Laboratuvar Ultrasonicators için Akış Hücreleri ve Satır İçi Reaktörler
Laboratuvar Ölçeğinde Ultrasonik Satır İçi İşleme
Ultrasonik homojenizatörler için akış hücresi reaktörleri iyi bilinir ve endüstriyel üretimde büyük hacimlerin işlenmesi için yaygın olarak kullanılır. Bununla birlikte, laboratuvar ve tezgah üstü ölçekte daha küçük hacimlerin işlenmesi için ultrasonik akış hücrelerinin kullanımı da çeşitli avantajlar sunar. Ultrasonik akış hücreleri, malzeme akış hücresi odasının sınırlı alanını tanımlanmış bir şekilde geçtiğinden, düzgün işleme sonuçları elde etmeyi sağlar. Tutma süresi, işlem sıcaklığı ve geçiş sayısı gibi sonication faktörleri, hedeflere güvenilir bir şekilde ulaşılabilmesi için hassas bir şekilde kontrol edilebilir.
Hielscher akış hücreleri ve satır içi reaktörler, optimum proses sıcaklığını korumak için soğutma ceketleri ile birlikte gelir. Akış hücresi reaktörleri, belirli proses gereksinimlerini karşılamak için çeşitli boyutlarda ve geometrilerde mevcuttur.
Bir akış hücresi reaktörü ile birlikte bir laboratuvar ultrasonicator kullanarak, çok kişisel çalışma olmadan daha büyük örnek hacimleri işleyebilirsiniz. Ultrasonik akış hücresi kurulumu kullanılarak, sıvı paslanmaz çelik veya camdan yapılmış ultrasonik reaktöre pompalanır. Akış hücresinde, sıvı veya bulamaç hassas bir şekilde ayarlanabilir bir sonikasyona maruz kalır. Tüm malzeme sonotrode altındaki kavitasyonel sıcak nokta bölgesini geçer ve eşit bir ultrasonik tedaviden geçer. Kavitasyon bölgesinden geçtikten sonra, sıvı akış hücresinin çıkışına ulaşır. Sürece bağlı olarak, ultrasonik akış tedavisi tek veya çoklu geçiş tedavisi olarak çalıştırılabilir. Belirli bir faydalı proses sıcaklığını korumak için, örneğin sonikasyon sırasında ısıya duyarlı malzemenin bozulmasını önlemek için, akış hücresi reaktörleri ısı dağılımını iyileştirmek için ceketlenir.
Küçükten büyük birimlere: Proses sonuçları, laboratuvar ve tezgah üstü düzeyde işlenen daha küçük hacimlerden endüstriyel üretim ölçeğinde çok büyük verimlere doğrusal olarak ölçeklendirilebilir. Hielscher ultrasonicators mikrolitres galon için herhangi bir hacim için kullanılabilir.
Hielscher akış hücreleri tamamen otoklavlanabilir ve çoğu kimyasalla kullanıma uygundur.
Ultrasonik Laboratuvar Cihazları ve Akış Hücreleri
Aşağıda, eşleşen akış hücreleri ve sonotrodlar ile ultrasonik laboratuvar cihazlarımızı bulabilirsiniz
UP400ST (24kHz, 400W):
Sonotrodes S24d14D, S24d22D ve S24d22L2D bir O-ring sızdırmazlık ile birlikte gelir ve FC22K akış hücresi (paslanmaz çelik, soğutma ceketi ile) ile uyumludur.
UP200St (26kHz, 200W) / UP200HT (26kHz, 200W):
Sonotrodes S24d2D ve S24d7D bir O-ring sızdırmazlık ile donatılmıştır ve FC7K (soğutma ceketi ile paslanmaz çelik) ve FC7GK (soğutma ceketi ile cam akış hücresi) akış hücresi ile uyumludur.
UP50H (30kHz, 50W) / UP100H (30kHz, 100W):
Hem UP50H hem de UP100H için aynı sonotrode ve akış hücresi modelleri kullanılabilir. Sonotrodes MS7 ve MS7L2, D7K (paslanmaz çelik) ve GD7K (soğutma ceketli cam akış hücresi) akış hücreleriyle kullanıma uygun hale getiren bir contaya sahiptir.
