Застосування ультразвукових лазень і дисергаторов частотою 22 кГц і 44 кГц в галузі органічної і фізичної хімії.

Застосування ультразвуку в наукових дослідженнях

Державна наукова установа «Науково-технологічний комплекс

«Інститут монокристалів» НАН України

http://www.isc.kharkov.com

e-mail: info@isc.kharkov.com

Для проведення наукових досліджень у галузі органічної та фізичної хімії в лабораторії фізико-хімічних процесів ДНУ НТК «Інститут монокристалів» НАН України використовується два типи ультразвукового обладнання – ультразвукові ванни і диспергатори з робочими частотами 22 і 44 кГц.

Відомо, що УЗ обладнання найчастіше використовують з метою подрібнення, диспергування, гомогенізації сумішей, а також очищення поверхонь від стійких забруднень. Але крім цього, ультразвук нами застосовується як потужний інструмент для прискорення протікання хімічних реакцій та інтенсифікації різних фізико-хімічних процесів, наприклад сорбції і десорбції речовин з використанням різних сорбентів.

Наприклад, з метою отримання дрібнодисперсних порошків лікарських субстанцій, які використовуються для приготування м'яких і твердих лікарських форм, ми успішно застосовували ультразвук як для прямого диспергування, так і опосередковано при проведенні кристалізації речовин з розчинів з ультразвукової ініціацією зародкоутворення. В результаті такої ультразвукової мікронізація були отримані дрібнодисперсні зразки субстанцій, а потім і готових лікарських форм, терапевтична ефективність яких в рази перевищувала активність ліків, виготовлених традиційними методами [1].

В даний час нами вивчається вплив ультразвуку на іонообмінні процеси з використанням синтетичних іонообмінних смол (іонітів). Іонообмінні процеси мають досить широке як лабораторні, так і промислове застосування і часто використовуються для розділення речовин у тих випадках, коли інші методи малоефективні. Процес іонообмінного поділу включає дві основні стадії - сорбцію речовин на ионитах, здійснювану в динамічному або в статичному режимі, і їх подальшу десорбцію відповідними розчинами. Лімітуючою стадією сорбційних процесів є дифузія іонів в приповерхневому шарі іоніт-розчин, а також у порах іонітів. З-за низької швидкості іонної дифузії процеси поділу часто тривалі і призводять до утворення сильно розбавлених розчинів, що знижує технологічну ефективність даного методу. Нами була показана висока ефективність ультразвуку в прискоренні іонообмінних процесів і в збільшенні концентрації видобутих речовин поки на лабораторному рівні [2]. В подальшому планується провести масштабування ультразвукових іонообмінних процесів аж до промислового впровадження.

Література:

1. Effect of different particle size reduction techniques on the nefopam and acyclovir dispersity / N. A. Pinchukova, N. A Lyapunov, E. P. Bezugla, A. Yu. Voloshko, A. N. Lyapunov, M. A. Merko, V. A. Chebanov // Funct. Mater. – 2015. – Vol. 22, Issue 4. – P. 535-542.

2. Intensification of ion exchange desorption of thiamine diphosphate by low-powered ultrasound / Natalia A. Pinchukova, Alexander Y. Voloshko, Maria A. Merko, Yana A. Bondarenko , Valentin A. Chebanov // Ultrason. Sonochem. – 2018. – Vol. 41. P. – 261-266.

Перший заступник генерального директора

ДНУ НТК ІМК

Д. х. н., проф. Ст. А. Чебанов

Старший науковий співробітник ДНУ НТК ІМК

К. т. н. Н.А. Пинчукова

natapinch@yandex.ua факс:(057)341-04-55, 341-02-73