Hielscher Ultrasonics
Θα χαρούμε να συζητήσουμε τη διεργασία σας.
Καλέστε μας: +49 3328 437-420
Γράψτε μας: [email protected]

Ηχοχημεία και ηχοχημικοί αντιδραστήρες

Η ηχοχημεία είναι ο κλάδος της χημείας στον οποίο χρησιμοποιούνται υπέρηχοι υψηλής έντασης για την πρόκληση, την επιτάχυνση και την τροποποίηση χημικών αντιδράσεων (σύνθεση, κατάλυση, αποικοδόμηση, πολυμερισμός, υδρόλυση κ.λπ.). Η σπηλαίωση που παράγεται με υπερήχους χαρακτηρίζεται από μοναδικές συνθήκες υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, οι οποίες προάγουν και εντατικοποιούν τις χημικές αντιδράσεις. Οι ταχύτεροι ρυθμοί αντίδρασης, οι υψηλότερες αποδόσεις και η χρήση φιλικών προς το περιβάλλον, ηπιότερων αντιδραστηρίων καθιστούν την ηχοχημεία ένα ιδιαίτερα πλεονεκτικό εργαλείο για τη βελτίωση των χημικών αντιδράσεων.

Ηχοχημεία

Η ηχοχημεία είναι το πεδίο έρευνας και επεξεργασίας στο οποίο τα μόρια υφίστανται χημική αντίδραση λόγω της εφαρμογής κατεργασίας με υπερήχους υψηλής έντασης (π.χ. 20 kHz). Το φαινόμενο που ευθύνεται για τις ηχοχημικές αντιδράσεις είναι η ακουστική σπηλαίωση. Η ακουστική σπηλαίωση, ή σπηλαίωση υπερήχων, εμφανίζεται όταν ισχυρά κύματα υπερήχων συζεύγνυνται με ένα υγρό ή έναν πολτό. Λόγω των εναλλασσόμενων κύκλων υψηλής / χαμηλής πίεσης που προκαλούνται από τα κύματα υπερήχων ισχύος στο υγρό, δημιουργούνται φυσαλίδες κενού (κοιλότητες σπηλαίωσης), οι οποίες μεγαλώνουν στη διάρκεια αρκετών κύκλων πίεσης. Όταν η φυσαλίδα κενού της σπηλαίωσης φτάσει σε ένα ορισμένο μέγεθος στο οποίο δεν μπορεί να απορροφήσει περισσότερη ενέργεια, καταρρέει βίαια προς το εσωτερικό της και δημιουργεί μια θερμή εστία με πολύ υψηλή ενεργειακή πυκνότητα. Αυτή η τοπικά εμφανιζόμενη θερμή εστία χαρακτηρίζεται από πολύ υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις, καθώς και από μικροροές εξαιρετικά γρήγορων πιδάκων υγρού.

Αίτημα πληροφοριών



Αντιδραστήρας υπερήχων παρτίδας για βιομηχανικές διεργασίες.

Ο κλειστός αντιδραστήρας παρτίδας από ανοξείδωτο χάλυβα είναι εξοπλισμένος με τη συσκευή υπερήχων UIP2000hdT (2kW, 20kHz).

