A mixer statik inline anyar revolusioner geus dimekarkeun husus dirancang pikeun minuhan sarat stringent kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) jeung sistem kromatografi cair kinerja tinggi ultra (HPLC na UHPLC).Campuran anu goréng tina dua atanapi langkung fase sélulér tiasa nyababkeun rasio sinyal-ka-noise anu langkung luhur, anu ngirangan sensitipitas.Campuran statik homogen dua atanapi langkung cairan kalayan volume internal minimum sareng dimensi fisik mixer statik ngagambarkeun standar pangluhurna tina mixer statik idéal.The mixer statik anyar ngahontal ieu ku ngagunakeun téhnologi percetakan 3D anyar pikeun nyieun struktur 3D unik nu nyadiakeun ningkat pergaulan statik hidrodinamik jeung pangurangan persentase pangluhurna gelombang sinus dasar per unit volume internal tina campuran.Ngagunakeun 1/3 tina volume internal mixer konvensional ngurangan gelombang sinus dasar ku 98%.Mixer diwangun ku saluran aliran 3D interconnected kalawan rupa-rupa wewengkon cross-sectional sarta panjang jalur salaku cairan ngaliwatan geometries 3D kompléks.Pergaulan sapanjang sababaraha jalur aliran tortuous, digabungkeun jeung kaayaan nu teu tenang jeung eddies lokal, hasil dina pergaulan dina skala mikro, meso jeung makro.Mixer unik ieu dirarancang nganggo simulasi dinamika cairan komputasi (CFD).Data tés anu disayogikeun nunjukkeun yén campuran anu saé dihontal kalayan volume internal minimum.
Pikeun leuwih ti 30 taun, kromatografi cair geus dipaké dina loba industri, kaasup farmasi, péstisida, panyalindungan lingkungan, forensik, jeung analisis kimia.Kamampuhan pikeun ngukur kana bagian per juta atanapi kirang penting pikeun pangwangunan téknologi dina industri naon waé.Efisiensi pencampuran anu goréng nyababkeun rasio sinyal-ka-noise anu goréng, anu matak ngaganggu komunitas kromatografi dina watesan wates deteksi sareng sensitipitas.Nalika nyampur dua pangleyur HPLC, kadang perlu maksa campur ku cara éksternal pikeun homogenize dua pangleyur sabab sababaraha pangleyur teu gaul ogé.Lamun pangleyur teu tuntas dicampurkeun, degradasi tina kromatogram HPLC bisa lumangsung, manifesting sorangan salaku noise baseline kaleuleuwihan jeung/atawa bentuk puncak goréng.Kalayan campuran anu goréng, bising dasar bakal muncul salaku gelombang sinus (naék sareng turun) sinyal detektor kana waktosna.Dina waktos anu sami, pergaulan anu goréng tiasa nyababkeun ngalegaan sareng puncak asimétri, ngirangan kinerja analitik, bentuk puncak, sareng résolusi puncak.Industri parantos ngakuan yén mixer statik in-line sareng tee mangrupikeun sarana pikeun ningkatkeun wates ieu sareng ngamungkinkeun para pangguna ngahontal wates deteksi anu langkung handap (sensitipitas).The mixer statik idéal ngagabungkeun mangpaat efisiensi campur tinggi, volume maot low sarta serelek tekanan low kalawan volume minimum jeung throughput sistem maksimum.Salaku tambahan, nalika analisa janten langkung kompleks, analis kedah rutin ngagunakeun pangleyur anu langkung polar sareng sesah dicampur.Ieu ngandung harti yén campuran anu langkung saé kedahna pikeun uji kahareup, ningkatkeun kabutuhan pikeun desain sareng kinerja mixer anu unggul.
