Hielscher Ultrasonics
Ще се радваме да обсъдим вашия процес.
Обадете ни се: +49 3328 437-420
Изпратете ни поща: info@hielscher.com

Оптимизирана ефективност на химическия реактор чрез ултразвук с висока мощност

Добре известно е, че ултразвукът засилва и/или инициира химични реакции. Следователно интегрирането на високоефективен ултразвук се счита за надежден инструмент за насърчаване на химически реактори за подобряване на резултатите от реакцията. Hielscher Ultrasonics предлага различни реакторни решения за настройка на вашия химичен процес. Научете как ултразвукът може да подобри вашия химически реактор!

Предимства на ултразвуково усилените химически реактори

  • Превъзходна ефективност
  • прецизен контрол
  • партиден и вграден
  • неръждаема стомана, стъкло, хастелой и др.
  • изменчивост
  • Линейна мащабируемост
  • ниска поддръжка
  • Лесна и безопасна работа
  • лесно преоборудване
Високоинтензивна ултразвукова реакция се въвежда в химическите реактори, за да се увеличат добивите, да се подобри скоростта на преобразуване и да се повлияе благоприятно на химическите системи.

Ултразвук с висока интензивност в химически реактор за подобрена ефективност на реакцията. На снимката е показан реакторът MSR-4 с 4x 4000 вата ултразвукови апарати (общо 16kW мощност ултразвук).

Искане за информация




Обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Как мощният ултразвук подобрява химическите реактори?

Интегрирането на една или повече ултразвукови сонди (сонотроди) позволява да се свържат мощни ултразвукови вълни в химическия реактор. Интензивната ултразвукова обработка на течности и суспензии не само създава силни турбуленции поради акустични вибрации, но е известна с множество ефекти, които се определят под термина "сонохимия".

Какво е сонохимия? Как насърчава реакциите?

Ултразвукова кавитация в ултразвуковия уред UIP1000hdT (1kW) на HielscherHigh-intensity ultrasound / high-power ultrasound is applied to chemical systems in order to initiate and/or promote reactions, improve conversion rate and yields or to switch reaction pathways. The physical phenomenon responsible for sonochemical effects is acoustic cavitation. When high-intensity ultrasound waves are coupled into a liquid medium, the waves travel through the liquid creating alternating low pressure (rarefaction) and high pressure (compression) cycles. During the low pressure / rarefaction, minute vacuum bubbles arise in the liquid, which grow over several pressure cycles until the vacuum bubble reaches a point where it cannot absorb any further energy. At the point of maximum bubble growth, the bubble implodes violently during a high pressure cycle. During the implosive bubble collapse, the phenomenon of cavitation can be observed. Ultrasonic cavitation creates so called “hot spots,” which are characterized by extreme conditions such as temperature of up to ∼5000 K with very high heating/cooling rates of > 1000 K s-1, налягане до ∼1000 бара, както и съответните температурни и налягателни разлики. Течността или суспензията се разбъркват силно от течни струи и сили на срязване.

Видеото показва ултразвукова кавитация във вода с помощта на ултразвуков хомогенизатор (UP400S, Hielscher). При ултразвук на течности с висок интензитет, звуковите вълни, които се разпространяват в течната среда, водят до редуващи се цикли на високо налягане (компресия) и ниско налягане (разреждане), със скорости, зависещи от честотата. По време на цикъла на ниско налягане ултразвуковите вълни с висока интензивност създават малки вакуумни мехурчета или кухини в течността. Когато мехурчетата достигнат обем, при който вече не могат да абсорбират енергия, те се срутват силно по време на цикъл на високо налягане. Това явление се нарича кавитация.

Ултразвукова кавитация в течности

Миниатюра на видео

Химичните ефекти (напр. образуването на радикални видове, огъване на молекулите и т.н.) и физико-механичните ефекти на сонохимията се прилагат успешно в множество химични реакции като органична катализа, Органокаталитични реакции, Реакции на фазов трансфер, Синтез на наночастици, Утаяване / кристализация, Реакции на сол-гел, Съединител на Suzuki, Реакции на Дийлс-Алдер, Реакции на Манних, Майкъл Допълнение, съединител тип Wurtz и много други. Сонохимично насърчаваните реакции често показват значително повишена степен на преобразуване, по-високи добиви, ускорена реакция, по-пълна реакция, могат да се използват с по-меки разтворители при условия на околната среда, създават по-малко нежелани странични продукти и допринасят поради високата си ефективност за зелената химия.

