التصبب – عملية صنع الصابون مع الفوق صوتيات
سابونيشن هي العملية الكيميائية لصنع الصابون. هو رد الفعل الذي المواد الخام من الدهون أو الزيوت (الدهون الثلاثية) تتفاعل مع تفاعل قلوي من أجل تشكيل الصابون. Ultrasonication يحسن مرحلة نقل الحفز مما أدى إلى زيادة سرعة رد الفعل، وتحويل أكثر اكتمالا ويتجنب الاستخدام المفرط للكواشف الأساسية مثل هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) أو هيدروكسيد الصوديوم (NaOH). يمكن تنفيذ التحلل المائي القلوية التي بدأت بالموجات فوق الصوتية بسهولة في تصنيع الصابون التجاري. المفاعلات بالموجات فوق الصوتية ل saponification إنتاج إنتاج أعلى في وقت أقصر دون استخدام أي محفز أو تقليل كميات من محفز المستخدمة.
ترويج التصبب بالموجات فوق الصوتية
- رد فعل أسرع
- تحويل أعلى
- لا يوجد استخدام مفرط للكواشف الأساسية
- لا يوجد استخدام مفرط للمحفز
- رد فعل أكثر اكتمالا
- عملية الخضراء
دراسات حالة التصبب بالموجات فوق الصوتية
وقد أظهرت الدراسات البحثية المختلفة أن سونيكيشن يعزز التصببين من الدهون الثلاثية في الصابون. ultrasonic التصبيكون يزيد من سرعة التحويل مع توفير أو تجنب استخدام محفز. وهذا يجعل من التصببين بالموجات فوق الصوتية طريقة إنتاج فعالة للغاية.
بدء بالموجات فوق الصوتية من التحلل القلوي من الدهون الثلاثية (التصبب) دون محفز المرحلة
وقد درس ميركانتي وآخرون (2013) آثار ultrasonication على التحلل القلوي للثلاثيات، والمعروفة باسم التصببين. استخدموا سونيكيشن لبدء التحلل المائي القلوي من زيت عباد الشمس. وقد استخدم هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) كقاعدة قلوية. وقد تبين أن الموجات فوق الصوتية فعالة كمصدر للطاقة لبدء ودفع رد الفعل، وأن العائد رد فعل عالية يمكن تحقيقها في 15 دقيقة فقط من تطبيق الطاقة الكلية أثناء العمل في درجة الحرارة المحيطة، وأنه يتم إنشاء أي منتجات ثانوية قابلة للكشف خلال رد الفعل. مقارنة حمام بالموجات فوق الصوتية ومسبار من نوع ultrasonocator يظهر التحقيق بالموجات فوق الصوتية لتكون تقنية متفوقة. وتبين الدراسة أن المحاصيل التصبين بالموجات فوق الصوتية في تحويل جيد دون الحاجة إلى القلويات الزائدة أو مرحلة نقل الحفز.
تحلل قلوي من ترياسيلجليسيرول
- Ultrasonication النتائج في رد فعل أسرع التصبون وفي تحويل أكثر اكتمالا.
- التصبون بواسطة ultrasonication هو عملية كيميائية تستخدم على نطاق واسع لإنتاج الصابون من الزيوت أو الدهون وقاعدة.
- التصبين بمساعدة بالموجات فوق الصوتية يتجنب الاستخدام المفرط للمحفز يحسن كفاءة الطاقة الشاملة
تعزيز بالموجات فوق الصوتية مرحلة نقل رد فعل للتصبب
وأظهرت شركة بهاتخاندي وآخرون (1998) أن استخدام النُسنة من الزيوت النباتية مثل زيت فول الصويا يمكن أن يكون بكفاءة باستخدام KOH المائي ونقاط التحكم في أسعار الأرض المختلفة في درجة حرارة الغرفة. وقد تمت دراسة مدى التصببين باستخدام قيمة التصببين كمرجع. وقد أجريت التحسينات من مختلف المعلمات مثل الوقت، واختيار المواد الحفازة نقل المرحلة، وكمية من المواد الحفازة المستخدمة، وكمية من KOH وكمية من المياه باستخدام sonication والتحريك. لدراسة تأثير الموجات فوق الصوتية، تم أيضا إجراء التصبكان في 35 درجة مئوية في ظل ظروف مختلفة، وهي التحريك، سونيكيشن، والتحريك وسونيكيشن، والتدفئة في 100 درجة مئوية. وقد وجد أن التصبكان في المرحلة السائلة السائلة غير المتجانسة من الزيوت النباتية المختلفة باستخدام KOH/CTAB المائي قد تسارع بشكل كبير عند درجة حرارة 35 درجة مئوية تحت sonication وإثارة.