Mott nembe ngembangkeun rentang anyar tina patén PerfectPeakTM inline mixer statik kalawan tilu volume internal: 30 µl, 60 µl jeung 90 µl.Ukuran ieu nyertakeun kisaran volume sareng ciri campuran anu dipikabutuh pikeun kalolobaan tés HPLC dimana campuran ningkat sareng dispersi rendah diperyogikeun.Katiluna model diaméterna 0,5 ″ sarta nganteurkeun kinerja ngarah industri dina desain kompak.Dijieunna tina stainless steel 316L, dipasifkeun pikeun inertness, tapi titanium sareng alloy logam tahan korosi sareng kimia inert sanésna ogé sayogi.Mixers ieu boga tekanan operasi maksimum nepi ka 20.000 psi.Dina Gbr.1a mangrupikeun poto tina mixer statik 60 µl Mott anu dirancang pikeun nyayogikeun efisiensi pencampuran maksimal nalika nganggo volume internal anu langkung alit tibatan mixer standar jinis ieu.Desain mixer statik anyar ieu ngagunakeun téhnologi manufaktur aditif anyar pikeun nyieun struktur 3D unik nu ngagunakeun aliran internal kirang ti mixer naon ayeuna dipaké dina industri kromatografi pikeun ngahontal campuran statik.Mixers sapertos diwangun ku saluran aliran tilu diménsi interconnected kalawan wewengkon cross-sectional béda jeung panjang jalur béda salaku cairan crosses halangan geometri kompléks di jero.Dina Gbr.Gambar 1b nembongkeun diagram skéma tina mixer anyar, nu ngagunakeun standar industri 10-32 threaded fittings komprési HPLC pikeun inlet na outlet, sarta geus shaded wates biru tina port mixer internal dipaténkeun.Wewengkon cross-sectional anu béda tina jalur aliran internal sareng parobahan arah aliran dina volume aliran internal nyiptakeun daérah aliran ngagalura sareng laminar, nyababkeun pergaulan dina skala mikro, meso sareng makro.Desain mixer unik ieu ngagunakeun simulasi dinamika cairan komputasi (CFD) pikeun nganalisis pola aliran sareng nyaring desain sateuacan prototyping pikeun uji analitik internal sareng evaluasi lapangan pelanggan.Manufaktur aditif nyaéta prosés nyitak komponén géométri 3D langsung tina gambar CAD tanpa peryogi mesin tradisional (mesin panggilingan, mesin bubut, jsb.).Mixers statik anyar ieu dirancang pikeun dijieun maké prosés ieu, dimana awak mixer dijieun tina gambar CAD jeung bagian nu fabricated (dicitak) lapisan ku lapisan ngagunakeun manufaktur aditif.Di dieu, lapisan bubuk logam ngeunaan 20 microns kandel disimpen, sarta laser dikawasa komputer selektif ngalembereh tur fuses bubuk kana formulir padet.Larapkeun lapisan sejen dina luhureun lapisan ieu jeung nerapkeun sintering laser.Malikan deui prosés ieu dugi ka bagianna parantos réngsé.bubuk ieu lajeng dikaluarkeun tina bagian non-laser kabeungkeut, ninggalkeun bagian dicitak 3D nu cocog gambar CAD aslina.Produk ahirna rada mirip jeung prosés mikrofluida, bédana utamana nyaéta komponén mikrofluida biasana dua diménsi (datar), bari maké manufaktur aditif, pola aliran kompléks bisa dijieun dina géométri tilu diménsi.Faucets ieu ayeuna aya salaku bagian dicitak 3D dina 316L stainless steel sarta titanium.Kalolobaan alloy logam, polimér jeung sababaraha keramik bisa dipaké pikeun nyieun komponén ngagunakeun metoda ieu sarta bakal dianggap dina desain / produk hareup.
Sangu.1. Poto (a) jeung diagram (b) a 90 μl Mott mixer statik némbongkeun hiji cross-bagian jalur aliran cairan mixer shaded bulao.
