Hielscher ultralyds-reaktorer anvendes i mange industrier til at bistå og forbedre den katalytiske udvinding forarbejdning (CEP) eller såkaldt fase-transfer ekstraktion (PTE). Katalytisk ekstraktion involverer et heterogent blandbare fase system, såsom væske-væske eller væske-faststof. Ultrasonic høj forskydning og kavitationskræfter forbedre opløsende satser af opløste stoffer signifikant fører til en hurtigere og mere fuldstændig ekstraktion. Yderligere kan denne virkning anvendes til at reducere mængden af ​​opløsningsmiddel eller syre. Som en gennemprøvet teknik, er ultralyd bistået ekstraktion anvendes i stigende på grund af en stigende efterspørgsel efter miljøvenlige ekstraktionsteknikker med afkortet ekstraktionstid og reduceret organisk forbrug af opløsningsmidler.

Princippet om ultralyd Assisted Katalytisk Extraction

Til ekstraktion af et stof, skal de ikke-blandbare faser blandes, således at stoffet, der skal ekstraheres kan opløses fra bærerfasen i opløsningsmiddelfasen. Mest almindeligt fase-transfer ekstraktioner udføres fra en dispers fase i en kontinuerlig fase, hvilket betyder dråber og partikler skal dispergeres homogent i opløsningsmidlet.
Power ultralyd er en velkendt blanding og udvinding teknologi, der har flere positive virkninger på udvinding proces:

Fordele ved ultralydsekstraktion:

• bryde grænselag
• kommer på van-der-Waals-kræfter
• flytte umættet væske til at kontakte overfladen
• reducere eller eliminiate behov for overførselsmidler
• reducere tid, temperatur og / eller koncentration
• mindre overskud sammenlignet med volumen, der kræves til fuld mætning
• mindre volumen, der skal raffineres (fx ved destillation, fordampning, tørring)
• ingen kontinuerligt omrørte reaktorer (CSR)
• spare på strømmen
• ingen batching men inline behandling
• bruge mindre sur eller billigere opløsningsmiddel
• undgå opløsningsmidler, bruge vandig stedet
• proces høje faststofkoncentrationer eller viskositetsmodificerende opslæmninger høje
• grøn forarbejdning: miljøvenlige
• anvende organiske syrer, såsom æblesyre eller citronsyre
• undgå flertrins ekstraktionsprocesser

Væske-væske ekstraktion

Konventionel proces: Væske-væske-ekstraktion er en partitionering metode til at udvinde stoffer fra en væskefase til en anden flydende fase på basis stoffernes relative opløseligheder i de to forskellige ublandbare væskefaser. Anvendelsen af ​​ultralyd forbedrer den hastighed, hvormed det opløste stof overføres mellem de to faser ved højtydende blanding, emulgerende, og opløsning!
Væske-væske-ekstraktion er en separationsteknik at isolere og koncentrere værdifulde komponenter fra en vandig opløsning ved anvendelse af et organisk opløsningsmiddel. Væske-væske-ekstraktion anvendes ofte, når en anden separationsteknikker (fx destillation) er ineffektive. Væske-væske-ekstraktion anvendes i den farmaceutiske & kosmetiske (aktive forbindelser, API, duftstoffer), samt fødevarer og landbruget, til organisk og uorganisk kemi, petrokemiske industri, og hydrometallurgiske.

Problem: Et almindeligt problem er ublandbarheden af ​​de flydende faser (opløsningsmiddel og fortyndingsmiddel er ikke blandbar), således at en passende blandingsmetode er påkrævet. Da en jævn blanding af begge flydende faser fremmer faseoverførslen mellem diluent og opløsningsmiddel, er en pålidelig dispergerings- eller emulgeringsmetode afgørende. Jo finere blandingen og jo højere kontaktområdet mellem begge faser er, desto bedre kan opløsningsmidlet rejse fra en flydende fase til en anden væskefase. Konventionelle udvindingsprocesser mangler stort set i fremme af masseoverførsel, så udvindingsprocessen er langsom og ofte ufuldstændig. For at forbedre ekstraktionen anvendes der ofte ofte store mængder opløsningsmiddel, hvilket gør processen dyr og miljømæssigt forurenende.

