Hielscher ultrazvuková technologie

Ultrazvukově asistovaná Katalytická Extrakce

Hielscher ultrazvukové reaktory se používají v mnoha průmyslových odvětvích na podporu a zlepšení katalytické zpracování extrakční (CEP) nebo tzv extrakce fázového přenosu (PTE). Katalytická extrakce zahrnuje heterogenní systém nemísitelné fáze, jako je například kapalina-kapalina nebo kapalina-pevná látka. Ultrazvukové s vysokým střihem a kavitačné síly zlepšení rychlosti rozpouštění rozpuštěných látek, které vedou k výrazně rychlejší a úplnější těžbě. Navíc, tento účinek může být použita pro snížení množství rozpouštědla nebo použité kyselině. Jako osvědčené techniky, ultrazvukem asistované extrakci se používá stále více v důsledku rostoucí poptávky po šetrných k životnímu prostředí extrakčními metodami se zkrácenou dobou extrakce a sníženou spotřebou organického rozpouštědla.

Katalytické extrakce / fáze Přenos Extraction - Základy

Termín “Katalytická Extrakce Processing (CEP) nebo pro přenos fáze extrakce (PTE) popisuje rozdělení kapalina-kapalina nebo pevná látka-kapalina, když je zaměřen extrakce a odstranění analytů. Z tohoto důvodu, kapaliny nebo pevné ředidlo musí být dispergován / emulguje do rozpouštědla (kapalné fáze). Pod pojmem “extrakční” pouze se popisuje, že účinná látka v rozpouštědle (tj. homogenní ‚organická fáze’ který obsahuje extrakční činidlo, ředidlo a / nebo modifikátor), který je primárně odpovědný za přenos solutu od ‚vodný’ k ‚organické’ fáze. [IUPAC]. Cílová hmota, která se extrahuje se nazývá extrakt.
Tradiční metody extrakce, jako je Soxhletova extrakce, macerace, mikrovlnná trouba, perkolace, extrakce varu pod zpětným chladičem a destilací s vodní párou, nebo turbo-extrakce jsou často pomalé a neúčinné a / nebo vyžadují vysoké množství nebezpečných rozpouštědel, což vede k procesu nákladnou a časově náročné které je škodlivé pro životní prostředí.
Ultrazvuk je osvědčený alternativa běžných metod extrakce poskytuje rychlejší a úplnější extrakce s méně nebo bez nebezpečných rozpouštědel! Ultrazvuk je silná technika pro zelené, evironmental-friendly zpracování.

Princip ultrazvukem asistované Katalytické Extrakce

Pro extrakci látky, musí být nemísitelné fáze smísí tak, že se látka, která má být extrahována mohou být rozpuštěny ve fázi nosné do rozpouštědlové fáze. Nejčastěji přenosu fáze extrakce se provádějí z disperzní fáze do kontinuální fáze, což znamená, kapky a částice musí být rozptýleny homogenně do rozpouštědla.
Power ultrazvuk je dobře známá technologie míchání a extrakce, která má několik pozitivních účinků na proces extrakce:

  • Zlepšené reakční kinetika
  • Jemné směs nosných (sorbentu) a rozpouštědlo
  • Zvýšená mezifázové mezi oběma fázemi
  • zvýšená přenos hmoty
  • Odstranění pasivačních vrstev z povrchu částic
  • rozrušení buněk & Rozpad
  • Úplnější extrakce což vede k vyšším výtěžkům
  • Jednoduchý & ušetřit operaci
  • Green proces: Ekologická

Pracovní Princip ultrazvukové kavitace

Výše jmenované výhody ultrazvuku na extrakčních procesů jsou účinky ultrazvukové kavitace. Když jsou mocné ultrazvukové vlny propojeny do kapalného média, vytváří vlny vysokotlaké / nízkotlaké cykly. Během nízkotlakých cyklů se v sonikované kapalině objevují malé bublinky nebo prázdné prostory. Tyto bubliny rostou v několika nízkotlakých cyklech, dokud nemohou absorbovat více energie. Když bubliny získaly stupeň maximální absorpce energie, prudce se zhroutí během vysokotlakého cyklu. Implozivost bublin vytváří lokálně velmi extrémní podmínky, jako je velmi vysoká teplota (cca 5000K), velmi vysoké tlaky (cca 2,000atm), velmi vysoké rychlosti ochlazování a tekuté proudy rychlostí až 280m / s (cca 630mph) . Tento jev se nazývá kavitace. Tyto extrémní podmínky dělají ultrazvuku silnou a všestrannou metodu pro zpracování kapaliny.
Pro extrakční účely jsou intenzivně promíchávána dvě fáze v oblasti ultrazvukové kavitace. Kapky a částice jsou rozloženy na submikronové a nano-velikosti. Toto rozšiřuje zvětšené plochy pro lepší přenos hmoty z jedné fáze do druhé. Zvýšená mezifázová fáze mezi oběma fázemi vede ke zvětšení kontaktního povrchu pro extrakci tak, že přenos hmoty je zesílen díky odstranění stojatých kapalinových vrstev na hranici fáze. Přenos hmoty se dále zvyšuje díky odstranění pasivačních vrstev z povrchu částic. Pro extrakci biologické hmoty z buněk a tkání dochází ke zvýšení přenosu hmoty při rozrušení ultrazvukových buněk. Všechny tyto účinky vedou k úplnější extrakci, což vede k vyšším výtěžkům.

