Υπερηχητικά Υποβοηθούμενη Καταλυτική Εκχύλιση

Οι Hielscher υπερήχων αντιδραστήρες που χρησιμοποιούνται σε πολλές βιομηχανίες για να βοηθήσει και να βελτιώσει την επεξεργασία καταλυτικής εκχύλισης (CEP) ή λεγόμενες εκχύλιση μεταφοράς φάσης (ΡΤΕ). Καταλύτες εκχύλιση περιλαμβάνει ένα ετερογενές σύστημα μη αναμίξιμη φάση, όπως υγρού-υγρού ή υγρού-στερεού. Υπερήχων υψηλής διάτμησης και cavitational δυνάμεις βελτιώσει διάλυση ποσοστών των διαλυμένων ουσιών που οδηγεί σε μια σημαντικά ταχύτερη και πληρέστερη εκχύλιση. Επιπλέον, αυτό το αποτέλεσμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μειώσει την ποσότητα του διαλύτη ή οξέος που χρησιμοποιείται. Ως δοκιμασμένη τεχνική, η υπερηχητικά υποβοηθούμενη εκχύλιση χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο λόγω της αυξανόμενης ζήτησης για φιλική προς το περιβάλλον τεχνικές εκχύλισης με κοντή χρόνος εκχύλισης και μειωμένη κατανάλωση οργανικού διαλύτη.

Αρχή της υπερήχους Υποβοηθούμενης Καταλυτική Εξαγωγή

Για την εκχύλιση μιας ουσίας, οι μη αναμίξιμες φάσεις πρέπει να αναμιγνύεται έτσι ώστε η ουσία προς εκχύλιση μπορεί να διαλυθεί από τη φάση φορέα στη φάση του διαλύτη. Συνηθέστερα οι εκχυλίσεις μεταφοράς φάσεως πραγματοποιείται από μία διεσπαρμένη φάση σε μία συνεχή φάση, η οποία σημαίνει σταγονίδια και τα σωματίδια πρέπει να διασπείρονται ομοιογενώς μέσα στον διαλύτη.
Ισχύς υπέρηχος είναι ένα πολύ γνωστό τεχνολογία ανάμιξης και εκχύλιση που έχει αρκετές θετικές επιδράσεις στην διαδικασία εκχύλισης:

Οφέλη από Υπερήχων Εκχύλιση:

• σπάσει οριακά στρώματα
• έλα van-der-Waals δυνάμεις
• κινούνται ακόρεστο υγρό να έρθει σε επαφή επιφανείας
• να μειώσει ή να eliminiate ανάγκη για μέσα μεταφοράς
• μείωση του χρόνου, θερμοκρασίας ή / και τη συγκέντρωση
• λιγότερο περίσσεια σε σύγκριση με τον όγκο που απαιτείται για την πλήρη κορεσμό
• λιγότερο όγκο να τελειοποιηθεί (π.χ. με απόσταξη, εξάτμιση, ξήρανση)
• αριθ αναδεύεται συνεχώς αντιδραστήρες (CSR)
• εξοικονόμηση ενέργειας
• Δεν παρτίδων αλλά inline επεξεργασία
• χρησιμοποιούν λιγότερο όξινες ή φθηνότερα διαλύτη
• αποφευχθεί διαλύτες, χρησιμοποιήστε υδατικό αντί
• υψηλών στερεών συγκεντρώσεις διεργασία ή πολτών υψηλού ιξώδους
• πράσινο επεξεργασία: φιλικός προς το περιβάλλον
• χρησιμοποιούν οργανικά οξέα, όπως το μηλικό οξύ ή κιτρικό οξύ
• αποφευχθεί πολυβάθμιες διαδικασίες εκχύλισης

Εκχύλιση υγρού-υγρού

Συμβατική διαδικασία: Η εκχύλιση υγρού-υγρού είναι μία μέθοδος διαχωρισμού για την εκχύλιση ουσιών από μία υγρή φάση σε μία άλλη υγρή φάση με βάση σχετικές διαλυτότητες των ουσιών στις δύο διαφορετικές μη αναμίξιμων υγρών φάσεων. Η χρήση των υπερήχων βελτιώνει την ταχύτητα με την οποία μεταφέρεται η διαλυμένη ουσία μεταξύ των δύο φάσεων με υψηλής απόδοσης Μίξη, Γαλακτωματοποιητές, και διαλύοντας!
εκχύλιση υγρού-υγρού είναι μία τεχνική διαχωρισμού για την απομόνωση και συμπύκνωση πολύτιμων συστατικών από ένα υδατικό διάλυμα με τη χρήση ενός οργανικού διαλύτη. Η εκχύλιση υγρού-υγρού εφαρμόζεται συχνά όταν ένας άλλες τεχνικές διαχωρισμού (π.χ. απόσταξη) είναι αναποτελεσματικά. εκχύλιση υγρού-υγρού χρησιμοποιείται στη φαρμακευτική & καλλυντικά (δραστικές ενώσεις, APIs, αρώματα), καθώς και της βιομηχανίας τροφίμων και γεωργικών, για οργανικά και ανόργανα χημείας, πετροχημική βιομηχανία, και υδρομεταλλουργία.