Jalankeun simulasi dinamika cairan komputasi (CFD) kinerja mixer statik salila fase desain pikeun mantuan ngamekarkeun desain efisien sarta ngurangan percobaan coba-jeung-kasalahan-consuming waktu jeung ongkosna mahal.Simulasi CFD tina mixer statik sareng pipa baku (simulasi no-mixer) nganggo pakét parangkat lunak COMSOL Multiphysics.Modeling ngagunakeun mékanika cairan laminar anu didorong ku tekanan pikeun ngartos laju cairan sareng tekanan dina bagian.Dinamika cairan ieu, digabungkeun jeung angkutan kimia sanyawa fase mobile, mantuan ngartos campuran dua cairan kentel béda.Modél ieu ditalungtik salaku fungsi waktu, sarua jeung 10 detik, pikeun betah itungan bari neangan solusi comparable.Data téoritis dimeunangkeun dina ulikan korélasi-waktu ngagunakeun alat projection point probe, dimana titik di tengah jalan kaluar dipilih pikeun ngumpulkeun data.Modél CFD jeung tés ékspérimén dipaké dua pangleyur béda ngaliwatan klep sampling proporsional jeung sistem pompa, hasilna colokan ngagantian pikeun tiap pangleyur dina garis sampling.Pangleyur ieu lajeng dicampurkeun dina mixer statik.angka 2 jeung 3 nembongkeun simulasi aliran ngaliwatan pipa baku (euweuh mixer) tur ngaliwatan mixer statik Mott, tuturutan.simulasi ieu dijalankeun dina tube lempeng 5 cm panjang sarta 0,25 mm ID pikeun demonstrate konsép alik colokan cai jeung acetonitrile murni kana tabung dina henteuna mixer statik, ditémbongkeun saperti dina Gambar 2. simulasi dipaké dimensi pasti tina tube na mixer sarta laju aliran 0 .3 ml / mnt.
Sangu.2. Simulasi aliran CFD dina tube 5 cm kalayan diaméter internal 0,25 mm ngagambarkeun naon anu lumangsung dina tube HPLC, ie dina henteuna mixer a.Beureum pinuh ngagambarkeun fraksi massa cai.Biru ngagambarkeun kakurangan cai, nyaéta asetonitril murni.Wewengkon difusi bisa ditempo antara colokan bolak dua cairan béda.
Sangu.3. Mixer statik kalayan volume 30 ml, dimodelkeun dina paket software COMSOL CFD.Legenda ngagambarkeun fraksi massa cai dina mixer.Cai murni dipidangkeun dina warna beureum sareng asetonitril murni dina warna biru.Parobahan dina fraksi massa cai simulasi digambarkeun ku parobahan dina warna campuran dua cair.
Dina Gbr.4 nembongkeun ulikan validasi model korelasi antara efisiensi Pergaulan jeung volume Pergaulan.Nalika volume campuran ningkat, efisiensi campur bakal ningkat.Pikeun pangaweruh pangarang ', gaya fisik kompléks séjén akting di jero mixer teu bisa accounted pikeun model CFD ieu, hasilna efisiensi campur luhur dina tés eksperimen.Efisiensi pencampuran eksperimen diukur salaku persentase réduksi dina sinusoid dasar.Sajaba ti éta, ngaronjat tekanan deui biasana ngakibatkeun tingkat campur luhur, nu teu dicokot kana akun dina simulasi nu.
Kaayaan HPLC di handap ieu sareng pangaturan tés dianggo pikeun ngukur gelombang sinus atah pikeun ngabandingkeun kinerja relatif mixer statik anu béda.Diagram dina Gambar 5 nembongkeun tata perenah sistem HPLC / UHPLC has.Mixer statik diuji ku cara nempatkeun mixer langsung saatos pompa sareng sateuacan injektor sareng kolom pamisahan.Kaseueuran pangukuran sinusoida tukang dilakukeun ngalangkungan injektor sareng kolom kapiler antara mixer statik sareng detektor UV.Nalika ngaevaluasi rasio sinyal-ka-noise sareng/atanapi nganalisa bentuk puncak, konfigurasi sistem dipidangkeun dina Gambar 5.
Gambar 4. Plot efisiensi Pergaulan versus volume Pergaulan pikeun rentang mixers statik.Kotoran téoritis nuturkeun tren anu sami sareng data pangotor ékspérimén anu mastikeun validitas simulasi CFD.
Sistem HPLC anu digunakeun pikeun tés ieu nyaéta Agilent 1100 Series HPLC kalayan detektor UV anu dikontrol ku PC anu ngajalankeun parangkat lunak Chemstation.Tabel 1 nembongkeun kaayaan tuning has pikeun ngukur efisiensi mixer ku ngawas sinusoid dasar dina dua studi kasus.Tés ékspérimén dilaksanakeun dina dua conto pangleyur anu béda.Dua pangleyur dicampur bisi 1 éta pangleyur A (20 mM amonium asétat dina cai deionized) jeung pangleyur B (80% acetonitrile (ACN) / 20% cai deionized).Dina Kasus 2, pangleyur A nyaéta leyuran 0,05% aseton (label) dina cai deionisasi.Pangleyur B mangrupa campuran 80/20% métanol jeung cai.Dina kasus 1, pompa disetel ka laju aliran 0,25 ml / mnt ka 1,0 ml / mnt, sareng dina kasus 2, pompa disetel ka laju aliran konstan 1 ml / mnt.Dina duanana kasus, babandingan campuran pangleyur A jeung B éta 20% A / 80% B. detektor disetel ka 220 nm bisi 1, sarta nyerep maksimum aseton bisi 2 disetel ka panjang gelombang 265 nm.
