Tecnologia d'ultrasons Hielscher

MultiPhaseCavitator-Insert cel de flux ultrasònic

El MultiPhaseCavitator Insert (InsertMPC48) està dissenyat per millorar el processament ultrasònic de líquid / líquid o barreges de líquid / gas. 48 molt fines cànules injectar líquid o gas en una fase líquida a la dreta a la zona de cavitació. Això crea gotetes suspeses o bombolles de gas que produeixen una molt alta àrea de superfície específica molt petita.
Aquest inserit és particularment útil per a la química de l'emulsió, com ara fase-Transfer-Reactions, Fase-Transfer-Catàlisi (PTC) o Líquid-Líquid-extracció. Un altre camp d'aplicació interessant és la precipitació de partícules a partir de dues precursors líquids o sono-cristal·lització. Aquest inserit està dissenyat per a reactors cel de flux Hielscher i permet per lots o procés continu.
Mostra el detall d'injecció fase de multi-fase-cavitador

La injecció en multiphasecavitator ultrasònic

L'un i 48 ports d'injecció

L'ultrasons és un mitjà eficaç per a l'emulsió i la barreja. A diferència de la configuració convencional, on es combinen fases separades abans d'entrar a la cel·la de flux i la cavitació, aquesta inserció de flux de cel·la millora la combinació de les dues fases. Quan un líquid s'injecta a través de 48 cànules fines, entra a la cèl·lula de flux en fils molt estrets. La inserció utilitza 48 cànules mèdiques fines amb diàmetres interiors de 0,3 mm a 1,2 mm. Aquestes cànules es poden substituir fàcilment i són de baix consum (estèril, aprox. 2ct / pc). La cavitació ultrasònica (a 20 kHz) talla les 48 fils líquides entrants en petites gotetes quan entren a la fase líquida a la cel·la de flux.
El disseny s'aplica la mateixa pressió d'alimentació d'un subministrament als 48 cànules per anivellar el flux entre les cànules.

InsertMPC48 per Reactor cel de flux

48 ports d'entrada al reactor ultrasònic per reaccions líquid-líquid

Usos i Aplicacions

Ultrasònic de barreja de Química Emulsióreactors d'ultrasons Hielscher s'utilitzen sovint per emulsionar, per millorar la cinètica del procés de transferència de fase o les taxes de dissolució en els sistemes de fases líquid-líquid. Exemples de tals processos són la dessulfuració oxidativa amb peròxid d'hidrogen i l'extracció amb dissolvent posterior o la transesterificació catalitzada per base dels triglicèrids.
solubilitat limitada d'una fase reactiu en una altra fase reactiu és un problema significatiu en la química emulsió procés com les dues fases reaccionen entre si només en la interfase. Sense ultrasons, això resulta en velocitats de reacció baixes i una lenta cinètica de conversió en sistemes de dues fases.
Utilitzant la peça d'inserció amb un reactor d'ultrasons, la cavitació produeix d'alt cisallament hidràulic i trenca la fase injectat en sub-micromètric i de mida nanomètrica gotetes. Com l'àrea superficial específica del límit de fase és influent per a la taxa química de reacció d'aquesta reducció significativa en diàmetre de gota millora la cinètica de reacció i pot reduir o eliminar la necessitat d'agents de transferència de fase. El percentatge en volum de la fase injectat pot ser baixat, perquè les emulsions més fines necessiten menys volum per proporcionar la mateixa superfície de contacte amb l'altra fase de reactiu.
L'ús d'aquest inserit pot disminuir la quantitat necessària de catalitzadors d'emulsió anfifílicos o catalitzadors de transferència de fase (PTC), Com ara sals d'amoni quaternari amb la seva capacitat única per dissolen en tots dos líquids aquosos i orgànics.

Enhanced transferència de massa per a les reaccions químiques

Quan dues fases de reactius reaccionen en un límit de fase, els productes de reacció s'acumulen a la superfície de la gota i bloquegen les fases de reactius de la interacció a la interfase. La cisalla hidràulica causada pels resultats cavitació ultrasònica en el flux turbulent i transport de material des de i cap goteta superfícies i condueix a la coalescència repetida i posterior formació de noves gotetes. A mesura que la reacció progressa amb el temps, sonicació maximitza l'exposició i la interacció dels reactius.
Aquest efecte s'utilitza en molts processos, com ara la transesterificació d'olis vegetals en biodièsel o la síntesi de polièsters mitjançant la transesterificació de diésteres amb diols per formar macromolècules.

