PL249147B1 - Kolumna ekstrakcyjna z podwójnym polem magnetycznym zwłaszcza do adsorbentów o właściwościach magnetycznych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest kolumna ekstrakcyjna z podwójnym polem magnetycznym, zwłaszcza do adsorbentów o właściwościach magnetycznych, która składa się ze stojana (1) z dwiema cewkami uzwojenia (2) i nabiegunnikami (3) i z elektromagnesu z cewką uzwojenia (5) z ruchomym rdzeniem elektromagnesu i kolumna adsorpcyjna (8) znajduje się wewnątrz rdzenia elektromagnesu i nabiegunników stojana ma szklany spiek (10) w kolumnie, który znajduje się na wysokości końca ruchomego rdzenia elektromagnesu i ruchomy rdzeń elektromagnesu unieruchamiany blokadą (17).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kolumna ekstrakcyjna z podwójnym polem magnetycznym zwłaszcza do adsorbentów o właściwościach magnetycznych.

Współczesna technika analityczna ekstrakcja do fazy stałej (SPE) jest znana i powszechnie stosowana. W ostatnich latach w tej technice wykorzystuje się adsorbenty i materiały nanocząstkowe o właściwościach magnetycznych. Materiały te wykazują wysoką selektywność wobec szerokiej gamy związków chemicznych o różnej polarności, a już ich niewielka ilość jest w stanie zapewnić wysoki odzysk analitów, nawet z próbek charakteryzujących się dużą objętością. Ponadto, adsorbenty przygotowane z materiałów wykazujących właściwości magnetyczne pozwalają na łatwą i szybką izolację analitów dzięki działaniu zewnętrznego pola magnetycznego. Prostota wykonania, łatwość modyfikacji powierzchni, a przede wszystkim uniwersalność materiałów tego typu sprawia, że obecnie znajdują one szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach, m.in. w biotechnologii, medycynie i chemii analitycznej. W przypadku techniki ekstrakcji do fazy stałej materiały o właściwościach magnetycznych zapewniają efektywną izolację i lub wzbogacenie analitów, często z próbek charakteryzujących się złożonym składem matrycy.

Materiały magnetyczne, pomimo wielu zalet oraz potencjalnych szerokich zastosowań, mają istotną wadę, uniemożliwiająca ich bezpośrednie stosowanie przez skłonność do aglomeracji, wynikającą z oddziaływań magnetycznych. Celem wynalazku jest usunięcie wymienionych wad i niedogodności. Osiągnięto to poprzez przez skonstruowanie kolumny ekstrakcyjnej w której pola magnetyczne działające na adsorbent o właściwościach magnetycznych przeciwdziałają niepożądanym oddziaływaniom pomiędzy ziarnami tego adsorbentu.

Kolumna ekstrakcyjna z podwójnym polem magnetycznym zwłaszcza do adsorbentów o właściwościach magnetycznych składająca się ze stojana (1) z dwiema cewkami uzwojenia (2) i nabiegunnikami (3) oraz z elektromagnesu z cewką uzwojenia (5) i ruchomego rdzenia elektromagnesu (7) i z kolumny adsorpcyjnej (8) umieszczonej wewnątrz rdzenia elektromagnesu i nabiegunników stojana charakteryzuje się tym, że szklany spiek (10) w kolumnie znajduje się na wysokości końca ruchomego rdzenia elektromagnesu (7) i ruchomy rdzeń elektromagnesu (7) unieruchamia blokada (17).

Zaletą wynalazku jest działanie zmiennego pola magnetycznego na adsorbent o właściwościach magnetycznych w kolumnie ekstrakcyjnej w obszarze zmiennego pola magnetycznego nad spiekiem co utrudnia aglomerację ziaren adsorbentu. Ruch ziaren adsorbentu powoduje jego mieszanie z fazą ciekłą z adsorbatem i usprawnia proces adsorpcji.

Zaletą wynalazku jest także działanie stałego pola magnetycznego wzdłuż pionowej osi kolumny ekstrakcyjnej skupiającą całą warstwę adsorbentu o właściwościach magnetycznych na spieku szklanym. Takie postępowanie ułatwia usuwanie z kolumny ekstrakcyjnej fazy ciekłej z adsorbatem lub fazy ciekłej stosowanej do ekstrakcji zaadsorbowanego adsorbatu.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym przedstawiono: na fig. 1 schemat stojana w rzucie z góry (A) i w przekroju poprzecznym (B), na fig. 2 schemat elektromagnesu w przekroju poprzecznym (A), i schemat elektromagnesu w rzucie z góry (B). Na fig. 3 przedstawiono schemat kolumny ekstrakcyjnej, na fig. 4 schemat połączonego stojana z elektromagnesem i z zamocowaną kolumną adsorpcyjną. a na fig. 5 schemat połączeń stojana i elektromagnesu z układami zasilającymi.