Ακουστική σπηλαίωση και επιδράσεις της κατεργασίας με υπερήχους υψηλής έντασης

Η ακουστική σπηλαίωση, όπως φαίνεται εδώ στη συσκευή υπερήχων UIP1500hdT της Hielscher, χρησιμοποιείται για την έναρξη και την προώθηση χημικών αντιδράσεων. Σπηλαίωση υπερήχων στη συσκευή υπερήχων UIP1500hdT (1500W) της Hielscher για ηχοχημικές αντιδράσεις.Η ακουστική σπηλαίωση, η οποία συχνά αποκαλείται και σπηλαίωση υπερήχων, διακρίνεται σε δύο μορφές, τη σταθερή και την παροδική σπηλαίωση. Κατά τη σταθερή σπηλαίωση, η φυσαλίδα σπηλαίωσης ταλαντώνεται πολλές φορές γύρω από την ακτίνα ισορροπίας της, ενώ κατά την παροδική σπηλαίωση μια βραχύβια φυσαλίδα υφίσταται δραματικές μεταβολές όγκου μέσα σε λίγους ακουστικούς κύκλους και τελικά καταρρέει βίαια (Suslick 1988). Η σταθερή και η παροδική σπηλαίωση ενδέχεται να εμφανίζονται ταυτόχρονα στο διάλυμα και μια φυσαλίδα που υφίσταται σταθερή σπηλαίωση μπορεί να μετατραπεί σε παροδική κοιλότητα. Η ενδόρρηξη της φυσαλίδας, η οποία είναι χαρακτηριστική της παροδικής σπηλαίωσης και της κατεργασίας με υπερήχους υψηλής έντασης, δημιουργεί διάφορες φυσικές συνθήκες, όπως πολύ υψηλές θερμοκρασίες 5000–25.000 K, πιέσεις έως και αρκετές φορές τα 1000 bar και ροές υγρού με ταχύτητες έως και 1000m/s. Καθώς η κατάρρευση/ενδόρρηξη των φυσαλίδων σπηλαίωσης συμβαίνει σε λιγότερο από ένα νανοδευτερόλεπτο, μπορούν να παρατηρηθούν πολύ υψηλοί ρυθμοί θέρμανσης και ψύξης που υπερβαίνουν τα 1011 K/s. Τέτοιοι υψηλοί ρυθμοί θέρμανσης και διαφορές πίεσης μπορούν να εκκινήσουν και να επιταχύνουν αντιδράσεις. Όσον αφορά τις ροές υγρού που δημιουργούνται, αυτοί οι μικροπίδακες υψηλής ταχύτητας προσφέρουν ιδιαίτερα σημαντικά οφέλη στην περίπτωση ετερογενών πολτών στερεού–υγρού. Οι πίδακες υγρού προσκρούουν στην επιφάνεια με ολόκληρη τη θερμοκρασία και την πίεση της φυσαλίδας που καταρρέει και προκαλούν διάβρωση μέσω συγκρούσεων μεταξύ σωματιδίων, καθώς και τοπική τήξη. Κατά συνέπεια, παρατηρείται σημαντικά βελτιωμένη μεταφορά μάζας στο διάλυμα.

Υπερηχητική σπηλαίωση σε υγράΤο βίντεο παρουσιάζει την υπερηχητική σπηλαίωση σε νερό με τη χρήση ομογενοποιητή υπερήχων (UP400S, Hielscher). Κατά την εφαρμογή υπερήχων υψηλής έντασης σε υγρά, τα ηχητικά κύματα που διαδίδονται στο υγρό μέσο προκαλούν εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής πίεσης (συμπίεσης) και χαμηλής πίεσης (αραίωσης), με ρυθμό που εξαρτάται από τη συχνότητα. Κατά τον κύκλο χαμηλής πίεσης, τα υπερηχητικά κύματα υψηλής έντασης δημιουργούν μικρές φυσαλίδες κενού ή κοιλότητες στο υγρό. Όταν οι φυσαλίδες φτάσουν σε όγκο στον οποίο δεν μπορούν πλέον να απορροφήσουν ενέργεια, καταρρέουν βίαια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σπηλαίωση.
Το βίντεο παρουσιάζει την υπερηχητική σπηλαίωση σε νερό με τη χρήση ομογενοποιητή υπερήχων (UP400S, Hielscher). Κατά την εφαρμογή υπερήχων υψηλής έντασης σε υγρά, τα ηχητικά κύματα που διαδίδονται στο υγρό μέσο προκαλούν εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής πίεσης (συμπίεσης) και χαμηλής πίεσης (αραίωσης), με ρυθμό που εξαρτάται από τη συχνότητα. Κατά τον κύκλο χαμηλής πίεσης, τα υπερηχητικά κύματα υψηλής έντασης δημιουργούν μικρές φυσαλίδες κενού ή κοιλότητες στο υγρό. Όταν οι φυσαλίδες φτάσουν σε όγκο στον οποίο δεν μπορούν πλέον να απορροφήσουν ενέργεια, καταρρέουν βίαια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σπηλαίωση.

