IKA S 10 N – 5 G Dispergierwerkzeug, 5 mm, 0003304000

Rotor-Stator-Kinematik und sub-millimeter Scherspannung

Die physikalische Aufschließung von Geweben (Homogenisierung) oder die Erstellung hochstabiler Emulsionen im Mikromaßstab erfordert eine extrem hochfrequente mechanische Energiedissipation. Das IKA S 10 N – 5 G Dispergierwerkzeug operiert nach dem verfahrenstechnischen Rotor-Stator-Prinzip in einem Arbeitsvolumen von 0,5 bis 10 ml. Angetrieben durch den T 10 basic Antrieb mit bis zu 30.000 Umdrehungen pro Minute, wird das Fluid hydrodynamisch in das Zentrum des Rotors gesaugt und durch die radiale Fliehkraft nach außen gepresst. Der verfahrenstechnisch kritische Prozess findet im exakt 0,1 mm breiten Spalt zwischen dem 3,8-mm-Rotor und dem 5-mm-Stator statt. Die hier auftretenden massiven Strömungsgeschwindigkeiten (Umfangsgeschwindigkeiten von bis zu 6,0 m/s) generieren enorme mechanische Scherkräfte und lokale hydrodynamische Kavitation, welche die Zellmembranen oder Tropfengeometrien in Millisekundenbruchteilen irreversibel zertrümmern.

Thermodynamische Limitierung und Fluidreibung

Die Applikation derart massiver kinetischer Energie in einem mikroskopischen Scherspalt induziert zwingend eine massive thermodynamische Exothermie (Reibungswärme). Da bei Mikrovolumina (z.B. in Eppendorf-Vials) das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen extrem gering ist, kann diese Wärmeenergie nicht passiv abgeführt werden. Ohne eine kryogene externe Kühlung (Eisbad) würde die Matrix innerhalb von Sekunden aufkochen und thermolabile Analyten (wie RNA, DNA oder Proteine) denaturieren. Die Gleitlagerung der Welle aus PTFE ist chemisch hochgradig resistent, jedoch limitiert sie das System auf absolute Nassmahlung. Ein Trockenlauf ohne flüssige Matrix würde die Tribologie der PTFE-Lagerung durch sofortige thermische Überlastung mechanisch zerstören.

Materialintegrität und molekularbiologische Sterilität

In der PCR-Spurenanalytik oder Forensik ist die absolute Prävention von molekularen Kreuzkontaminationen (Carry-over von Fremd-Nukleinsäuren) die oberste metrologische Maxime. Das medienberührende Profil des S 10 N – 5 G ist vollständig aus hochlegiertem, korrosionsbeständigem Edelstahl (AISI 316L) und PTFE gefertigt. Diese monolithische Materialarchitektur erlaubt die lückenlose Dekontamination durch aggressive Lösungsmittel sowie die vollständige thermische Sterilisation im Autoklaven (121 °C). Um die hydrodynamische Strömung und Kavitation langfristig aufrechtzuerhalten, müssen die mikroskopisch feinen Schlitze des Stators metrologisch exakt gereinigt werden, um Biofilme oder Polymerisationsrückstände physikalisch zu entfernen.

Technische Details

Strömungsmechanik & Kinematik

• Verfahrenstechnisches Prinzip: Rotor-Stator-Scherzerkleinerung
• Arbeitsbereich Volumen (bezogen auf H2O): 0,5 – 10 ml
• Stator-Durchmesser: 5 mm
• Rotor-Durchmesser: 3,8 mm
• Spaltbreite (Scherzone): 0,1 mm
• Umfangsgeschwindigkeit (max. bei 30.000 rpm): ca. 6,0 m/s
• Zulässige Endfeinheit (Suspensionen): 5 – 25 µm
• Zulässige Endfeinheit (Emulsionen): 1 – 10 µm

Geometrie & Systemgrenzen

• Eintauchtiefe min. / max.: 20 mm / 75 mm
• Schaftlänge (gesamt): 92 mm
• Zulässige Viskosität des Mediums (max.): 5.000 mPa·s
• Tribologische Lagerung: Gleitlager (ausschließlich Nasslauf zulässig)

Materialwissenschaft & Thermodynamik

• Medienberührende Materialien: Edelstahl (AISI 316L / 1.4404) und PTFE (Polytetrafluorethylen)
• pH-Arbeitsbereich: pH 2 – 13
• Thermische Limitierung (Arbeitstemperatur max.): 180 °C (kurzzeitig/sterilisierend)
• Autoklavierbarkeit: Ja, vollständig thermisch sterilisierbar (121 °C / 2 bar)
• Zulässige Sterilisationsverfahren: Autoklavieren, chemisch, flammbar (eingeschränkt wg. PTFE)

Lieferumfang

• 1 x IKA S 10 N – 5 G Dispergierwerkzeug

(Wichtiger Hinweis: Der zur Rotation zwingend erforderliche Hochgeschwindigkeitsantrieb ULTRA-TURRAX T 10 basic / standard ist nicht im Lieferumfang enthalten!)

Individueller Bedarf & Zubehör

Das S 10 N – 5 G ist ein reines Kinetik-Interface und generiert ohne das Antriebssystem IKA T 10 basic keine Scherkräfte. In der analytischen Molekularbiologie ist das Reinigungs-Protokoll von Mikroschäften zeitlich hochgradig aufwendig. Für High-Throughput-Labore (hoher Probendurchsatz) empfehlen wir daher zwingend die Beschaffung von mehreren identischen Werkzeugen, um den analytischen Workflow während der Autoklavier-Zyklen nicht zu blockieren. Wenden Sie sich für die strategische Bedarfsplanung Ihrer Dispergier-Infrastruktur jederzeit an unseren Beschaffungsservice.