Υπερήχων παραγωγή νανο-δομημένη κυτταρίνης
- Nanocellulose είναι ένα πρόσθετο υψηλής απόδοσης το οποίο χρησιμοποιείται με επιτυχία ως τροποποιητής ρεολογίας, παράγοντα και ενισχυτικό πρόσθετο σε πολλαπλή υλικά υψηλής απόδοσης και εφαρμογές.
- Τα ινίδια νανοδομής μπορούν να απομονωθούν πολύ αποτελεσματικά από οποιαδήποτε πηγή που περιέχει κυτταρίνη με υψηλής ισχύος υπερήχων ομογενοποίηση και την άλεση.
- Με επεξεργασία με υπερήχους, ένα υψηλότερο βαθμό μαρμαρυγής, υψηλότερη απόδοση nanocellulose, και λεπτότερες ίνες μπορούν να επιτευχθούν.
- Η υπερηχητική τεχνολογία υπερέχει συμβατικών μεθόδων κατασκευής nanocellulose λόγω ακραίων cavitational δυνάμεις υψηλής διάτμησης.
Υπερήχων Κατασκευή Nanocellulose
υπέρηχοι υψηλής ισχύος συμβάλλει στην εκχύλιση και απομόνωση των μικρο- και νανο-κυτταρίνης από διάφορες πηγές των κυτταρινικών υλικών όπως το ξύλο, το λιγνοκυτταρινικό ίνες (ίνες πολτού), και τα κατάλοιπα κυτταρίνης που περιέχουν.
Για την απελευθέρωση των φυτικών ινών από το υλικό της πηγής, με υπερήχους άλεση και ομογενοποίηση είναι μια ισχυρή και αξιόπιστη μέθοδος, που επιτρέπει την επεξεργασία πολύ μεγάλων όγκων. Ο πολτός τροφοδοτείται σε ένα sonoreactor inline, όπου υπερήχων δυνάμεις υψηλής διάτμησης σπάσει τη δομή των κυττάρων της βιομάζας έτσι ώστε ο ινώδης ύλη γίνεται διαθέσιμη.
Το Σχήμα 1 παρακάτω παρουσιάζει μία εικόνα ΤΕΜ της “Ποτέ Αποξηραμένα βαμβάκι” (NDC) που υποβάλλονται σε ενζυματική υδρόλυση και κατεργασία με υπερήχους με Hielscher του Up400s για 20 λεπτά. [Bittencourt et αϊ. 2008]
ΤΕΜ εικόνα της “Ποτέ Αποξηραμένα βαμβάκι” (NDC) που υποβάλλονται σε ενζυματική υδρόλυση και κατεργασία με υπερήχους με UP400S Hielscher για 20 λεπτά. [Bittencourt et αϊ. 2008]
Το Σχήμα 2 παρακάτω δείχνει μια SEM εικόνα ενός φιλμ από βισκόζη, υποβάλλονται στην ενζυματική υδρόλυση, ακολουθούμενη από κατεργασία με υπερήχους με Up400s. [Bittencourt et αϊ. 2008]
SEM εικόνα ενός φιλμ από βισκόζη, υποβάλλονται στην ενζυματική υδρόλυση, ακολουθούμενη από κατεργασία με υπερήχους με UP400S [Bittencourt et αϊ. 2008]
Η επεξεργασία υπερήχων νανοκυτταρίνης μπορεί επίσης να συνδυαστεί επιτυχώς με την επεξεργασία οξειδωμένων ινών TEMPO. Στη διαδικασία TEMPO, οι νανοΐνες κυτταρίνης παράγονται με σύστημα οξείδωσης χρησιμοποιώντας ως καταλύτη 2,2,6,6-τετραμεθυλοπιπεριδινυλο-1-οξύλιο (TEMPO) και βρωμιούχο νάτριο (NaBr) και υποχλωριώδες νάτριο (NaOCl). Έρευνες έχουν αποδείξει ότι η οξειδωτική αποτελεσματικότητα βελτιώνεται σημαντικά όταν η οξείδωση διεξάγεται υπό υπερηχητική ακτινοβολία.