Η σπηλαίωση υπερήχων παράγεται αποτελεσματικότερα σε υγρά και διαλύτες με χαμηλές τάσεις ατμών. Επομένως, τα μέσα με χαμηλές τάσεις ατμών ευνοούν τις ηχοχημικές εφαρμογές.
Ως αποτέλεσμα της σπηλαίωσης υπερήχων, οι έντονες δυνάμεις που δημιουργούνται μπορούν να μεταβάλουν τις οδούς των αντιδράσεων προς αποδοτικότερες διαδρομές, ώστε να αποφεύγονται οι πληρέστερες μετατροπές και/ή η παραγωγή ανεπιθύμητων παραπροϊόντων.
Ο χώρος υψηλής ενεργειακής πυκνότητας που δημιουργείται από την κατάρρευση των φυσαλίδων σπηλαίωσης ονομάζεται θερμό σημείο. Η χρήση υπερήχων χαμηλής συχνότητας και υψηλής ισχύος στην περιοχή των 20kHz, με δυνατότητα δημιουργίας υψηλών πλατών ταλάντωσης, είναι ευρέως καθιερωμένη για τη δημιουργία έντονων θερμών σημείων και ευνοϊκών ηχοχημικών συνθηκών.

Ο εργαστηριακός εξοπλισμός υπερήχων, καθώς και οι βιομηχανικοί αντιδραστήρες υπερήχων για ηχοχημικές διεργασίες εμπορικής εφαρμογής, είναι άμεσα διαθέσιμοι και έχουν αποδειχθεί αξιόπιστοι, αποδοτικοί και φιλικοί προς το περιβάλλον σε εργαστηριακή, πιλοτική και πλήρως βιομηχανική κλίμακα. Οι ηχοχημικές αντιδράσεις μπορούν να πραγματοποιούνται ως διεργασίες κατά παρτίδες (δηλαδή σε ανοικτό δοχείο) ή εντός γραμμής με χρήση κλειστού αντιδραστήρα κυψελίδας ροής.

Αλλαγή χρώματος λόγω σπηλαίωσης με τη συσκευή υπερήχων UP400StΑυτό το βίντεο δείχνει μια αλλαγή χρώματος σε υγρό που προκαλείται από σπηλαίωση λόγω υπερήχων. Η επεξεργασία με υπερήχους εντείνει την οξειδωτική οξειδοαναγωγική αντίδραση.

Αίτημα πληροφοριών



Ηχοσύνθεση

Η ηχοσύνθεση ή ηχοχημική σύνθεση είναι η εφαρμογή σπηλαίωσης που παράγεται με υπερήχους για την έναρξη και την προώθηση χημικών αντιδράσεων. Η κατεργασία με υπερήχους υψηλής ισχύος (π.χ. στα 20 kHz) επιδρά έντονα στα μόρια και στους χημικούς δεσμούς. Για παράδειγμα, οι ηχοχημικές επιδράσεις που προκύπτουν από την έντονη κατεργασία με υπερήχους μπορούν να οδηγήσουν σε διάσπαση μορίων, δημιουργία ελεύθερων ριζών και/ή μεταβολή των οδών των χημικών αντιδράσεων. Επομένως, η ηχοχημική σύνθεση χρησιμοποιείται εκτενώς για την παρασκευή ή την τροποποίηση ενός ευρέος φάσματος νανοδομημένων υλικών. Παραδείγματα νανοϋλικών που παράγονται μέσω ηχοσύνθεσης είναι τα νανοσωματίδια (NPs) (π.χ. NPs χρυσού, NPs αργύρου), οι χρωστικές, τα νανοσωματίδια πυρήνα–κελύφους, ο νανοϋδροξυαπατίτης, τα μεταλλοοργανικά πλέγματα (MOFs), οι δραστικές φαρμακευτικές ουσίες (APIs), τα νανοσωματίδια διακοσμημένα με μικροσφαίρες, τα νανοσύνθετα, μεταξύ πολλών άλλων υλικών.
Παραδείγματα: Μετεστεροποίηση μεθυλεστέρων λιπαρών οξέων (βιοντίζελ) με υπερήχους ή η μετεστεροποίηση πολυολών με χρήση υπερήχων.

Τα νανοσωματίδια αργύρου που συντίθενται με υπερήχους έχουν σφαιρικό σχήμα και ομοιόμορφο μέγεθος σωματιδίων.