اتصل بنا! / اسألنا!
عالية الأداء أوأولتراسوتور
Hielscher الفوق صوتيات الإمدادات عالية الأداء معدات الموجات فوق الصوتية للمختبر، والطيار والإنتاج الصناعي. وتستخدم ultrasonicators قوية وموثوق بها لتفاعلات سونوكيميائية مختلفة مثل التصببين. Hielscher في التحقيق من نوع أوتراسوتكتورس يمكن استخدامها في دفعة ووضع مضمنة. جميع المعلمات عملية هامة – السعة والضغط ودرجة الحرارة – يمكن التحكم بدقة وضمان النتائج القابلة للاستنساخ.
يقوم عنصر التحكم الرقمي بتسجيل معلمات العملية تلقائيًا وتخزينها على بطاقة SD المتكاملة. إعدادات مسبقة والتحكم عن بعد المتصفح جعل عملية sonication بسيطة جدا وسهلة الاستخدام.
بالنسبة للعديد من التفاعلات السونوكيميائية يجب الحفاظ على درجة حرارة معينة، لذلك التحكم في درجة الحرارة مهم. الموجات فوق الصوتية الرقمية Hielscher تأتي مع الحرارة زوجين والتحكم في درجة الحرارة. تسمح خلية تدفق سترة لتبديد الحرارة.
متانة معدات الموجات فوق الصوتية HIELSCHER تتيح لل24/7 العملية في الثقيلة وفي البيئات الصعبة.
الجدول أدناه يعطيك مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لultrasonicators لدينا:
| دفعة حجم | معدل المد و الجزر | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500ML | 10 إلى 200ML / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000ML | 20 إلى 400ML / دقيقة | Uf200 ः ر، UP400St |
| 00.1 إلى 20L | 00.2 إلى 4L / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L / دقيقة | UIP4000hdT |
| زمالة المدمنين المجهولين | 10 إلى 100L / دقيقة | UIP16000 |
| زمالة المدمنين المجهولين | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
معالجات بالموجات فوق الصوتية عالية الطاقة من مختبر إلى مقياس تجريبي وصناعي.
مراجع الادب
- [بهتكهند], [ب.س.]; Samant, Shriniwas D. (1998): ساعد بالموجات فوق الصوتية PTC حفز التصببين من الزيوت النباتية باستخدام القلويات مائي. الفوق صوتيات سونوتشيميستري المجلد 5، العدد 1، 1998. 7-12.
- [مركنتيلي], لورا; (سيموس) و (فرانك ديفيس) Higson, P. J. (2014): بدء التحلل المائي القلوي للثلاثي (التصبب) دون تحفيز المرحلة. مجلة السطحي والمنظفات المجلد 17، Isssue 1، يناير 2014. 133-141.