Výhody ultrazvukové extrakce:

  • přerušení hraniční vrstvy
  • no Van-der-Waalsovy síly
  • přesunout nenasycený kapalinu kontaktní plocha
  • snížení nebo eliminiate potřeba chladiva
  • snížení času, teploty a / nebo koncentrace
  • menší přebytek v porovnání s objemem potřebné k dosažení plného nasycení
  • menší objem k rafinování (např. pomocí destilace, odpařování, sušení)
  • ne kontinuálně míchaných reaktorů (CSR)
  • šetřit energii
  • no dávkování ale inline zpracování
  • používat méně kyselé nebo levnější rozpouštědla
  • vyhnout rozpouštědla, pomocí vodného roztoku namísto
  • s vysokým pevným koncentrace procesní nebo vysoké viskozity suspenze
  • green zpracování: šetrné k životnímu prostředí
  • použití organických kyselin, jako je kyselina jablečná nebo kyselina citrónová
  • vyhnout vícestupňové extrakčních procesů
Vysoký výkon ultrazvuk je osvědčená metoda k extrakci složek vedoucí k vyšší výtěžnosti a rychlejší zpracování (Klikněte pro zvětšení!)

Rychlá a účinná extrakce pomocí ultrazvuku

Ultrazvuková Extraction pro:

  • Biologie
  • Chemie
  • Jídlo & Pharma
  • Analýza
  • nukleární zpracování
  • důlní aplikace
  • odsiřovací
  • organické sloučeniny
  • geochemie
  • čištění

Žádost o informace





Extrakce kapalina-kapalina

Obvyklý postup: Extrakce typu kapalina-kapalina je metoda rozdělení pro extrakci látek z jedné kapalné fáze do další kapalné fáze, vztaženo na relativní rozpustnosti látek o ve dvou nemísitelných kapalných fází. Použití ultrazvuku zlepšuje rychlost, při které je rozpuštěná látka přenáší mezi dvěma fázemi vysokým výkonem mísení, emulgační, a rozpuštění!
extrakce kapalina-kapalina je separační technika pro izolaci a soustředit se cenné složky z vodného roztoku pomocí organického rozpouštědla. Extrakce kapalina-kapalina se často aplikuje Když další separační techniky (např. destilace), jsou neúčinné. extrakce kapalina-kapalina se používá ve farmaceutickém & kosmetické (účinných látek, API, vonné látky), jakož i potravin a zemědělský průmysl, pro organické a anorganické chemie, petrochemický průmysl, a hydrometalurgie.

Problém: Častým problémem je nemísitelnost kapalných fází (rozpouštědla a ředidla jsou nemísitelné), tak, že je zapotřebí vhodné metody míchání. Jako ještě smísení obou kapalných fází podporuje přenos fáze mezi ředidla a rozpouštědla, spolehlivá dispergační nebo způsob emulgace je rozhodující. Čím jemnější je směs, a tím větší je kontaktní plocha mezi oběma fázemi, tím lepší rozpouštědla byl může cestovat z jedné kapalné fáze do druhé kapalné fáze. Běžná extrakční procesy většinou postrádají při podpoře přenosu hmoty, takže extrakční proces je pomalý a často neúplné. Pro zlepšení extrakce, často se používají nadměrné množství rozpouštědla, což činí proces nákladný a ekologicky znečišťujících životní prostředí.

Řešení: Ultrazvukové extrakce kapalina-kapalina vyniká tradičními technikami extrakce typu kapalina-kapalina v různých bodech:
Power ultrazvuk mísí dvě nebo více kapalných fází spolehlivé a snadno dohromady. Ultrazvukem, kapičky může být snížena na nano-velikosti, takže v pohodě mikro- a nano-emulze Získá se. Tím, generované kavitačné síly podporují přenos hmoty mezi kapalnými fázemi. Jak je sonikace může být provozován v kontinuálním inline-systému, velké objemy a vysoce viskózní kapaliny lze manipulovat bez problémů.
Ale také mikro extrakce, např. pro analytické účely, může být zlepšena působením ultrazvuku, i (např. iontové kapaliny na bázi mikro-extrakce s ultrazvukovou emulgaci).