Εικόνα ηλεκτρονικής μικροσκοπίας διέλευσης (TEM) (A) και κατανομή μεγέθους σωματιδίων (B) νανοσωματιδίων αργύρου (Ag-NPs), τα οποία έχουν συντεθεί ηχοχημικά υπό βέλτιστες συνθήκες.

Ευρέως εφαρμόζεται επίσης η κρυστάλλωση που προάγεται με υπερήχους (ηχοκρυστάλλωση), κατά την οποία οι υπέρηχοι ισχύος χρησιμοποιούνται για την παραγωγή υπέρκορων διαλυμάτων, την έναρξη της κρυστάλλωσης / καταβύθισης και τον έλεγχο του μεγέθους και της μορφολογίας των κρυστάλλων μέσω των παραμέτρων της διεργασίας υπερήχων. Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα για την ηχοκρυστάλλωση!

Ηχοκατάλυση

Η κατεργασία ενός χημικού αιωρήματος ή διαλύματος με υπερήχους μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τις καταλυτικές αντιδράσεις. Η ηχοχημική ενέργεια μειώνει τον χρόνο αντίδρασης και βελτιώνει τη μεταφορά θερμότητας και μάζας, με αποτέλεσμα να αυξάνονται στη συνέχεια οι σταθερές ταχύτητας των χημικών αντιδράσεων, οι αποδόσεις και οι εκλεκτικότητες.
Υπάρχουν πολυάριθμες καταλυτικές διεργασίες που ωφελούνται δραστικά από την εφαρμογή υπερήχων ισχύος και τις ηχοχημικές επιδράσεις τους. Κάθε ετερογενής αντίδραση κατάλυσης μεταφοράς φάσης (PTC) που περιλαμβάνει δύο ή περισσότερα μη αναμίξιμα υγρά ή ένα σύστημα υγρού–στερεού ωφελείται από την κατεργασία με υπερήχους, την ηχοχημική ενέργεια και τη βελτιωμένη μεταφορά μάζας.
Για παράδειγμα, η συγκριτική ανάλυση της καταλυτικής υγρής οξείδωσης της φαινόλης με υπεροξείδιο στο νερό, χωρίς υπερήχους και με υποβοήθηση υπερήχων, έδειξε ότι η κατεργασία με υπερήχους μείωσε το ενεργειακό φράγμα της αντίδρασης, αλλά δεν επηρέασε την οδό της αντίδρασης. Η ενέργεια ενεργοποίησης για την οξείδωση της φαινόλης με RuI3 ως καταλύτη κατά την κατεργασία με υπερήχους βρέθηκε ότι ήταν 13 kJ mol-1, η οποία ήταν τέσσερις φορές μικρότερη σε σύγκριση με τη διεργασία οξείδωσης χωρίς υπερήχους (57 kJ mol-1). (Rokhina et al, 2010)
Η ηχοχημική κατάλυση χρησιμοποιείται με επιτυχία για την παρασκευή χημικών προϊόντων καθώς και για την παραγωγή μικρο- και νανοδομημένων ανόργανων υλικών, όπως μέταλλα, κράματα, μεταλλικές ενώσεις, μη μεταλλικά υλικά και ανόργανα σύνθετα υλικά. Συνήθη παραδείγματα κατάλυσης μεταφοράς φάσης (PTC) υποβοηθούμενης από υπερήχους είναι η μετεστεροποίηση ελεύθερων λιπαρών οξέων σε μεθυλεστέρα (βιοντίζελ), η υδρόλυση, η σαπωνοποίηση φυτικών ελαίων, η αντίδραση Fenton με υπερήχους (διεργασίες τύπου Fenton), η ηχοκαταλυτική αποδόμηση κ.λπ.
Διαβάστε περισσότερα για την ηχοκατάλυση και συγκεκριμένες εφαρμογές!
Η κατεργασία με υπερήχους βελτιώνει τη χημεία click, όπως τις αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης αζιδίου–αλκινίου!

