MultiPhaseCavitator – Ultrasəs axın hüceyrəsi üçün Insert MPC48

MultiPhaseCavitator taxma elementi (Insert MPC48) maye/maye və ya maye/qaz qarışıqlarının ultrasəslə emalını yaxşılaşdırmaq üçün hazırlanmışdır. 48 çox incə kanyula mayeni və ya qazı birbaşa kavitasiya zonasında maye fazasına yeridir. Bu, çox yüksək xüsusi səth sahəsi yaradan, mayedə asılı vəziyyətdə olan çox kiçik damcılar və ya qaz qabarcıqları əmələ gətirir.

Bu taxma element emulsiya kimyası, məsələn, fazalararası keçid reaksiyaları, fazalararası keçid katalizi (PTC) və ya maye-maye ekstraksiyası üçün xüsusilə faydalıdır. Digər maraqlı tətbiq sahəsi iki maye prekursordan hissəciklərin çökdürülməsi və ya sonokristallaşmadır. Bu taxma element Hielscher axın hüceyrəsi reaktorları üçün hazırlanmışdır və dövri və ya fasiləsiz emala imkan verir.

Bir və 48 yeritmə girişi

Ultrasəslə emal emulsiyalaşdırma və qarışdırma üçün effektiv vasitədir. Ayrı-ayrı fazaların axın hüceyrəsinə və kavitasiya zonasına daxil olmamışdan əvvəl birləşdirildiyi ənənəvi quruluşdan fərqli olaraq, bu axın hüceyrəsi taxma elementi iki fazanın birləşdirilməsini yaxşılaşdırır. Maye 48 incə kanyuladan yeridildikdə axın hüceyrəsinə çox nazik axınlar şəklində daxil olur. Taxma elementdə daxili diametrləri 0,3mm ilə 1,2mm arasında olan 48 çox incə tibbi kanyuladan istifadə edilir. Bu kanyulalar asanlıqla dəyişdirilə bilər və ucuz sərf materialıdır (steril, təqribən 2ct/pc). Ultrasəs kavitasiyası (20kHz tezlikdə) daxil olan 48 maye axınını axın hüceyrəsindəki maye fazasına daxil olduqları zaman kiçik damcılara parçalayır.
Konstruksiya kanyulalar arasındakı axını bərabərləşdirmək üçün bir təchizat mənbəyindən bütün 48 kanyulaya eyni qidalandırma təzyiqini tətbiq edir.

Maye-maye reaksiyaları üçün ultrasəs reaktoruna 48 giriş

İstifadə və tətbiq sahələri

Hielscher ultrasəs reaktorları çox vaxt emulsiyalaşdırma, maye-maye faza sistemlərində fazalararası keçid prosesinin kinetikasını və ya həllolma sürətlərini yaxşılaşdırmaq üçün istifadə olunur. Belə proseslərə hidrogen peroksidlə oksidləşdirici kükürdsüzləşdirmə və sonrakı həlledici ekstraksiyası, yaxud triqliseridlərin əsasla kataliz olunan transesterifikasiyası misal ola bilər.
Bir reagent fazasının digər reagent fazasında məhdud həllolması emulsiya kimyası proseslərində əhəmiyyətli problemdir, çünki hər iki faza bir-biri ilə yalnız fazalararası sərhəddə reaksiyaya girir. Ultrasəs olmadıqda bu, ikifazalı sistemlərdə aşağı reaksiya sürətlərinə və ləng çevrilmə kinetikasına səbəb olur.
Taxma element ultrasəs reaktoru ilə istifadə edildikdə kavitasiya güclü hidravlik kəsilmə yaradır və yeridilən fazanı submikron və nanoölçülü damcılara parçalayır. Fazalararası sərhədin xüsusi səth sahəsi kimyəvi reaksiyanın sürətinə təsir etdiyindən, damcı diametrinin bu əhəmiyyətli azalması reaksiya kinetikasını yaxşılaşdırır və fazalararası keçid agentlərinə ehtiyacı azalda və ya aradan qaldıra bilər. Yeridilən fazanın həcm faizi azaldıla bilər, çünki daha incə emulsiyalar digər reagent fazası ilə eyni təmas səthini təmin etmək üçün daha az həcm tələb edir.
Bu taxma elementin istifadəsi aşağıdakıların tələb olunan miqdarını azalda bilər: amfifil emulsiya katalizatorları və ya fazalararası keçid katalizatorları (PTC), məsələn, həm sulu, həm də üzvi mayelərdə həll olmaq kimi özünəməxsus qabiliyyətə malik dördüncülü ammonium duzları.

Kimyəvi reaksiyalar üçün gücləndirilmiş kütlə ötürülməsi

İki reagent fazası fazalararası sərhəddə reaksiyaya girdikdə reaksiya məhsulları damcı səthində toplanır və reagent fazalarının fazalararası sərhəddə qarşılıqlı təsirinə mane olur. Ultrasəs kavitasiyasının yaratdığı hidravlik kəsilmə turbulent axına və maddənin damcı səthlərindən və bu səthlərə daşınmasına səbəb olur, damcıların təkrar birləşməsinə və sonradan yeni damcıların əmələ gəlməsinə gətirib çıxarır. Reaksiya zamanla irəlilədikcə ultrasəslə emal reagentlərin təmasını və qarşılıqlı təsirini maksimuma çatdırır.
Bu təsir bitki yağlarının biodizelə transesterifikasiyası və ya makromolekullar əmələ gətirmək üçün diesterlərin diollarla transesterifikasiyası yolu ilə poliefirlərin sintezi kimi bir çox prosesdə istifadə olunur.