Ultrasonik akış hücrelerinde çalışma koşulları nasıl optimize
Hielscher Ultrasonics ultrasonik akış hücreleri ve sonokimyasal reaktörler çeşitli sunar. Akış hücresi tasarımı (yani, akış hücresinin geometrisi ve boyutu) ve sonotrod sıvı veya bulamaca ve hedeflenen işlem sonuçlarına uygun olarak seçilmelidir.
Aşağıdaki tabloda, akış hücresindeki ultrason koşullarını etkileyen en önemli parametreler göstermektedir.
- Sıcaklık: Soğutma ceketli akış hücreleri istenen işlem sıcaklığını korumaya yardımcıdır. Sıvının belirli kaynama noktasına yakın yüksek sıcaklıklar, sıvı yoğunluğu azaldığı için kavitasyon yoğunluğunun azalmasına neden olur.
- Basınç: Basınç kavitasyon yoğunlaşan bir parametredir. Ultrasonik akış hücresinin basınçlandırılması, sıvı yoğunluğunun artmasına ve böylece akustik kavitasyonun artmasına neden olur. Hielscher laboratuvar akış hücreleri 1 mavnaya kadar basınçlandırılabilirken, Hielscher endüstriyel akış hücreleri ve reaktörleri 300atm'ye (yaklaşık 300 barg) kadar uygulanabilir.
- Sıvının viskozitesi: Bir sıvının viskozitesi, ultrasonik bir sıralı kurulum söz konusu olduğunda önemli bir faktördür. Küçük laboratuvar akış hücreleri tercihen düşük viskoz ortamla kullanılırken, Hielscher endüstriyel akış hücreleri macunlar da dahil olmak üzere düşük ila yüksek viskoz malzemeler için uygundur.
- Sıvının bileşimi: Sıvının viskozitesinin etkileri yukarıda açıklanmıştır. İşlenen sıvı katı madde içermiyorsa, pompalama ve besleme basittir ve akış özellikleri öngörülebilir. Parçacıklar ve lifler gibi katı maddeler içeren bulamaçlar söz konusu olduğunda, akış hücresi şekli parçacık boyutu veya lif uzunluğu göz önünde bulundurularak seçilmelidir. Doğru akış hücresi geometrisi katı yüklü sıvıların akışını kolaylaştırır ve homojen sonikasyon sağlar.
- Çözünmüş gazlar: Ultrasonik akış hücresine beslenen sıvılar, gaz kabarcıkları akustik kavitasyon ve karakteristik vakum kabarcıklarının üretimine müdahale ettiği için yüksek miktarda çözünmüş gaz içermemelidir.
Hielscher Ultrasonik homojenizatörler, sonotrodlar ve akış hücreleri ideal ultrasonik işleme kurulumunu monte etmek için çeşitli tasarımlarda mevcuttur. Deneyimli personelimiz, proses hedefleriniz için optimum ekipman yapılandırması konusunda danışacaktır!
Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir:
|Numune Hacmi||Akış Oranı||Önerilen Cihaz|
|1 - 500mL||10 - 200mL/min||UP100H|
|10 - 2000mL||20 - 400mL/min||UP200Ht, UP400St|
|0,1 - 20L||0,2 - 4L/min||UIP2000hdT|
|10 - 100L||2 - 10L/min||Uıp4000hdt|
|n.a.||10 - 100L/min||UIP16000|
|n.a.||daha büyük||grubu UIP16000|
Bizimle iletişime geçin! / Bize sor!
Edebiyat / Referanslar
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Aharon Gedanken (2003): Sonochemistry and its application to nanochemistry. Current Science Vol. 85, No. 12 (25 December 2003), pp. 1720-1722.
- Shah Purvin, Parameswara Rao Vuddanda, Sanjay Kumar Singh, Achint Jain, and Sanjay Singh (2014): Pharmacokinetic and Tissue Distribution Study of Solid Lipid Nanoparticles of Zidovudine in Rats. Journal of Nanotechnology, Volume 2014.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Poinern G.E., Brundavanam R., Thi-Le X., Djordjevic S., Prokic M., Fawcett D. (2011): Thermal and ultrasonic influence in the formation of nanometer scale hydroxyapatite bio-ceramic. Int J Nanomedicine. 2011; 6: 2083–2095.