Σταθμός ανάμιξης με υπερήχους – SonoStation με ομογενοποιητές 2 x 2000 βατHielscher SonoStation για την επεξεργασία παρτίδων μεσαίου μεγέθους με υπερήχους, με χρήση ενός ή δύο αντιδραστήρων κυψελών ροής. Το συμπαγές SonoStation συνδυάζει μια αναδευόμενη δεξαμενή 38 λίτρων με μια ρυθμιζόμενη αντλία προοδευτικής κοιλότητας, η οποία μπορεί να τροφοδοτεί έως 3 λίτρα ανά λεπτό σε έναν ή δύο αντιδραστήρες κυψελών ροής υπερήχων.
Hielscher SonoStation για την επεξεργασία παρτίδων μεσαίου μεγέθους με υπερήχους, με χρήση ενός ή δύο αντιδραστήρων κυψελών ροής. Το συμπαγές SonoStation συνδυάζει μια αναδευόμενη δεξαμενή 38 λίτρων με μια ρυθμιζόμενη αντλία προοδευτικής κοιλότητας, η οποία μπορεί να τροφοδοτεί έως 3 λίτρα ανά λεπτό σε έναν ή δύο αντιδραστήρες κυψελών ροής υπερήχων.

Άλλες ηχοχημικές εφαρμογές

Χάρη στην ευελιξία χρήσης, την αξιοπιστία και την απλή λειτουργία τους, ηχοχημικά συστήματα όπως το UP400St ή το UIP2000hdT εκτιμώνται ως αποδοτικός εξοπλισμός για χημικές αντιδράσεις. Οι ηχοχημικές συσκευές της Hielscher Ultrasonics μπορούν να χρησιμοποιηθούν εύκολα για κατεργασία με υπερήχους κατά παρτίδες (σε ανοικτό ποτήρι ζέσεως) και για συνεχή κατεργασία με υπερήχους εντός γραμμής με χρήση ηχοχημικής κυψελίδας ροής. Η ηχοχημεία, συμπεριλαμβανομένης της ηχοσύνθεσης, της ηχοκατάλυσης, της αποδόμησης ή του πολυμερισμού, χρησιμοποιείται ευρέως στη χημεία, τη νανοτεχνολογία, την επιστήμη των υλικών, τη φαρμακευτική, τη μικροβιολογία καθώς και σε άλλους βιομηχανικούς κλάδους.

Συσκευή υπερήχων UIP2000hdT με ηχοχημικό αντιδραστήρα εν σειρά για ηχοχημικές εφαρμογές υψηλής απόδοσης, όπως η ηχοκατάλυση και η ηχοχημική σύνθεση.

Βιομηχανική συσκευή υπερήχων UIP2000hdT (2kW) με ηχοχημικό αντιδραστήρα εντός γραμμής.

Αίτημα πληροφοριών



Ηχοχημικός εξοπλισμός υψηλών επιδόσεων

Ο απομακρυσμένος έλεγχος των συσκευών υπερήχων της Hielscher μέσω προγράμματος περιήγησης επιτρέπει τον χειρισμό των ομογενοποιητών υπερήχων από τον υπολογιστή, το τάμπλετ ή το έξυπνο κινητό σας. Η Hielscher Ultrasonics είναι ο κορυφαίος προμηθευτής σας σε καινοτόμες συσκευές υπερήχων τεχνολογίας αιχμής, ηχοχημικές κυψελίδες ροής, αντιδραστήρες και παρελκόμενα για αποδοτικές και αξιόπιστες ηχοχημικές αντιδράσεις. Όλες οι συσκευές υπερήχων της Hielscher σχεδιάζονται, κατασκευάζονται και δοκιμάζονται αποκλειστικά στην έδρα της Hielscher Ultrasonics στο Teltow (κοντά στο Βερολίνο), στη Γερμανία. Εκτός από τα υψηλότερα τεχνικά πρότυπα, την εξαιρετική ανθεκτικότητα και τη λειτουργία 24/7/365 για ιδιαίτερα αποδοτική λειτουργία, οι συσκευές υπερήχων της Hielscher προσφέρουν εύκολο και αξιόπιστο χειρισμό. Η υψηλή απόδοση, το έξυπνο λογισμικό, το διαισθητικό μενού, η αυτόματη καταγραφή δεδομένων και ο απομακρυσμένος έλεγχος μέσω προγράμματος περιήγησης είναι μερικά μόνο από τα χαρακτηριστικά που διακρίνουν τη Hielscher Ultrasonics από άλλους κατασκευαστές ηχοχημικού εξοπλισμού.