Приложения на соно-химически реактори

  • Хетерогенна химия
  • Катализа за фазов трансфер
  • Органична химия
  • Полимерна химия
  • Синтез
  • Хомогенни реакции
  • Биохимия (ултразвукови ензимни реактори)
  • Екстракция
  • Утаяване / кристализация
  • електрохимия
  • Възстановяване на околната среда
  • Пирохимия
UIP2000hdT - 2000W високоефективен ултразвуков уред с химически реактор за интензивна обработка.

Ултразвуков уред UIP2000hdT със соно-реактор за интензивна обработка.

Искане за информация




Обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Ултразвукови химически партидни реактори

Реактор с ултразвуково разбъркване за сонохимични приложения, включително синтез на наночастици отдолу нагоре, каталитични реакции и много други.Интегрирането на ултразвукови уреди в отворени или затворени партидни реактори е често прилагана техника за ускоряване на реакциите в лаборатории, пилотни инсталации и производствени съоръжения. В зависимост от размера на съда, геометрията и системата за химическа реакция, в реактора могат да бъдат интегрирани един или няколко сонотроди. Ултразвукът също често се използва за подобряване Реактори с непрекъснато разбъркване (CSTR).

Ултразвукови полупартидни реактори: Разбира се, ултразвукът може да бъде интегриран и в полупартидни реактори. За полупартидни системи един химичен реагент се зарежда в реактора, докато втори химикал се добавя с непрекъснат дебит (например при бавно подаване, за да се предотвратят странични реакции), като се комбинира в ултразвуковата гореща точка. Алтернативно, продукт от химическа реакция, който е резултат от реакцията в реактора, се отстранява непрекъснато, например синтезирани утайки или кристали, или междинен продукт на крайния продукт, който може да бъде отстранен поради разделяне на фазите.

Ултразвуково разбъркан химически проточен реактор

В проточен реактор, известен също като поточна клетка или вграден реактор, реагентите се подават през един или няколко захранващи отвора в реакционната камера, където протича химическата реакция. След определено време на задържане, което е необходимо за възникване на специфична реакция, средата непрекъснато се изхвърля от реактора. Ултразвуковите поточни клетки и вградените реактори позволяват непрекъснато производство на продукта, което зависи само от непрекъснатото подаване на реагентите.

Сонификацията и сонохимичните реакции могат да се провеждат в партидни реактори, както и в реактори с непрекъснат поток.

На снимката е показано Ултразвуков уред UIP1000hdT с реактор на партида (вляво) и с реактор с проточна клетка за поточна обработка (вдясно).

Ултразвуков реактор за промишлени процеси.

Затвореният реактор, изработен от неръждаема стомана, е оборудван с ултразвуков апарат UIP2000hdT (2kW, 20kHz).

Искане за информация




Обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Високоефективни химически сонореактори

Hielscher Ultrasonics е вашият доверен производител на сонохимически реактори и високопроизводително ултразвуково оборудване, което може надеждно да подобри вашата химическа реакция. Продуктовата гама на Hielscher Ultrasonics включва различни видове и класове лабораторни и промишлени широкомащабни сонорактори за партиден и проточен режим. С високоефективната ултразвукова техника от сонден тип Hielscher множество постижения – като подобрена скорост на реакция, по-пълно преобразуване, по-високи добиви, прецизен контрол на реакцията и отлична обща ефективност – се постигат надеждно в партидни и проточни реактори. Проектирани за висока производителност и здравина, ултразвуковите апарати и сонореакторите на Hielscher могат да бъдат инсталирани за използване с агресивни химикали, в взискателни среди и тежки приложения.
Ултразвуковите реактори на Hielscher са проектирани с фокус на равномерно ултразвуково облъчване на средата, така че полето на акустичното налягане да може да се разширява равномерно. Изпълнението на това изискване подобрява общата ефективност на сонохимичната реакция, тъй като ултразвукът постига най-висока интензификация на процеса.

Hielscher Ultrasonics проектира сонохимични реактори, като се вземат предвид всички основни влияещи фактори за оптимални изходи на реакцията.

Схематичен изглед на явленията, протичащи в сонохимичен реактор.
Картина и изследване: ©Dahlem et al., 1999.

Продуктовата гама обхваща компактни лабораторни ултразвукови уреди за R&D, мощни настолни и пилотни ултразвукови системи, както и напълно индустриално оборудване за производство на големи обеми. Това позволява безрисково тестване на осъществимостта в малък мащаб и последващо напълно линейно мащабиране до по-големи обеми.