Υπερήχων διασποράς
Nanocellulose διασπορές επιδεικνύουν μια εξαιρετική ρεολογική συμπεριφορά λόγω του υψηλού ιξώδους της σε χαμηλές συγκεντρώσεις nanocellulose. Αυτό κάνει nanocellulose μια πολύ ενδιαφέρουσα προσθέτου ως ρεολογικό τροποποιητή, σταθεροποιητή και πηκτικού για διάφορες εφαρμογές, π.χ. στην επικάλυψη, χαρτί, ή τη βιομηχανία τροφίμων. Για να εκφράσει μοναδικές ιδιότητες του, nanocellulose πρέπει να είναι
Υπερήχων διασποράς είναι η ιδανική μέθοδος για να ληφθεί λεπτή-μεγέθους, μονό-διεσπαρμένο nanocellulose. Όπως nanocellulose είναι πολύ Διάτμησης, Οι υπέρηχοι είναι ο προτιμότερος τεχνολογία να διατυπώσει εναιωρήματα nanocellulosic όπως η σύζευξη των υπερήχων υψηλής ισχύος σε υγρά δημιουργεί ακραίες δυνάμεις διάτμησης. (Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα σχετικά με υπερήχους Σπηλαίωση στα υγρά!),
Μετά τη σύνθεση της νανοκρυσταλλικής κυτταρίνης, η nanocellulose είναι συχνά υπερηχητικά διασκορπισμένα μέσα σε ένα υγρό μέσο, π.χ. ένα μη-πολικό ή πολικό διαλύτη όπως το διμεθυλοφορμαμίδιο (DMF), να διατυπώσει ένα τελικό προϊόν (π.χ. νανοσύνθετων, ρεολογικές τροποποιητής κλπ) Όπως CNFs χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα σε πολλαπλή τυποποιήσεις, μια αξιόπιστη διασποράς είναι κρίσιμη. Υπερήχους παράγει σταθερή και ομοιόμορφα διασκορπισμένα ινίδια.
Βιομηχανική επεξεργασία με υπερήχους
Hielscher Υπέρηχοι παρέχει ισχυρή και αξιόπιστη τεχνολογία υπερήχων από την μικρή ultrasonicators εργαστήριο σε πάγκο-top συστήματα και πλήρους εμπορικής βιομηχανικού εξοπλισμού εργοστάσιο. Σε εκροής sonoreactors Hielscher, οι οποίες είναι διαθέσιμες σε διαφορετικά μεγέθη και γεωμετρίες, βέλτιστη κατάσταση υπερήχων επιτυγχάνονται ως οι βελτιστοποιημένες συνθήκες αντίδρασης εφαρμοσμένη εστιασμένη και ομοιόμορφη με το θέμα της κυτταρίνης.
Με υπερήχους πάγκο-top συσκευές Hielscher, όπως η UIP1000hdT, UIP2000hdT ή UIP4000hdT, Αρκετές χιλιόγραμμο nanocellulose μπορεί εύκολα παράγονται ανά ημέρα. Τα πλήρη βιομηχανικές μονάδες, όπως η UIP10000 και UIP16000 χειριστεί πολύ μεγάλη μάζα ρέματα και επιτρέπει την πλήρη εμπορική παραγωγή υψηλών όγκων παραγωγής. Όπως όλα πάγκο-top Hielscher και βιομηχανικών ultrasonicators μπορεί να εγκατασταθεί ως συστάδες, ουσιαστικά δεν υπάρχει όριο στην υπερήχων ικανότητα διαδικασία.
Υπερήχων επεξεργασία: Hielscher σας καθοδηγεί από σκοπιμότητα και τη βελτιστοποίηση για εμπορική παραγωγή!
- υψηλός βαθμός ινιδισμού
- υψηλή απόδοση nanocellulose
- λεπτές ίνες
- detangled ίνες
Η επεξεργασία με υπερήχους
εργαστήριο υπερήχων Hielscher του Up400s (400W, 24kHz)
Λογοτεχνία / Αναφορές
- Ε Abraham, Β Deep, L.A. Pothan, Μ Jacob, S. Thomas, U. Cvelbar, R. Anandjiwala (2011): Εκχύλιση των ινιδίων nanocellulose από λιγνοκυτταρινικό ίνες: Μια νέα προσέγγιση. Υδατάνθρακες Polymers 86, 2011. 1468-1475.