Πρόβλημα: Ένα κοινό πρόβλημα είναι η μη αναμιξιμότητα των υγρών φάσεων (ο διαλύτης και το αραιωτικό είναι μη αναμίξιμα), έτσι ώστε να απαιτείται μια κατάλληλη μέθοδος ανάμιξης. Καθώς η ομοιόμορφη ανάμιξη αμφοτέρων των υγρών φάσεων προωθεί τη μεταφορά φάσης μεταξύ αραιωτικού και διαλύτη, είναι σημαντική η αξιόπιστη μέθοδος διασποράς ή γαλακτωματοποίησης. Όσο πιο λεπτό είναι το μίγμα και όσο υψηλότερη είναι η επιφάνεια επαφής μεταξύ των δύο φάσεων, τόσο καλύτερα το διάλυμα μπορεί να μεταφερθεί από μια υγρή φάση σε μια άλλη υγρή φάση. Οι συμβατικές διεργασίες εκχύλισης είναι κυρίως ελλιπείς στην προώθηση της μαζικής μεταφοράς, έτσι ώστε η διαδικασία εξαγωγής να είναι αργή και συχνά ελλιπής. Για να βελτιωθεί η εξαγωγή, συχνά χρησιμοποιούνται υπερβολικές ποσότητες διαλύτη, γεγονός που καθιστά τη διαδικασία δαπανηρή και περιβαλλοντικά ρυπογόνος.

Λύση: Υπερήχων εκχύλιση υγρού-υγρού υπερέχει παραδοσιακές τεχνικές εκχύλισης υγρού-υγρού σε διάφορα σημεία:
Ισχύς υπερήχων αναμιγνύει δύο ή περισσότερες υγρές φάσεις αξιόπιστη και εύκολα μαζί. Με υπερήχους, σταγονίδια μπορούν να αναχθούν σε νανο-μεγέθους, έτσι ώστε πρόστιμο μικρο- και νανο-γαλακτώματα λαμβάνονται. Με αυτόν τον τρόπο, τα παραγόμενα cavitational δυνάμεις προωθήσει τη μεταφορά μάζας μεταξύ των υγρών φάσεων. Όπως κατεργασία με υπερήχους μπορεί να εκτελεστεί σε ένα συνεχές inline-σύστημα, μεγάλους όγκους και πολύ παχύρρευστων υγρών μπορεί να γίνεται χωρίς προβλήματα.
Αλλά και μικρο εκχύλισης, π.χ. για αναλυτικούς σκοπούς, μπορεί να βελτιωθεί με κατεργασία υπερήχων, πάρα πολύ (π.χ. ιοντικού υγρού με βάση το μικρο-εκχύλιση με υπερήχους γαλακτωματοποίηση).

Οφέλη από Υπερήχων Εκχύλιση:
Ισχυρό υπερήχων δυνάμεις – που παράγονται από χαμηλής συχνότητας / υπερήχων υψηλής ισχύος – βοηθά στην

• αναμορφώσει σταγονίδια
• αποφευχθεί παράγοντες μεταφοράς γαλάκτωμα ή αμφίφιλου καταλύτες
• αποφευχθεί χρήση απορρυπαντικών ή επιφανειοδραστικών
• αποφευχθεί αμφίφιλου catalsts, απορρυπαντικά ή επιφανειοδραστικές ουσίες
• δημιουργούν τυρβώδη ασταθή γαλακτώματα χωρίς τασιενεργό στρώματα