Výkonné ultrazvukové síly jsou dobře známá a spolehlivá metoda pro extrakci (Klikněte pro zvětšení!)

Ultrazvuková kavitace v kapalině

Výhody ultrazvukové extrakce:
Výkonné ultrazvukové síly – generovaný nízkofrekvenční / vysoký výkon ultrazvuku – pomáhá

  • přetvořit kapičky
  • se zabránilo přenosu emulze činidla nebo amfifilní katalyzátorů
  • vyhnout použití detergentů nebo povrchově aktivní látky
  • vyhnout amfifilní catalsts, detergenty nebo povrchově aktivní látky
  • generovat turbulentní nestabilní emulze bez povrchově aktivních vrstev

Solid-kapalina

Cílem extrakce extrakční pevná látka-kapalina, nebo na pevné fázi (SPE), to je oddělit analyty, které jsou rozpuštěné nebo suspendované v kapalné směsi, a izolovat je z matrice podle jejich fyzikálních a chemických vlastností. Proto je izolát vymyje ze sorbentu s pomocí vhodného rozpouštědla. Extrahovaná látka se nazývá eluuje.
Konvenční SPE techniky jsou macerace, Soxhletova extrakce, filtrace, kombinace varu pod zpětným chladičem a destilací s vodní párou, nebo míšení při vysoké rychlosti / turbo-extrakce. Extrakce tuhých látek a kapalin je běžný postup pro oddělení sloučenin v biologie, chemie, jakož i v potravinářském, farmaceutickém a kosmetickém průmyslu. Extrakce kovů je také známý jako loužení.
Problém: Konvenční SPE techniky jsou známy jako časově náročné a vyžaduje relativně velká množství rozpouštědel, která jsou většinou nebezpečné pro životní prostředí a znečišťujících životní prostředí. Vysoká procesní teploty mohou vést ke zničení tepelně citlivých extraktů.
Řešení: S ultrazvukem asistované extrakci tuhých látek a kapalin, mohou být obvykle překonat společné problémy tradiční SPE. Jako sonikace poskytuje jemné rozdělení pevných látek v rozpouštědlové fázi, větší mezifázové hranice je k dispozici, takže se zlepšuje přenos hmoty z cílové substance do rozpouštědla. To má za následek rychlejší a úplnější těžbě zatímco použití rozpouštědlo se redukuje nebo zcela vyhnout (použití vody jako kapalné fáze místo). Při použití napájení ultrazvuku, extrakce na pevné fázi se může provádět účinnější, ekonomické, i ekologických příjemný. Vzhledem ke snížení nebo zamezení znečišťujících a nebezpečných rozpouštědel, ultrazvukové extrakce mohou být považovány za šetrné k životnímu prostředí green proces, Z ekonomického hlediska náklady na proces jsou sníženy z důvodu úspory energie, rozpouštědla, a čas.

extrakce rozpouštědlem

V případě extrakce rozpouštědlem, rozpouštědla (např. Organického rozpouštědla), se používá k rozpouštění a oddělit sloučeniny od a jiné kapaliny (např. Vodná fáze). Obecně platí, že čím více polární rozpuštěné látky se rozpustí v polárním rozpouštědle více a méně polární rozpuštěné látky v méně polárním rozpouštědlem. Za použití extrakce rozpouštědlem, je možné oddělit oxidovaných thiofeny (sulfoxidy, sulfony) z olejové fáze za použití směsi acetonitril nebo jiná polární rozpouštědla. Extrakce rozpouštědlem je také používán pro extrakci materiálů, jako je například uranu, plutonia nebo thoria z kyselých roztoků do organofosfátovým tri-Nbutyl fosfát (PUREX proces).
Omezte používání rozpouštědel: Použití ultrazvuku minimalizuje spotřebu rozpouštědel v procesu a optimalizuje zatížení produktu v rozpouštědle. To také vede k rychlejší a úplnější těžbě.
Klikněte zde se dozvíte více o ultrazvukem asistované oxidační Odsíření!

Ultrazvukově asistovaná Soxhletově extrakci

Soxhletova extrakce je extrakční technika pevná látka-kapalina často používá syntetické a analytické laboratoře. Soxhletově extrakci se používá zejména, pokud látka má jen omezenou rozpustnost v rozpouštědle a nečistota je nerozpustný v tomto rozpouštědle.
Ultrazvuk může být velmi úspěšně kombinovat s Soxhletově extrakci vede ke zvýšení výtěžku a kratší doba extrakce.
dozvědět se více o ultrazvukem asistované Soxhletově extrakci, klikněte zde!