Stojan (1) ma kształt prostokątny i jest wykonany z blach transformatorowych (fig. 1A i B). Wewnątrz stojana umieszczono dwie cewki uzwojenia (2) przez które przechodzą nabiegunniki (3). Półokrągłe końce tych nabiegunników tworzą obszar zmiennego pola magnetycznego (4).

Elektromagnes (fig. 2A i B) ma cewkę uzwojenia (5) nawiniętą na karkas (6). Wewnątrz cewki umieszczono rdzeń elektromagnesu (7) w postaci ruchomego wydrążonego stalowego walca. Elektromagnes generuje stałe pole magnetyczne. Kolumna ekstrakcyjna (8) ma formę szklanej rury (fig. 3). Kolumnę zamyka szklany korek (9), na jej dnie znajduje się szklany spiek (10). Część objętości kolumny nad spiekiem (11) może być poddana działaniu pól magnetycznych i w niej może być umieszczony adsorbent o właściwościach magnetycznych. Kanalik (12) służy do odprowadzenia fazy ciekłej z adsorbatem z kolumny przez szklany zawór iglicowy z uszczelnieniem teflonowym (13) i z pokrętłem (14) a następnie przez kanalik odpływowy (15) ciekły adsorbat wypływa na zewnątrz kolumny.

Stojan generujący zmienne pole magnetyczne jest zamocowany u góry podstawy (16) (fig. 4), a wewnątrz podstawy umieszczono elektromagnes. Położenie rdzenia elektromagnesu względem nabiegunników stojana można regulować, a unieruchomienie rdzenia elektromagnesu w wybranej pozycji zapewnia blokada (17). Regulacji rozmiaru szczeliny dokonuje się w celu zmniejszenia niepożądanych oddziaływań z metalowymi nabiegunnikami stojana w przypadku wytwarzania stałego pola magnetycznego przez elektromagnes oraz także w przypadku odwrotnym, zmniejszenia niepożądanych oddziaływań z rdzeniem elektromagnesu w przypadku wytwarzania zmiennego pola magnetycznego przez stojan. Złoże adsorbentu w kolumnie adsorpcyjnej może alternatywnie być poddawane działaniu stałego pola magnetycznego lub zmiennego pola magnetycznego.

Kolumna ekstrakcyjna jest umieszczona wewnątrz rdzenia elektromagnesu i nabiegunników stojana. Złoże adsorbentu znajduje się w części objętości kolumny nad spiekiem pomiędzy nabiegunnikami stojana. Natomiast szklany spiek w kolumnie znajduje się na wysokości końca rdzenia elektromagnesu. Kolumna ekstrakcyjna może pracować w dwóch różnych trybach. Pierwszy z nich polega na mieszaniu złoża adsorbentu o właściwościach magnetycznych z fazą ciekłą z adsorbatem wytwarzanym przez nabiegunniki zmiennym polem magnetycznym. Ten tryb pracy jest użyteczny, gdy kolumna ekstrakcyjna pracuje w warunkach statycznych. Natomiast drugi polega na unieruchamianiu złoża adsorbentu o właściwościach magnetycznych stałym polem magnetycznym wytwarzanym przez elektromagnes. Ten tryb pracy jest użyteczny, gdy kolumna ekstrakcyjna pracuje w warunkach przepływowych. Mieszanie lub unieruchamianie złoża adsorbentu jest także przydatne w przypadku ekstrakcji innym rozpuszczalnikiem adsorbatów ze złoża adsorbentu. Cewki stojana są zasilane z regulowanego zasilacza prądu zmiennego (18), a cewka elektromagnesu jest zasilana z regulowanego zasilacza prądu stałego (19) (fig. 5). ‘

Claims (1)

1. Kolumna ekstrakcyjna z podwójnym polem magnetycznym zwłaszcza do adsorbentów o właściwościach magnetycznych składająca się ze stojana (1) z dwiema cewkami uzwojenia (2) i nabiegunnikami (3) oraz z elektromagnesu z cewką uzwojenia (5) i ruchomego rdzenia elektromagnesu (7) i z kolumny adsorpcyjnej (8) umieszczonej wewnątrz rdzenia elektromagnesu i nabiegunników stojana, znamienna tym, że szklany spiek (10) w kolumnie znajduje się na wysokości końca ruchomego rdzenia elektromagnesu (7) i ruchomy rdzeń elektromagnesu (7) unieruchamia blokada (17).