Løsning: Ultrasonic væske-væskeekstraktion udmærker traditionelle væske-væske ekstraktionsteknikker på forskellige punkter:
Power ultralyd blander to eller flere flydende faser pålidelige og let sammen. Ved ultralydsbehandling, kan dråber reduceres til nano-størrelse, så fint mikro- og nano-emulsioner Der opnås. Derved de genererede kavitationskræfter fremme massetransporten mellem væskefaserne. Som lydbehandling kan køres i et kontinuert inline-systemet, store mængder og højviskose væsker kan håndteres uden problemer.
Men også micro ekstraktion, f.eks til analyseformål, kan forbedres ved lydbehandling, også (fx ionisk væske-baserede mikro-ekstraktion med ultralyd emulgering).

Fordele ved ultralydsekstraktion:
Stærke ultrasoniske kræfter – frembragt ved lav frekvens / høj effekt ultralyd – hjælper til at

• omforme dråber
• undgå emulsion overførselsmidler eller amfifile katalysatorer
• undgå brug af rengøringsmidler eller overfladeaktive stoffer
• undgå amfifile catalsts, rengøringsmidler eller overfladeaktive stoffer
• generere turbulente ustabile emulsioner uden overfladeaktive lag

Faststof-væske-ekstraktion

Målet med faststof-væske-ekstraktion eller fastfaseekstraktion (SPE) er det at adskille analytter, som er opløst eller suspenderet i en flydende blanding, og at isolere dem fra en matrix ifølge deres fysiske og kemiske egenskaber. Derfor er det isolat elueret fra sorbens med hjælp af et passende opløsningsmiddel. Den ekstraherede stof hedder eluerer.
Konventionelle SPE teknikker er udblødning, soxhlet ekstraktion, nedsivning, kombination af tilbagesvaling og dampdestillation, eller højhastigheds blande / turbo-ekstraktion. Faststof-væske-ekstraktion er en almindelig procedure til at adskille forbindelser i biologi, kemi samt i fødevarer, farmaceutiske og kosmetiske industri. Udvinding af metaller er også kendt som udvaskning.
Problem: Konventionelle SPE teknikker er kendt som tidskrævende og kræver relativt store mængder af opløsningsmidler, som er hovedsagelig miljøfarlige og forurenende. Høj procestemperaturer kan endda føre til ødelæggelse af termiske følsomme ekstrakter.
Løsning: Med en ultrasonisk assisteret faststof-væske-ekstraktion kan de fælles problemer med traditionel SPE være normalt overvindes. Som lydbehandling giver en fin fordeling af de faste stoffer i opløsningsmiddelfasen, en større grænseflade-grænse er tilgængelig, således at masseoverførslen af ​​målsubstansen i opløsningsmidlet forbedres. Dette resulterer i en hurtigere og mere fuldstændig ekstraktion mens anvendelsen opløsningsmiddel formindskes eller helt undgås (brug vand som væskefase i stedet). Ved anvendelse af magt ultralyd, kan den fastfaseekstraktion udføres mere effektiv, økonomisk og environmetal med børn. På grund af reduktion eller undgåelse af forurenende eller farlige opløsningsmidler, kan ultralydsekstraktion betragtes som miljøvenlige grøn proces. Økonomisk, er omkostningerne processen reduceret på grund af de energibesparelser, opløsningsmiddel og tid.

Hielscher Udstyr til Enhver Scale

Sonikering på lab, bench-top og produktion skala
Alle Hielscher ultralyds udstyr er bygget til at køre 24h / 7d, selv de ultralyd lab homogenisatorer kan behandle betydelige mængder enten i batch eller Gennemstrømningsmetoden. Den bench-top og industrielle ultrasonicators er designet og bygget ved industriel kvalitet, således at store mængder og høje viskositeter kan forarbejdes uden problemer – selv under krævende tilstand, såsom høje tryk og høje temperaturer (fx i kombination med superkritisk CO₂For ekstruderingsprocesser etc.). Hielscher robuste ultrasonicators er i stand til at håndtere opløsningsmidler, slibende væsker og ætsende. Egnede tilbehør gør det muligt at tilpasse den ultrasoniske systemet optimalt til kravene udvinding proces. Til installation i farlige miljøer, ATEX eller FM bedømt eksplosionssikre ultralydssystemer er ledig.
Derved, Hielscher robuste og kraftfulde ultralyd systemer og den brede vifte af tilbehør muliggør lydbehandling materialer såsom varmt vand / væsker, acidics, metal smelter, salt smelter, opløsningsmidler (fx methanol, hexan, organiske, polære opløsningsmidler fx acetonitril).

Flowchart: Stadier i ultralyds faseoverførings- ekstraktion