Tabél 1. Konfigurasi HPLC pikeun Kasus 1 jeung 2 Kasus 1 Kasus 2 Kacepetan Pompa 0,25 ml/mnt nepi ka 1,0 ml/mnt 1,0 ml/mnt Pangleyur A 20 mM amonium asétat dina cai deionisasi 0,05% Aseton dina cai deionisasi Pangleyur B 80% Acetonitrile / 20% cai deionisasi / 20% cai deionized (ACN 0% deionized) cai Babandingan pangleyur 20% A / 80% B 20% A / 80% B Detektor 220 nm 265 nm
Sangu.6. Plot tina gelombang sinus dicampur diukur saméméh jeung sanggeus nerapkeun low-pass filter pikeun miceun baseline drift komponén sinyal.
Gambar 6 mangrupakeun conto has campuran baseline noise dina Case 1, ditémbongkeun salaku pola sinusoida repeating superimposed on baseline drift.Dasar drift nyaéta paningkatan atanapi panurunan anu laun dina sinyal latar.Lamun sistem teu diwenangkeun pikeun equilibrate cukup lila, éta biasana bakal tumiba, tapi bakal drift erratically sanajan sistem sagemblengna stabil.Drift dasar ieu condong ningkat nalika sistem operasi dina gradién anu lungkawing atanapi kaayaan tekanan deui tinggi.Nalika drift dasar ieu aya, tiasa sesah pikeun ngabandingkeun hasil tina sampel ka sampel, anu tiasa diatasi ku cara nerapkeun saringan low-pass kana data atah pikeun nyaring variasi frekuensi rendah ieu, ku kituna nyayogikeun plot osilasi sareng garis dasar anu datar.Dina Gbr.Gambar 6 ogé nembongkeun plot noise baseline mixer sanggeus nerapkeun filter low-pass.
Saatos réngsé simulasi CFD sareng uji ékspérimén awal, tilu mixer statik anu misah salajengna dikembangkeun nganggo komponén internal anu dijelaskeun di luhur kalayan tilu volume internal: 30 µl, 60 µl sareng 90 µl.Kisaran ieu nyertakeun kisaran volume sareng kinerja campuran anu diperyogikeun pikeun aplikasi HPLC analit rendah dimana campuran ningkat sareng dispersi rendah diperyogikeun pikeun ngahasilkeun garis dasar amplitudo anu handap.Dina Gbr.7 nunjukkeun pangukuran gelombang sinus dasar anu dicandak dina sistem uji Conto 1 (acetonitrile sareng amonium asétat salaku palacak) kalayan tilu jilid mixer statik sareng teu aya mixer dipasang.Kaayaan uji ékspérimén pikeun hasil anu dipidangkeun dina Gambar 7 dilaksanakeun konstan sapanjang sadaya 4 tés dumasar kana prosedur anu digariskeun dina Tabel 1 dina laju aliran pangleyur 0,5 ml / mnt.Larapkeun nilai offset kana set data supados tiasa ditampilkeun sisi-sisi tanpa tumpang tindihna sinyal.Offset henteu mangaruhan amplitudo sinyal anu dianggo pikeun nangtoskeun tingkat kinerja mixer.Rata-rata amplitudo sinusoida tanpa mixer nyaéta 0,221 mAi, sedengkeun amplitudo mixer Mott statik dina 30 µl, 60 µl, jeung 90 µl turun jadi 0.077, 0.017, jeung 0.004 mAi, masing-masing.