Emulsionant / Emulsificació

Aquest inserit cel de flux millora la emulsificació quan es barregen líquids immiscibles. Això condueix a mides de gotes més petites i una distribució de mida més estret – factor clau per a l'estabilitat d'una emulsió. Amb aquest disseny es pot injectar i emulsionar líquids de baixa i mitja viscositat en líquids fins i tot d'alta viscositat, com ara olis pesats de combustible (HFO), polímers o gels. Algunes formulacions poden requerir emulsionants o estabilitzadors que s'afegeixen. En aquest cas ajuda a barrejar el emulsionant de manera uniforme. dissenys personalitzats per a la injecció de més d'una fase tot i les cànules, que comporten.

Extracció Líquid-Líquid

Aquesta inserció augmenta processos d'extracció líquid-líquid fent una emulsió turbulent de mida fi, per exemple d'una fase de dissolvent en una fase d'oli. De nou, això augmenta la superfície de contacte de fase i resulta en una millor extracció i ús reduït de dissolvent.

Aqua-carburants per a una combustió més neta

olis combustibles de baix grau, com ara oli combustible pesat utilitzats en embarcacions marines o per a la generació d'energia es poden emulsionar amb aigua. Això dóna com a resultat una combustió més eficient i en una reducció significativa de NOX emissions i sutge.
Llegiu més sobre la emulsificació ultrasònica d'Aqua-combustibles (emulsió-combustibles)!

InsertMPC48 amb 48 fines cànules

InsertMPC48 – 48 fines cànules acaben a la zona de cavitació

FC100L1K-1S amb InsertMPC48

Cel de flux ultrasònic Reactor FC100L1K-1S amb InsertMPC48

Millor disseny crea millors resultats!

Precipitació / Sono-Cristal·lització

Pigments o nano-partícules es poden generar de baix a dalt per precipitació en líquids. En aquest cas, una barreja sobresaturada s'inicia la formació de partícules sòlides o vidres del material altament concentrada. Aquestes partícules creixeran a un cert punt i, finalment, precipitar. Per tal de controlar la mida de partícula / vidre i morfologia, controlar la barreja de precursor / reactiu és essencial.
En general, el procés de precipitació implica: Dispersar, sobresaturació, la nucleació, creixement de partícules, i aglomeració. Aquest últim s'evita una concentració de sòlids baixa o per agents estabilitzants. La barreja és crítica; com per a la majoria dels processos de precipitació de la velocitat de la reacció és molt alta. El InsertMPC48 combina ràpids dolls injectats estretes amb forta cisallament cavitacional ultrasònica. Això maximitza la velocitat de mesclat i el rendiment crear més i més petites partícules.

distribució de mida de partícules de Fe3O4

De partícules de distribució de mida de partícules (Fe3O4 magnetita) generats en una reacció de precipitació d'ultrasons contínua (Banert et al., 2004).

Contacti amb nosaltres / Demana més informació

Parlar amb nosaltres sobre els seus requisits de processament. Anem a recomanar els paràmetres de configuració i de processament més adequats per al seu projecte.





Tingueu en compte que Política de privacitat.


A partir de proves de laboratori a escala pilot i Producció

Hielscher Ultrasons ofereix equips per provar, verificar i utilitzar aquesta tecnologia a qualsevol escala. El concepte és fàcil d'incorporar en els processos existents.

  1. Alimentació de la fase A en el port d'entrada de líquid a la part inferior de la cel de flux
  2. Alimentació de la fase B en el port d'entrada de líquid més petit (s) al costat de la cel·la de flux. Aquesta alimentació s'injecta a la zona cavitacional a través de 48 tubs fins
  3. Ajustar la pressió de reactor usant una vàlvula de contrapressió en l'orifici de sortida de la cel·la de flux

En sobretaula nivell d'una UIP1000hd (1 kW) pot processar cabals de 100 a 1000L / h (25 a 250 gal / h) per a la demostració de processos i per a l'optimització dels paràmetres de sonicació. processadors d'ultrasons Hielscher estan dissenyats per lineal escala-fins volums de processament més grans en pilot o de producció escala. La següent taula mostra els volums de processament i mides d'equips recomanats.

El volum de lot Velocitat de flux dispositius recomanats
0.2L 00,25 a 2 m3/ hr UIP1000hd, UIP2000hd
0.2L 1 a 8 m3/ hr UIP4000
N. A. 4 a 30m3/ hr UIP16000
N. A. 30 m per sobre3/ hr raïm de UIP10000 o UIP16000