Στερεού-υγρού Εκχύλιση

Στόχος του εκχύλισης στερεού-υγρού ή στερεά-φάση εκχύλισης (SPE) είναι να διαχωριστούν αναλύτες, οι οποίες διαλύονται ή εναιωρούνται σε ένα υγρό μίγμα, και η απομόνωσή τους από μια μήτρα σύμφωνα με τις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες. Ως εκ τούτου, το προϊόν απομόνωσης εκλούεται από τα sorbens με βοήθεια ενός κατάλληλου διαλύτη. Το εκχυλισμένο ουσία ονομάζεται έκλουσης.
Οι συμβατικές τεχνικές SPE είναι η διαβροχή, εκχύλιση soxhlet, διήθηση, συνδυασμός αναρροή και απόσταξη με ατμό, ή υψηλή ταχύτητα ανάμιξης / turbo-εκχύλισης. Η εκχύλιση στερεού-υγρού είναι μία κοινή διαδικασία για το διαχωρισμό ενώσεων στη βιολογία, η χημεία καθώς και στον τομέα των τροφίμων, φαρμάκων και καλλυντικών βιομηχανία. Η εκχύλιση των μετάλλων είναι επίσης γνωστή ως έκπλυση.
Πρόβλημα: Συμβατικές τεχνικές SPE γνωστή ως χρονοβόρα και απαιτούν σχετικά μεγάλες ποσότητες διαλυτών οι οποίοι είναι κυρίως επικίνδυνες για το περιβάλλον και ρυπογόνα. υψηλές θερμοκρασίες διεργασίας μπορεί ακόμη και να οδηγήσει στην καταστροφή του θερμοευαίσθητου εκχυλισμάτων.
Λύση: Με μια υπερηχητικά υποβοηθούμενη στερεού-υγρού εκχύλισης, τα κοινά προβλήματα των παραδοσιακών SPE μπορεί να ξεπεραστεί κανονικά. Όπως υπερήχηση παρέχει μια λεπτή κατανομή των στερεών στην φάση του διαλύτη, ένα μεγαλύτερο διεπιφανειακή όριο είναι διαθέσιμη, έτσι ώστε η μεταφορά μάζας της ουσίας-στόχου μέσα στο διαλύτη βελτιώνεται. Αυτό οδηγεί σε μια ταχύτερη και πληρέστερη εκχύλιση, ενώ η χρήση διαλύτη μειώνεται ή αποφεύγεται πλήρως (χρήση νερού ως υγρή φάση αντ 'αυτού). Με την εφαρμογή των υπερήχων ισχύος, η εκχύλιση στερεάς φάσης μπορεί να διεξαχθεί πιο αποτελεσματική, οικονομική, και Περιβαλλοντική και εύχρηστο. Λόγω της μείωσης ή αποφυγής των ρυπογόνων ή επικίνδυνων διαλυτών, η εκχύλιση με υπερήχους μπορούν να θεωρηθούν ως φιλικές προς το περιβάλλον πράσινο διαδικασία. Από οικονομική άποψη, το κόστος της διαδικασίας μειώνεται λόγω της εξοικονόμησης ενέργειας, διαλύτη, και ο χρόνος.

Hielscher Εξοπλισμός για οποιαδήποτε κλίμακα

Η κατεργασία με υπερήχους σε εργαστήριο, πάγκο-Top και την κλίμακα της παραγωγής
Όλες οι συσκευές υπερήχων Hielscher έχουν κατασκευαστεί για να τρέξει 24h / 7d, ακόμη και οι υπερήχων ΟΜΟΓΕΝΟΠΟΙΗΤΕΣ εργαστήριο μπορεί να επεξεργαστεί σημαντικούς όγκους είτε κατά παρτίδες ή σε λειτουργία συνεχούς ροής. Ο πάγκος-top και βιομηχανικών ultrasonicators έχουν σχεδιαστεί και κατασκευαστεί σε βιομηχανικό βαθμού, έτσι ώστε μεγάλες ποσότητες και υψηλά ιξώδη μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία χωρίς προβλήματα – ακόμη και υπό απαιτητικές συνθήκες, όπως υψηλές πιέσεις και υψηλές θερμοκρασίες (π.χ. σε συνδυασμό με υπερκρίσιμο CO₂, Για διεργασίες εξωθήσεως κλπ). ισχυρή ultrasonicators Hielscher είναι σε θέση να χειριστούν διαλύτες, λειαντικά υγρά και διαβρωτικά. Κατάλληλα αξεσουάρ καθιστούν δυνατή την προσαρμογή του συστήματος υπερήχων άριστα στις απαιτήσεις της διαδικασίας εξόρυξης. Για εγκατάσταση σε επικίνδυνα περιβάλλοντα, ΑΤΕΧ ή FM ονομαστική συστήματα υπερήχων αντιεκρηκτικός είναι διαθέσιμα.
Με αυτόν τον τρόπο, εύρωστο και ισχυρό υπερήχων συστήματα Hielscher και το ευρύ φάσμα των αξεσουάρ επιτρέπει να υποβάλλοντάς τα σε υπερήχους υλικά όπως ζεστό νερό / υγρά, acidics, μέταλλο τήγματα, άλας τήκεται, διαλύτες (π.χ. μεθανόλη, εξάνιο? οργανικούς, πολικούς διαλύτες π.χ. ακετονιτρίλιο).

Διάγραμμα ροής: Στάδια εκχύλισης μεταφοράς υπερηχητικής φάσης