Emulsiyalaşdırma / Emulsiya əmələ gətirmə

Bu axın hüceyrəsi taxma elementi bir-biri ilə qarışmayan mayelər qarışdırılarkən emulsiyalaşdırmanı yaxşılaşdırır. Bu, daha kiçik damcı ölçülərinə və daha dar ölçü paylanmasına gətirib çıxarır – bu isə emulsiyanın sabitliyi üçün əsas amildir. Bu konstruksiya ilə aşağı və orta özlülüklü mayeləri hətta ağır yanacaq yağları (HFOs), polimerlər və ya gellər kimi yüksək özlülüklü mayelərə yeridib emulsiyalaşdıra bilərsiniz. Bəzi tərkiblərə emulqatorların və ya stabilizatorların əlavə edilməsi tələb oluna bilər. Bu halda taxma element emulqatoru bərabər şəkildə qarışdırmağa kömək edir. Kanyulalar vasitəsilə birdən çox fazanın yeridilməsi üçün xüsusi konstruksiyalar sifariş əsasında mövcuddur.

Maye-maye ekstraksiyası

Bu taxma element, məsələn, yağ fazasında həlledici fazasının incə damcılı turbulent emulsiyasını yaradaraq maye-maye ekstraksiyası proseslərini gücləndirir. Bu da fazaların təmas səthini artırır, daha yaxşı ekstraksiyaya və həlledici istifadəsinin azalmasına gətirib çıxarır.

Daha təmiz yanma üçün su tərkibli yanacaqlar

Dəniz gəmilərində və ya elektrik enerjisi istehsalında istifadə olunan ağır yanacaq yağı kimi aşağı keyfiyyətli yanacaq yağları su ilə emulsiyalaşdırıla bilər. Bu, daha səmərəli yanma ilə nəticələnir. Həmçinin NO_x emissiyalarının və hisin əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına səbəb olur.
Su tərkibli yanacaqların (emulsiya yanacaqlarının) ultrasəslə emulsiyalaşdırılması haqqında daha ətraflı oxuyun!

Çökdürmə / Sonokristallaşma

Piqmentlər və ya nanohissəciklər mayelərdə çökdürmə yolu ilə aşağıdan yuxarıya qurulma prinsipi əsasında yaradıla bilər. Bu halda ifrat doymuş qarışıq yüksək konsentrasiyalı maddədən bərk hissəciklər və ya kristallar əmələ gətirməyə başlayır. Bu hissəciklər müəyyən həddə qədər böyüyür və sonda çökür. Hissəciklərin/kristalların ölçüsünü və morfologiyasını idarə etmək üçün prekursorların/reagentlərin qarışdırılmasına nəzarət etmək vacibdir.
Ümumiyyətlə, çökdürmə prosesi aşağıdakıları əhatə edir: qarışdırma, ifrat doyma, nüvələnmə, hissəciklərin böyüməsi və aqlomerasiya. Sonuncunun qarşısı bərk maddənin aşağı konsentrasiyası və ya stabilləşdirici maddələrlə alınır. Qarışdırma həlledici əhəmiyyət daşıyır, çünki əksər çökdürmə proseslərində reaksiyanın sürəti çox yüksəkdir. InsertMPC48 sürətli, nazik yeridilən şırnaqları güclü ultrasəs kavitasiya kəsilməsi ilə birləşdirir. Bu, qarışdırma sürətini və effektivliyini maksimuma çatdıraraq daha çox və daha kiçik hissəciklər yaradır.

Laboratoriya sınaqlarından pilot miqyasa və istehsala

Hielscher Ultrasonics bu texnologiyanı istənilən miqyasda sınaqdan keçirmək, yoxlamaq və istifadə etmək üçün avadanlıq təklif edir. Bu konsepsiyanı mövcud proseslərə daxil etmək asandır.

1. A fazasını axın hüceyrəsinin altındakı maye girişinə verin
2. B fazasını axın hüceyrəsinin yan tərəfindəki daha kiçik maye girişinə və ya girişlərinə verin. Bu axın 48 incə boru vasitəsilə kavitasiya zonasına yeridiləcək
3. Axın hüceyrəsinin çıxışındakı əks təzyiq klapanından istifadə edərək reaktor təzyiqini tənzimləyin

Laboratoriya masası miqyasında 1kW ultrasəs cihazı UIP1000hdT prosesin nümayişi və ultrasəslə emal parametrlərinin optimallaşdırılması üçün 100 ilə 1000L/hr (25 ilə 250 gal/hr) arasındakı həcm sərfləri ilə emal apara bilər. Hielscher ultrasəs prosessorları pilot və ya istehsal miqyasında daha böyük emal həcmlərinə xətti miqyaslandırma üçün hazırlanmışdır. Aşağıdakı cədvəldə emal həcmləri və tövsiyə olunan avadanlıq ölçüləri göstərilir.