Πλάτη ταλάντωσης με ακριβή ρύθμιση

Το πλάτος ταλάντωσης είναι η μετατόπιση στο πρόσθιο άκρο (μύτη) του ηχοτροδίου (γνωστού επίσης ως ανιχνευτή ή χοάνης υπερήχων) και αποτελεί τον κύριο παράγοντα που επηρεάζει τη σπηλαίωση υπερήχων. Τα μεγαλύτερα πλάτη ταλάντωσης συνεπάγονται εντονότερη σπηλαίωση. Η απαιτούμενη ένταση σπηλαίωσης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο της αντίδρασης, τα χημικά αντιδραστήρια που χρησιμοποιούνται και τα επιδιωκόμενα αποτελέσματα της συγκεκριμένης ηχοχημικής αντίδρασης. Αυτό σημαίνει ότι το πλάτος ταλάντωσης πρέπει να μπορεί να ρυθμίζεται με ακρίβεια, ώστε η ένταση της ακουστικής σπηλαίωσης να προσαρμόζεται στο ιδανικό επίπεδο. Όλες οι συσκευές υπερήχων της Hielscher μπορούν να ρυθμιστούν αξιόπιστα και με ακρίβεια στο ιδανικό πλάτος ταλάντωσης μέσω ενός έξυπνου ψηφιακού συστήματος ελέγχου. Μπορούν επιπλέον να χρησιμοποιηθούν χοάνες ενίσχυσης για τη μηχανική μείωση ή αύξηση του πλάτους ταλάντωσης. Οι βιομηχανικοί επεξεργαστές υπερήχων της Ultrasonics μπορούν να παρέχουν πολύ υψηλά πλάτη ταλάντωσης. Η συνεχής λειτουργία 24/7 με πλάτη ταλάντωσης έως και 200µm είναι εύκολα εφικτή. Για ακόμη υψηλότερα πλάτη ταλάντωσης διατίθενται ειδικά προσαρμοσμένα ηχοτρόδια υπερήχων.

Ακριβής έλεγχος της θερμοκρασίας κατά τις ηχοχημικές αντιδράσεις

Ηχοχημική διάταξη που αποτελείται από τη συσκευή υπερήχων UP400St με αισθητήρα θερμοκρασίας για ηχοχημικές αντιδράσειςΣτη θερμή εστία της σπηλαίωσης μπορούν να παρατηρηθούν εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες πολλών χιλιάδων βαθμών Κελσίου. Ωστόσο, αυτές οι ακραίες θερμοκρασίες περιορίζονται τοπικά στο απειροελάχιστο εσωτερικό της φυσαλίδας σπηλαίωσης που καταρρέει προς τα μέσα και στον χώρο γύρω της. Στον κύριο όγκο του διαλύματος, η αύξηση της θερμοκρασίας από την κατάρρευση μίας ή λίγων φυσαλίδων σπηλαίωσης είναι αμελητέα. Ωστόσο, η συνεχής, έντονη κατεργασία με υπερήχους για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα μπορεί να προκαλέσει σταδιακή αύξηση της θερμοκρασίας του κύριου όγκου του υγρού. Αυτή η αύξηση της θερμοκρασίας συμβάλλει σε πολλές χημικές αντιδράσεις και συχνά θεωρείται ευεργετική. Ωστόσο, διαφορετικές χημικές αντιδράσεις έχουν διαφορετικές βέλτιστες θερμοκρασίες αντίδρασης. Κατά την κατεργασία θερμοευαίσθητων υλικών, ενδέχεται να είναι απαραίτητος ο έλεγχος της θερμοκρασίας. Για να εξασφαλίζονται ιδανικές θερμικές συνθήκες κατά τις ηχοχημικές διεργασίες, η Hielscher Ultrasonics προσφέρει διάφορες προηγμένες λύσεις για τον ακριβή έλεγχο της θερμοκρασίας κατά τις ηχοχημικές διεργασίες, όπως ηχοχημικούς αντιδραστήρες και κυψελίδες ροής εξοπλισμένες με μανδύες ψύξης.
Οι ηχοχημικές κυψελίδες ροής και οι αντιδραστήρες μας διατίθενται με μανδύες ψύξης, οι οποίοι υποστηρίζουν την αποτελεσματική απαγωγή της θερμότητας. Για τη συνεχή παρακολούθηση της θερμοκρασίας, οι συσκευές υπερήχων της Hielscher είναι εξοπλισμένες με συνδεόμενο αισθητήρα θερμοκρασίας, ο οποίος μπορεί να εισαχθεί στο υγρό για τη συνεχή μέτρηση της θερμοκρασίας του κύριου όγκου του. Το προηγμένο λογισμικό επιτρέπει τη ρύθμιση ενός εύρους θερμοκρασίας. Όταν ξεπεραστεί το όριο θερμοκρασίας, η συσκευή υπερήχων διακόπτει αυτόματα τη λειτουργία της μέχρι η θερμοκρασία του υγρού να μειωθεί σε μια συγκεκριμένη καθορισμένη τιμή και στη συνέχεια ξεκινά ξανά αυτόματα την κατεργασία με υπερήχους. Όλες οι μετρήσεις θερμοκρασίας, καθώς και άλλα σημαντικά δεδομένα της διεργασίας υπερήχων, καταγράφονται αυτόματα σε ενσωματωμένη κάρτα SD και μπορούν να εξεταστούν εύκολα για τον έλεγχο της διεργασίας.
Η θερμοκρασία αποτελεί κρίσιμη παράμετρο των ηχοχημικών διεργασιών. Η εξελιγμένη τεχνολογία της Hielscher σάς βοηθά να διατηρείτε τη θερμοκρασία της ηχοχημικής εφαρμογής σας στο ιδανικό εύρος θερμοκρασίας.