Gambar 7. HPLC UV Detector Signal Offset vs Time for Case 1 (acetonitrile kalawan indikator amonium asétat) némbongkeun pangleyur campur tanpa mixer, 30 µl, 60 µl jeung 90 µl Mott mixers némbongkeun ningkat pergaulan (amplitudo sinyal handap) salaku volume mixer statik.(offsets data sabenerna: 0,13 (euweuh mixer), 0,32, 0,4, 0,45mA pikeun tampilan hadé).
Data ditémbongkeun dina Gbr.8 sami sareng dina Gbr. 7, tapi waktos ieu kalebet hasil tina tilu mixer statik HPLC anu biasa dianggo kalayan volume internal 50 µl, 150 µl sareng 250 µl.Sangu.Angka 8. HPLC UV Detektor Sinyal Offset versus Time Plot pikeun Case 1 (Acetonitrile jeung Amonium Asétat salaku indikator) némbongkeun Pergaulan pangleyur tanpa mixer statik, runtuyan anyar Mott mixers statik, sarta tilu mixers konvensional (offset data sabenerna 0,1 (tanpa mixer), 0,48,0,0,0,9, 0,32, 0,32, 0,07, 0,48, 0,00, 0,8, 0,8, 0 A masing-masing pikeun éfék tampilan anu langkung saé).Persentase pangurangan gelombang sinus dasar diitung ku rasio amplitudo gelombang sinus sareng amplitudo tanpa dipasang mixer.Persentase atenuasi gelombang sinus anu diukur pikeun Kasus 1 sareng 2 didaptarkeun dina Tabel 2, sareng volume internal mixer statik anyar sareng tujuh mixer standar anu biasa dianggo di industri.Data dina Gambar 8 jeung 9, kitu ogé itungan dibere dina Table 2, némbongkeun yén Mott statik mixer bisa nyadiakeun nepi ka 98,1% atenuasi gelombang sinus, jauh ngaleuwihan kinerja hiji mixer HPLC konvensional dina kaayaan test ieu.angka 9. Sinyal detektor UV HPLC offset versus plot waktu pikeun kasus 2 (métanol jeung acetone sakumaha tracers) némbongkeun euweuh mixer statik (digabungkeun), runtuyan anyar Mott mixers statik jeung dua mixers konvensional (offsets data sabenerna 0, 11 (tanpa mixer. ), 0,22, 0,35, mA .Tujuh mixer anu biasa dianggo di industri ogé dievaluasi.Ieu kalebet mixer sareng tilu volume internal anu béda ti perusahaan A (Mixer anu ditunjuk A1, A2 sareng A3) sareng perusahaan B (Mixer B1, B2 sareng B3 anu ditunjuk).Perusahaan C ukur dipeunteun hiji ukuran.
Tabél 2. Karakteristik Pengadukan Static Mixer jeung Volume Internal Static Mixer Case 1 Pamulihan Sinusoid: Uji Acetonitril (Efisiensi) Kasus 2 Pamulihan Sinusoid: Uji Cai Metanol (Efisiensi) Volume Internal (µl) No Mixer – - 0 Mott 30 65% 67,2% 30 Mott 67,2% 30 Mott 67,2% 30 Mott 67,2% 30 Mott 67,2% 30 Mott 67,2% % 97,5% 90 Adun A1 66.4% 73.7% 50 Adun A2 89.8% 91.6% 150 Adun A3 92.2% 94.5% 250 Adun B1 44.8% 45.7% 9 35 Adun B2 975. 4% 250
Analisis hasil dina Gambar 8 jeung Tabel 2 nunjukeun yen mixer statik 30 µl Mott gaduh efisiensi pencampuran anu sami sareng mixer A1, nyaéta 50 µl, tapi Mott 30 µl gaduh volume internal 30% kirang.Nalika ngabandingkeun mixer Mott 60 µl sareng mixer A2 volume internal 150 µl, aya paningkatan sakedik dina efisiensi pencampuran 92% versus 89%, tapi anu langkung penting, tingkat campuran anu langkung luhur ieu kahontal dina 1/3 volume mixer.mixer sarupa A2.Kinerja mixer Mott 90 µl ngiringan tren anu sami sareng mixer A3 kalayan volume internal 250 µl.Perbaikan dina kinerja Pergaulan 98% jeung 92% ogé dititénan ku réduksi 3-melu dina volume internal.Hasilna sarupa jeung babandingan diala pikeun mixers B jeung C. Hasilna, runtuyan anyar mixers statik Mott PerfectPeak TM nyadiakeun efisiensi campur