- Ε Bittencourt, M. de Camargo (2011): Οι προκαταρκτικές μελέτες για την παραγωγή των νανοϊνϊδια της κυτταρίνης από ποτέ Αποξηραμένα βαμβάκι, χρησιμοποιώντας φιλικά προς το περιβάλλον ενζυματική υδρόλυση και υψηλής ενέργειας υπερήχων. 3ο Διεθνές. Ημερίδα: Εξελίξεις στην καθαρότερη παραγωγή. Σάο Πάολο, Βραζιλία 18 Μαΐου – 20η το 2011.
- L. S. Blachechen, J. P. de Mesquita, E. L. de Paula, F. V. Pereira, D. F. S. Petri (2013): Αλληλεπίδραση της κολλοειδούς σταθερότητας των νανοκρυστάλλων κυτταρίνης και ικανότητα διασποράς τους σε οξική κυτταρίνη μήτρα βουτυρικό. Η κυτταρίνη 2013.
- Α Dufresne (2012): Nanocellulose: από τη φύση με υψηλής απόδοσης προσαρμοσμένα υλικά. Walter de Gruyter, 2012.
- Μ Α Hubbe? O. J. Rojas? Λ Α Lucia, Μ Sain (2008): Κυτταρινική Νανοσύνθετα: Μια αναθεώρηση. BioResources 3/3, 2008. 929-980.
- Σ Π Mishra, A.-S. Manent, Β Chabot, C. Daneault (2012): Παραγωγή Nanocellulose από φυσική κυτταρίνη – Διάφορες επιλογές με τη χρήση υπερήχων. BioResources 7/1, 2012. 422-436.
- V. Κ Thakur (2014): Nanocellulose Πολυμερές Νανοσύνθετα: Βασικές αρχές και εφαρμογές. Wiley & Γιοι, 2014.
- http://en.wikipedia.org/wiki/Nanocellulose
Σχετικά με Nanocellulose
Nanocellulose περιλαμβάνει διαφορετικούς τύπους νανοϊνών κυτταρίνης (CNF), η οποία μπορεί να διακριθεί σε μικροϊνίδια κυτταρίνης (MFC), νανοκρυσταλλικά κυτταρίνη (NCC), και βακτηριακών nanocellulose. Η τελευταία αναφέρεται σε νανο-δομημένη κυτταρίνη που παράγεται από βακτήρια.
Nanocellulose δείχνει εξαιρετικές ιδιότητες όπως έκτακτη δύναμη και δυσκαμψία, υψηλή κρυσταλλικότητα, θιξοτροπία, Καθώς και μια υψηλή συγκέντρωση των υδροξυλομάδας στην επιφάνειά του. Πολλά από τα χαρακτηριστικά υψηλής απόδοσης των nanocellulose προκαλούνται από τους υψηλό λόγο επιφάνειας / μάζα.
Οι Nanocelluloses χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική και φαρμακευτική, ηλεκτρονικά είδη, μεμβράνες, πορώδη υλικά, το χαρτί, και τα τρόφιμα λόγω της διαθεσιμότητας τους, βιοσυμβατότητα, βιολογικής αποικοδόμησης και της βιωσιμότητας. Λόγω της υψηλής χαρακτηριστικά απόδοσης του, nanocellulose είναι ένα ενδιαφέρον υλικό για την ενίσχυση πλαστικών, η βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων των, π.χ. θερμοσκληρυνόμενες ρητίνες, μήτρες με βάση το άμυλο, πρωτεΐνη σόγιας, ελαστικό λάτεξ, ή πολυ (λακτίδιο). Για σύνθετες εφαρμογές, nanocellulose χρησιμοποιείται για επικαλύψεις και φιλμ, βαφές, αφρούς, συσκευασία. Επιπλέον, nanocellulose είναι μια πολλά υποσχόμενη συστατικό για να κάνει αεροπηκτώματα και αφροί, είτε σε ομογενή σκευάσματα ή σε σύνθετα.
συντομογραφίες:
Νανοκρυσταλλικές Κυτταρίνη (NCC)
Νανοΐνες Κυτταρίνη (CNF)
Μικροϊνίδια κυτταρίνης (MFC)
Nanocellulose μουστάκια (NCW)
Νανοκρύσταλλοι Κυτταρίνη (CNC)