Γιατί να επιλέξετε τη Hielscher Ultrasonics;

  • υψηλή αποδοτικότητα
  • τεχνολογία αιχμής
  • εύκολη και ασφαλής λειτουργία
  • αξιοπιστία & ανθεκτικότητα
  • κατεργασία κατά παρτίδες & εντός γραμμής
  • για οποιονδήποτε όγκο
  • ευφυές λογισμικό
  • έξυπνες λειτουργίες (π.χ. καταγραφή δεδομένων)
  • CIP (επιτόπιος καθαρισμός)
Γυάλινος ηχοχημικός αντιδραστήρας στη συσκευή υπερήχων UIP1000hdT. Η σπηλαίωση υπερήχων (ακουστική σπηλαίωση) εκκινεί, εντείνει και επιταχύνει τις χημικές αντιδράσεις

Ηχοχημικός αντιδραστήρας: Η έντονη κατεργασία με υπερήχους και η προκύπτουσα σπηλαίωση εκκινούν και εντατικοποιούν τις χημικές αντιδράσεις και μπορούν ακόμη και να μεταβάλουν τις οδούς αντίδρασης.

Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας:

Όγκος παρτίδας Παροχή Συνιστώμενες συσκευές
1 έως 500mL 10 έως 200mL/min UP100H
10 έως 2000mL 20 έως 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 έως 20L 0,2 έως 4L/min UIP2000hdT
10 έως 100L 2 έως 10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 έως 100L/min UIP16000
n.a. μεγαλύτερη συστοιχία από UIP16000

Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!

Ζητήστε περισσότερες πληροφορίες

Παρακαλούμε χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα για να ζητήσετε πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με τις συσκευές υπερήχων Hielscher, τις τεχνικές λεπτομέρειες, τις ηχοχημικές εφαρμογές και την τιμή. Θα χαρούμε να συζητήσουμε μαζί σας τη χημική διεργασία σας και να σας προσφέρουμε μια συσκευή υπερήχων που ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις σας!





Οι ομογενοποιητές υπερήχων υψηλής διάτμησης χρησιμοποιούνται σε εργαστηριακή, επιτραπέζια, πιλοτική και βιομηχανική επεξεργασία.

Η Hielscher Ultrasonics κατασκευάζει ομογενοποιητές υπερήχων υψηλών επιδόσεων για εφαρμογές ανάμειξης, διασποράς, γαλακτωματοποίησης και εκχύλισης σε εργαστηριακή, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.