Прецизен контрол на звука

Ултразвуковите апарати Hielscher могат да се управляват дистанционно чрез управление на браузъра. Параметрите на уникирането могат да се наблюдават и регулират точно според изискванията на процеса.Цифровият цветен дисплей и интелигентният софтуер с дистанционно управление на браузъра и автоматично протоколиране на данни на интегрирана SD-карта позволяват сложна настройка и наблюдение на ултразвуковите параметри в сонохимичния реактор.
Красотата на сонохимично управляваните реакции е ефективността, която може да бъде надеждно постигната чрез оптимизиране на процеса. Оптимална ултразвукова амплитуда, входяща ултразвукова мощност, температура и налягане могат да бъдат определени за всяка конкретна реакция. Това позволява да се намерят идеалните параметри на ултразвука, така че да се постигнат оптимални резултати от реакцията и ефективност.

контрол на температурата

Всички наши цифрови ултразвукови апарати са оборудвани с щепселен температурен сензор за непрекъснат мониторинг на температурата, който може да се постави в течността за постоянно измерване на насипната температура. Усъвършенстваният софтуер позволява настройка на температурен диапазон. Когато температурната граница е надвишена, ултразвуковикът автоматично прави пауза, докато температурата в течността се понижи до определена зададена точка и започва автоматично да излъчва звук отново. Всички измервания на температурата, както и други важни ултразвукови данни за процеса, се записват автоматично на вградена SD карта и могат лесно да бъдат преразгледани за контрол на процеса.
Сонохичните реактори на Hielscher се предлагат с охлаждащи ризи. Освен това могат да бъдат свързани топлообменници и чилъри, за да се осигури желаната температура на процеса.

Лесно достъпни компоненти за сглобяване на идеалния химически реактор

Сонохимичен реактор за поточна обработка.Голямото портфолио от лесно достъпни ултразвукови устройства, сонди (сонотроди), бустерни клаксони, партидни реактори и поточни клетки, както и множество допълнителни аксесоари позволяват да конфигурирате идеалния ултразвуково-химичен реактор (сонот-реактор) за вашия конкретен процес.
Цялото оборудване вече е оптимизирано за равномерно разпределение на акустичната кавитация и стабилните модели на потока, които са най-важните аспекти на проектирането за получаване на хомогенни, надеждни резултати в ултразвуково разбъркан химически реактор.
Нежеланото окисляване може да бъде избегнато чрез продухване на реактора с инертен газ, например азотно одеяло.

Персонализирани решения за вашия химически реактор

Докато Hielscher предлага различни решения за партидни и вградени реактори в различни размери и геометрии, изработени от неръждаема стомана или стъкло, ние се радваме да произведем вашия специален химически реакторен съд, като вземем предвид основите на анализа и проектирането на вашите специфични изисквания към процеса. С дългогодишен опитен екип от инженери и технически разработчици, ние проектираме вашия химически реактор, отговарящ на вашите изисквания. Например, размерът, материалът, геометрията, отворите за подаване и разреждане, броят на ултразвуковите сонди и т.н. могат да бъдат проектирани, за да се направи идеалният ултразвуков химически реактор за вашия химичен процес.

Предимства на химическите сонореактори на Hielscher

  • партидни и вградени реактори
  • индустриален клас
  • 24/7/365 работа при пълно натоварване
  • за всеки обем и дебит
  • различни конструкции на реакторни съдове
  • контролирана температура
  • под налягане
  • лесен за почистване
  • лесен за инсталиране
  • Безопасен за работа
  • здравина + ниска поддръжка
  • опционално автоматизиран

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:

Обем на партидата Дебит Препоръчителни устройства
1 до 500 мл 10 до 200 мл/мин UP100H
10 до 2000 мл 20 до 400 мл/мин UP200Ht, UP400St
0.1 до 20L 0.2 до 4 л/мин UIP2000hdT
10 до 100L 2 до 10 л/мин UIP4000hdT
Н.А. 10 до 100 л/мин UIP16000
Н.А. Голям Клъстер от UIP16000

Свържете се с нас! / Попитайте ни!

Поискайте повече информация

Моля, използвайте формата по-долу, за да поискате допълнителна информация за ултразвуковите процесори, приложенията и цената. Ще се радваме да обсъдим Вашия процес с Вас и да Ви предложим ултразвукова система, отговаряща на Вашите изисквания!









Моля, обърнете внимание на нашите Политика за поверителност.




Ултразвуковите хомогенизатори с високо срязване се използват в лабораторна, настолна, пилотна и промишлена обработка.

Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори за смесване, дисперсия, емулгиране и екстракция в лабораторен, пилотен и индустриален мащаб.


Високоефективна ултразвук! Продуктовата гама на Hielscher обхваща пълния спектър от компактен лабораторен ултразвуков апарат до настолни ултразвукови системи до напълно индустриални ултразвукови системи.

Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.

Ще се радваме да обсъдим вашия процес.

Нека се свържем.