حقائق تستحق العلم
كيمياء السونوم
يتم تطبيق الموجات فوق الصوتية السلطة على العمليات الكيميائية مثل التوليف والحفز (وتسمى أيضا سونو التوليف والسونو الحفز، على التوالي) من أجل بدء وتكثيف رد الفعل. وقد تم بحث تطبيقات مختلفة من التشعيع بالموجات فوق الصوتية في التوليف العضوي في العمق وتطويرها للإنتاج الصناعي. يمكن أن تزيد العلاجات الكيميائية سونوكيميائية من معدل التفاعل والعائد والانتقائية للمنتجات المطلوبة تحت شرط أكثر اعتدالا بكثير. وهذا يجعل العلاج بالموجات فوق الصوتية تقنية معالجة فعالة وصديقة للبيئة. بالموجات فوق الصوتية بمساعدة مرحلة نقل الحفز (PTC) ثبت أن طريقة أكثر كفاءة وفعالية بشكل كبير لردود الفعل العضوية مقارنة مع نفس رد الفعل في حالة الصمت. على سبيل المثال ، يتم تسريع رد فعل Cannizarro الذي يحفزه تحفيز نقل المرحلة بمساعدة بالموجات فوق الصوتية بشكل كبير مما أدى إلى تحويل سريع. مثال بارز آخر هو التترانز من الدهون الثلاثية (أي الزيوت النباتية والدهون الحيوانية) والميثانول في وجود كوه كمحفز والموجات فوق الصوتية السلطة. ينتج التترانستر بالموجات فوق الصوتية في وقود الديزل الحيوي عالي الجودة المنتج في تحويل سريع وعملية اقتصادية فعالة للغاية.
ويستند استخراج بالموجات فوق الصوتية على التجويف الصوتية وقوتها القص الهيدروديناميكية
التصبب
يصف التصبب التفاعل الكيميائي الذي ينتج الصابون. في عملية التصببين، يتم تحويل الزيوت النباتية أو الدهون الحيوانية إلى أملاح الأحماض الدهنية – "الصابون" – والجلسرين، وهو كحول. يتطلب رد الفعل حلا ً لقاعدة قلوية (مثل الناو أو كوه) في الماء وأيضا الحرارة لبدء رد الفعل.
خطوات رد فعل التصببين هي التالية:
- هجوم نيوكليوفيليك من استرات الأحماض الدهنية من هيدروكسيد
- ترك إزالة المجموعة
- الإزالة البروتونية
ويستخدم رد فعل التصبين تجاريا لإنتاج الصابون ومواد التشحيم.
في حين يتم استخدام هيدروكسيد الصوديوم الصابون الصلب والصابون الناعم هيدروكسيد البوتاسيوم للتنظيف اليومي، وهناك أيضا الصابون الخاصة المنتجة باستخدام هيدروكسيدات معدنية أخرى. على سبيل المثال، يتم استخدام صابون الليثيوم وصابون الكالسيوم كشحوم تشحيم. هناك أيضا “الصابون المعقدة” تتكون من خليط من الصابون المعدني.
التحلل المائي
التحلل المائي ينطوي على رد فعل مادة كيميائية عضوية مع الماء لتشكيل اثنين أو أكثر من المواد الجديدة وعادة ما يعني انشقاق الروابط الكيميائية عن طريق إضافة المياه. يمكن أن تُسحب إسترات مرة أخرى إلى حمض الكربوسيليك والكحول عن طريق التفاعل مع الماء والقاعدة. يتم إنتاج الصابون من قبل تحلل استرات من الدهون أو النفط.
قاعدة قلوية
مطلوب مضادات الاستجابة قاعدة القلوية (الليس) للتصبب من الزيوت والدهون. رد فعل الدهون الثلاثية مع قاعدة – هيدروكسيد الصوديوم أو البوتاسيوم – من أجل إنتاج الجلسرين وملح الأحماض الدهنية، ما يسمى "الصابون". هيدروكسيد البوتاسيوم هو مركب غير عضوي مع صيغة KOH، ويسمى عادة البوتاس الكاوية. هيدروكسيد الصوديوم (هيدروكسيد الصوديوم) هو قاعدة قوية نموذجية أخرى. عند استخدام هيدروكسيد الصوديوم، يتم إنتاج الصابون الصلب، في حين أن استخدام هيدروكسيد البوتاسيوم يؤدي إلى صابون ناعم.
رد ة يلاب
المتفاعل هو مادة يتم استخدامها أو استهلاكها في تفاعل كيميائي. وبالمقارنة مع الكاشف، يلزم وجود عامل رد فعل بكميات أكبر. الكاشف هو مادة تستخدم لبدء رد فعل، لدعم رد الفعل ويستهلك في رد فعل، على النقيض من المواد الحفازة التي لا تستهلك في رد فعل.