 

Παραδείγματα χημικών αντιδράσεων βελτιωμένων με υπερήχους σε σύγκριση με συμβατικές αντιδράσεις

Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια επισκόπηση αρκετών κοινών χημικών αντιδράσεων. Για κάθε τύπο αντίδρασης, η αντίδραση που πραγματοποιείται με συμβατικό τρόπο συγκρίνεται με την αντίδραση που εντατικοποιείται με υπερήχους ως προς την απόδοση και την ταχύτητα μετατροπής.
 

Αντίδραση Χρόνος αντίδρασης – Συμβατική μέθοδος Χρόνος αντίδρασης – Υπέρηχοι Απόδοση – Συμβατική μέθοδος (%) Απόδοση – Υπέρηχοι (%)
Κυκλοποίηση Diels-Alder 35 h 3,5 h 77,9 97,3
Οξείδωση του ινδανίου σε ινδαν-1-όνη 3 h 3 h λιγότερο από 27% 73%
Αναγωγή του μεθοξυαμινοσιλανίου καμία αντίδραση 3 h 0% 100%
Εποξείδωση ακόρεστων εστέρων λιπαρών οξέων μακράς αλυσίδας 2 h 15 min 48% 92%
Οξείδωση αρυλαλκανίων 4 h 4 h 12% 80%
Προσθήκη Michael νιτροαλκανίων σε μονοϋποκατεστημένους α,β-ακόρεστους εστέρες 2 ημέρες 2 h 85% 90%
Οξείδωση της 2-οκτανόλης με υπερμαγγανικά 5 h 5 h 3% 93%
Σύνθεση χαλκονών με συμπύκνωση Claisen-Schmidt 60 min 10 min 5% 76%
Σύζευξη Ullmann του 2-ιωδονιτροβενζολίου 2 h 2h λιγότερο από 1,5% 70,4%
Αντίδραση Reformatsky 12h 30 min 50% 98%

(βλ. Andrzej Stankiewicz, Tom Van Gerven, Georgios Stefanidis: The Fundamentals of Process Intensification, Πρώτη έκδοση. Εκδόθηκε το 2019 από τον εκδοτικό οίκο Wiley)



Βιβλιογραφία / Αναφορές

  • Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
  • Ekaterina V. Rokhina, Eveliina Repo, Jurate Virkutyte (2010): Comparative kinetic analysis of silent and ultrasound-assisted catalytic wet peroxide oxidation of phenol. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 17, Issue 3, 2010. 541-546.
  • Brundavanam, R. K.; Jinag, Z.-T., Chapman, P.; Le, X.-T.; Mondinos, N.; Fawcett, D.; Poinern, G. E. J. (2011): Effect of dilute gelatine on the ultrasonic thermally assisted synthesis of nano hydroxyapatite. Ultrason. Sonochem. 18, 2011. 697-703.
  • Poinern, G.E.J.; Brundavanam, R.K.; Thi Le, X.; Fawcett, D. (2012): The Mechanical Properties of a Porous Ceramic Derived from a 30 nm Sized Particle Based Powder of Hydroxyapatite for Potential Hard Tissue Engineering Applications. American Journal of Biomedical Engineering 2/6; 2012. 278-286.
  • Poinern, G.J.E.; Brundavanam, R.; Thi Le, X.; Djordjevic, S.; Prokic, M.; Fawcett, D. (2011): Thermal and ultrasonic influence in the formation of nanometer scale hydroxyapatite bio-ceramic. International Journal of Nanomedicine 6; 2011. 2083–2095.
  • Poinern, G.J.E.; Brundavanam, R.K.; Mondinos, N.; Jiang, Z.-T. (2009): Synthesis and characterisation of nanohydroxyapatite using an ultrasound assisted method. Ultrasonics Sonochemistry, 16 /4; 2009. 469- 474.
  • Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, Vol. 26, 1998. 517-541.

Υπέρηχοι υψηλής απόδοσης! Η γκάμα προϊόντων της Hielscher καλύπτει όλο το φάσμα, από τη συμπαγή εργαστηριακή συσκευή υπερήχων και τις επιτραπέζιες μονάδες έως τα συστήματα υπερήχων πλήρους βιομηχανικής κλίμακας.

Η Hielscher Ultrasonics κατασκευάζει ομογενοποιητές υπερήχων υψηλής απόδοσης από εργαστηριακή έως βιομηχανική κλίμακα.


Θα χαρούμε να συζητήσουμε τη διεργασία σας.

✕