêu âm UIP2000hdT (2kW) với thiết bị phản ứng theo mẻ dành cho các quy trình công nghiệp