Extrakce v taveninách

Extrakce kapalinou lze provádět ve směsích, kde se jedna nebo obě kapalné fáze taví, jako například roztavené soli nebo tekuté kovy, jako je rtuť. Silná vložená sonikace v ultrazvukových reaktorech s průtokovou buněčnou soustavou umožňuje zpracovávat i kapaliny s vysokým viscosities, jako jsou Melty.

vyplavování

Loužení popisuje použití kyselin, rozpouštědel nebo horkou vodou, aby se selektivně rozpustit solut z inertní nerozpustné pevným nosičem. Loužení se často používá v hornictví pro extrakci kovů z rud.
Výhody ultrazvukové loužením:

  • mytí malých otvorů z porézních materiálů
  • překonávat selektivity membrány
  • zničit pevné látky, delaminaci a deaglomeraci pevné látky
  • odstranit pasivních vrstev
  • odstranění vrstev oxidů
  • mokrý celý povrch materiálu, zejména pro vysoké povrchové napětí kapalin
  • pseudoplastické

Zde se dozvíte více o ultrazvukové loužení!

Hielscher Zařízení na jakémkoli měřítku

Použití ultrazvuku v laboratoři, bench-top a výrobním měřítku
Všechny ultrazvukové přístroje Hielscher je postavena tak, aby spuštění 24h / 7d, i ultrazvukové laboratorní homogenizátory může zpracovat značné objemy a to buď v dávce nebo v režimu průtočném. Lavice-top a průmyslové ultrasonicators jsou navrženy a vyrobeny v průmyslovém stupni tak, že vysoké objemy a vysoké viskozity mohou být zpracovány bez problémů – i v náročných onemocnění jako je vysokých tlaků a vysokých teplot (např. v kombinaci s nadkritickým CO2, Pro vytlačování atd). Hielscher je robustní ultrasonicators jsou schopny zvládnout rozpouštědla, abrazivní kapaliny, a žíraviny. Vhodnými doplňky umožňují přizpůsobit ultrazvukový systém optimálně požadavkům extrakční proces. Pro instalaci v nebezpečném prostředí, ATEX nebo FM hodnocené ochranou proti explozi ultrazvukové systémy jsou dostupné.
Tím robustní a výkonné ultrazvukové systémy Hielscher je i široká škála Příslušenství umožňuje sonikuje materiálů, jako je horká voda / kapaliny, acidics, kovových tavenin, sůl taje, rozpouštědla (například methanol, hexan, organické, polární rozpouštědla, např. acetonitril).

Extrakce ultrazvukem fázového přenosu nebo katalytickou extrakce může být realizován jako jednoduchý dvoustupňový způsob

Vývojový diagram: Fáze extrakce přenosu ultrazvukové fáze

Literatura / Reference

  • Bendicho, C .; De La Calle, I .; Pena, F .; Costas, M .; Cabaleiro, N .; Lavilla, I. (2012): Ultrazvuková asistované předběžné zpracování pevných vzorků v rámci zeleného analytické chemie. Trendy v Analytical Chemistry, sv. 31, 2012. 50-60.
  • IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2. ed. (dále jen “Zlatá kniha”). Sestavil A. D. McNaught a A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML-line opravená verze: http://goldbook.iupac.org (2006) vytvořil M. Nic, J. Jirát, B. Košata; Aktualizace zkompilovaný A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8.
  • Oluseyi, T .; Olayinka, K .; Alo, B .; Smith, R. M. (2011): Srovnání extrakce a clean-up techniky pro stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků v kontaminovaných vzorků půdy. African Journal of Environmental Science and Technology sv. 5/7, 2011. 482-493.
  • Petigny, L .; Perino-Issartier, S .; Wajsman, J .; Chemat, F. (2013): šarže a kontinuální ultrazvukové Assisted Extrakce boldovníkový listy (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
  • Wang, L .; Weller, C. L. (2006): Současné pokroky v extrakci nutraceutik z rostlin. Trends in Food Science & Technologie 17, 2006. 300-312.

Kontakt / požádat o další informace

Promluvte si s námi o vaše požadavky na zpracování. Doporučíme nejvhodnější nastavení a zpracování parametrů pro váš projekt.





Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,




Fakta Worth Knowing

Ultrazvukové kapalina zpracování je často označován jako použití ultrazvuku, ultrazvuku, ultrazvuku, insonation, ultrazvuku nebo aplikace akustických polí. Všechny tyto pojmy popisují kondenzaci vysoký výkon ultrazvukových vln do kapalného média, aby se dosáhlo ultrazvukové

Protože ultrazvuk je tak všestranně zpracovávající technika, Ultrazvuková zařízení jsou známa za různých podmínek, jako je sonicátor sondy, akustický lyser, Ultrazvukový disruptor, Ultrazvuková bruska, sono-ruptor, sonizátor, Sonic dismembrator, buněčná disrupter, Ultrazvukový dispergátor nebo dezřešitel.