Nano-strukturlu sellülozun ultrasəs istehsalı

Nanoselüloz, yüksək performanslı əlamətdar əlavə, reologiya dəyişdiricisi, gücləndirici agent və müxtəlif qabaqcıl materiallarda əsas komponent kimi çox yönlü tətbiqləri ilə məşhurluq qazanmışdır. Hər hansı bir selüloz tərkibli mənbədən əldə edilən bu nano-strukturlu fibrillər yüksək güclü ultrasəs homogenləşdirmə və frezeleme vasitəsilə səmərəli şəkildə təcrid edilə bilər. Sonikasiya kimi tanınan bu proses fibrilasiyanı əhəmiyyətli dərəcədə artırır, nəticədə nanoselülozun daha yüksək məhsuldarlığı və daha incə, nazik liflər əmələ gəlməsi ilə nəticələnir. Ultrasəs texnologiyası, həddindən artıq kavitasiyalı yüksək kəsmə qüvvələri yaratmaq qabiliyyəti sayəsində adi istehsal üsullarını üstələyir və onu nanoselüloz istehsalı üçün müstəsna alət edir.

Nanoselülozun ultrasəs istehsalı

Yüksək güclü ultrasəs, ağac, liqnoselülozik liflər (pulpa lifləri) və selüloz tərkibli qalıqlar kimi müxtəlif sellüloz material mənbələrindən mikro və nanoselülozun çıxarılmasına və təcrid olunmasına kömək edir.
Bitki liflərini mənbə materialından azad etmək üçün ultrasəs daşlama və homogenləşmə çox böyük həcmləri emal etməyə imkan verən güclü və etibarlı üsuldur. Pulpa daxili sonoreaktora qidalanır, burada ultrasəs yüksək kəsmə qüvvələri biokütlənin hüceyrə quruluşunu pozur ki, fibrilli maddə mövcud olsun.

Aşağıdakı Şəkil 1-də TEM şəkli göstərilir “Heç Qurudulmamış Pambıq” (NDC) enzimatik hidrolizə təqdim edilmiş və a Hielscher zond tipli sonikator UP400S 20 dəqiqə.
[Bittencourt et al. 2008]

Aşağıdakı Şəkil 2 enzimatik hidrolizdən sonra sonikasiyaya məruz qalan viskoza filminin SEM görüntüsünü göstərir. Hielscher sonicator modeli UP400S.
[Bittencourt et al. 2008]

Ultrasonik nanoselüloz emalı da TEMPO oksidləşmiş lif müalicəsi ilə uğurla birləşdirilə bilər. TEMPO prosesində selüloz nanolifləri katalizator kimi 2,2,6,6-tetrametilpiperidinil-1-oksil (TEMPO) və natrium bromid (NaBr) və natrium hipoxloritdən (NaOCl) istifadə edərək oksidləşmə sistemi ilə istehsal olunur. Tədqiqat sübut etdi ki, oksidləşmə ultrasəs şüalanması altında aparıldıqda oksidləşmə səmərəliliyi əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşır.

Nanoselülozun ultrasəs dispersiyası

Nanoselüloz dispersiyaları aşağı nanoselüloz konsentrasiyalarında yüksək özlülüyünə görə qeyri-adi reoloji davranış nümayiş etdirir. Bu, nanoselülozu müxtəlif tətbiqlər üçün reoloji modifikator, stabilizator və gellant kimi çox maraqlı əlavə edir, məsələn, örtük, kağız və ya qida sənayesində. Nanoselülozun unikal xüsusiyyətlərini ifadə etmək üçün olmalıdır
Ultrasəs dispersiyası incə ölçülü, tək dispers nanoselüloz əldə etmək üçün ideal üsuldur. Nanoselüloz yüksək dərəcədə kəsmə incəldiyi üçün güclü ultrasəs nanoselüloz süspansiyonları formalaşdırmaq üçün üstünlük verilən texnologiyadır, çünki yüksək güclü ultrasəsin mayelərə birləşməsi həddindən artıq kəsmə qüvvələri yaradır.
Mayelərdə ultrasəs kavitasiyası haqqında daha çox öyrənmək üçün buraya basın!
Nanokristal selülozun sintezindən sonra nanoselüloz çox vaxt son məhsulu (məsələn, nanokompozitlər, reoloji modifikatorlar və s.) formalaşdırmaq üçün maye mühitə, məsələn, qeyri-qütblü və ya qütblü həllediciyə, məsələn, dimetilformamidə (DMF) ultrasəslə səpələnir. manifold formulalarında əlavələr kimi istifadə edildikdə, etibarlı dispersiya çox vacibdir. Ultrasonication sabit və uniformly dispers fibrils istehsal edir.