luhur batan mixers pesaing comparable, tapi kalawan volume internal kirang, nyadiakeun noise tukang hadé tur rasio sinyal-to-noise hadé, sensitipitas hadé Analyte, bentuk puncak jeung resolusi puncak.Tren anu sami dina efisiensi nyampur dititénan dina studi Kasus 1 sareng Kasus 2.Pikeun Kasus 2, tés dilaksanakeun ngagunakeun (métanol sareng aseton salaku indikator) pikeun ngabandingkeun efisiensi pencampuran 60 ml Mott, mixer A1 (volume internal 50 µl) sareng mixer B1 (volume internal 35 µl)., kinerja éta goréng tanpa mixer dipasang, tapi ieu dipaké pikeun analisis dasar.60 ml Mott mixer kabuktian mixer pangalusna dina grup test, nyadiakeun 90% kanaékan efisiensi campur.A mixer A1 comparable nempo pamutahiran 75% dina efisiensi Pergaulan dituturkeun ku pamutahiran 45% dina mixer B1 comparable.Uji réduksi gelombang sinus dasar kalayan laju aliran dilaksanakeun dina séri mixer dina kaayaan anu sami sareng uji kurva sinus dina Kasus 1, ngan ukur laju aliran anu robih.Data nunjukkeun yén dina kisaran laju aliran tina 0.25 dugi ka 1 ml / mnt, panurunan awal gelombang sinus tetep konstan pikeun sadaya tilu volume mixer.Pikeun dua mixer volume leutik, aya kanaékan slight dina kontraksi sinusoida salaku laju aliran nurun, nu diperkirakeun alatan ngaronjatna waktos tinggal pangleyur dina mixer, sahingga pikeun ngaronjat pergaulan difusi.Pangurangan gelombang sinus diperkirakeun ningkat nalika aliranna langkung handap.Najan kitu, pikeun volume mixer panggedena kalayan atenuasi dasar gelombang sinus pangluhurna, atenuasi dasar gelombang sinus tetep ampir teu robah (dina rentang kateupastian eksperimen), kalayan nilai mimitian ti 95% nepi ka 98%.Sangu.10. Atenuasi dasar gelombang sinus versus laju aliran bisi 1. Tés ieu dilaksanakeun dina kaayaan sarupa jeung tés sinus kalawan laju aliran variabel, injecting 80% tina campuran 80/20 acetonitril na cai sarta 20% tina 20 mM amonium asétat.
Rangkaian nu anyar dimekarkeun tina PerfectPeakTM inline mixer statik dipaténkeun jeung tilu jilid internal: 30 µl, 60 µl jeung 90 µl ngawengku volume sarta rentang kinerja mixing diperlukeun pikeun paling analisis HPLC merlukeun ningkat pergaulan jeung lanté dispersi low.The mixer statik anyar ngahontal ieu ku cara maké téhnologi percetakan 3D anyar pikeun nyieun struktur 3D unik nu nyadiakeun ningkat pergaulan statik hidrodinamik jeung pangurangan persentase pangluhurna bising per unit volume campuran internal.Ngagunakeun 1/3 tina volume internal mixer konvensional ngurangan bising basa ku 98%.Mixers sapertos diwangun ku saluran aliran tilu diménsi interconnected kalawan wewengkon cross-sectional béda jeung panjang jalur béda salaku cairan crosses halangan geometri kompléks di jero.Kulawarga anyar mixer statik nyadiakeun kinerja ningkat leuwih mixers kalapa, tapi kalawan volume internal kirang, hasilna rasio sinyal-to-noise hadé tur wates quantitation handap, kitu ogé ningkat bentuk puncak, efisiensi sarta resolusi pikeun sensitipitas luhur.
Dina masalah ieu Kromatografi - RP-HPLC ramah lingkungan - Anggo kromatografi cangkang inti pikeun ngagentos asetonitril sareng isopropanol dina analisa sareng pemurnian - Kromatografi gas énggal pikeun…
Business Center International Labmate Limited Oak Court Sandridge Park, Porters Wood St Albans Hertfordshire AL3 6PH Britania Raya