Sellüloza Nanoliflərinin Ultrasonik Təkmilləşdirilmiş Susuzlaşdırılması

Selüloz nanoliflərinin ultrasəs ilə gücləndirilmiş susuzlaşdırılması suyun çıxarılmasının səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıran qabaqcıl bir texnikadır. – selüloz nanolifləri nanokağız istehsalı üçün olduqca cəlbedici əlavə edir. Nanoselüloz lifləri yüksək su tutma qabiliyyətinə görə adətən vaxt tələb edən susuzlaşdırma tələb edir. Ultrasəs dalğalarını tətbiq etməklə, bu proses su matrisini pozan və suyun daha sürətli, daha vahid xaric edilməsini asanlaşdıran sıx kavitasiya qüvvələrinin yaranması ilə sürətləndirilir. Bu, nəinki qurutma müddətini azaldır, həm də əldə edilən sellüloza nanoliflərin struktur bütövlüyünü və mexaniki xassələrini artırır və onu yüksək keyfiyyətli nanoparçaların və digər nanomaterialların istehsalında yüksək effektiv üsula çevirir.
Nanokağızın ultrasəslə susuzlaşdırılması haqqında daha çox məlumat əldə edin!

Power Ultrasound istifadə edərək sənaye nanoselüloz istehsalı

Hielscher Ultrasonics, kiçik laboratoriya miqyaslı ultrasəs aparatlarından nanoselülozun kommersiya emalı üçün ideal olan geniş miqyaslı sənaye sistemlərinə qədər güclü və etibarlı ultrasəs həllərinin geniş spektrini təklif edir. Hielscher sənaye zond tipli sonikatorların əsas üstünlüyü, müxtəlif ölçülərdə və həndəsələrdə olan axın vasitəsilə sonoreaktorları vasitəsilə optimal ultrasəs şəraitini təmin etmək qabiliyyətindədir. Bu reaktorlar ultrasəs enerjisinin selüloz materialına ardıcıl və bərabər şəkildə tətbiq edilməsini təmin edir və bu, üstün emal nəticələrinə gətirib çıxarır.

UIP1000hdT, UIP2000hdT və UIP4000hdT kimi Hielscher dəzgah üstü sonikatorları gündəlik bir neçə kiloqram nanoselüloz istehsal etməyə qadirdir və onları orta miqyaslı istehsal ehtiyacları üçün uyğun edir. Geniş miqyaslı kommersiya istehsalı üçün, UIP10000 və UIP16000hdT kimi tam sənaye vahidləri yüksək həcmdə nanoselülozun səmərəli istehsalına imkan verən geniş kütləvi axınları idarə edə bilər.

Hielscher ultrasəs sistemlərinin ən əhəmiyyətli üstünlüklərindən biri onların xətti miqyaslılığıdır. Həm dəzgah üstü və sənaye ultrasəs cihazları klasterlərdə quraşdırıla bilər ki, bu da faktiki olaraq qeyri-məhdud emal qabiliyyətini təmin edir və onları nanoselüloz istehsalında yüksək ötürmə qabiliyyəti və etibarlı performans tələb edən əməliyyatlar üçün ideal seçim edir.