Ultraheli Saponificationi
- Saponification on laialdaselt kasutatav Keemiline reaktsioon, et toota seep õlide või rasvade ja baasi.
- Ultraheliuuring intensiivistab saponimise reaktsiooni, mille tulemuseks on kiirem reaktsioon ja täielikuma teisendus.
- Vältides katalüsaatori liigset kasutamist ja olles energiatõhusa töötlemise meetod, on ultrahelitöötlus keskkonnasõbralik töötlemistehnika.
Ultraheli edendanud Saponificationi
Saponification on seebi valmistamise keemiline protsess. See on reaktsioon, mille puhul rasvade või õlide (triglütseriidide) tooraine reageerib seebi moodustamiseks leeliselise reaktsiooniga. Ultraheli soodustab faasi ülekande Katalüüsi, mille tulemusena suureneb reaktsioonikiirus, täielikuma muundamine ja välditakse baasreaktiivide, nagu kaaliumhüdroksiidi (KOH) või naatriumhüdroksiid (NaOH) ülemäärast kasutamist. Ultraheli algatatud leeliselise hüdrolüüsi saab hõlpsasti rakendada kaubandusliku seebi tootmisel, et toota kõrgemat toodangut lühemas ajas ilma katalüsaatorit kasutamata või kasutatud katalüsaatori koguseid vähendades.
- Kiirem reageerimine
- Suurem konverteerimine
- Baasreaktiivide liigne kasutamine
- Katalüsaatori liigne kasutamine ei ole
- Täielikuma reaktsiooni
- roheline protsess
Ultraheli Saponificationi juhtumiuuringud
Mitmesugused uuringud on näidanud, et ultrahelitöötlus soodustab triglütseriidide saponieerimist seebiks. Ultraheli saponificationi kiirendab ja suurendab teisendamist, salvestades või vältides katalüsaatori kasutamist. See muudab ultraheli seebistamisel väga tõhusaks tootmismeetodiks.
UIP2000hdT (2kW) seebistamisel
Triglütseriidide (Saponification) leeliselise hüdrolüüsi ultraheli algatamine ilma faasi katalüsaatorita
Mercantili et al. (2013) uuriti ultraheliuuringu mõju triglütseriidide leeliselise hüdrolüüsi suhtes, mida tuntakse seebistamisel. Nad kasutasid ultrahelitöötlust päevalilleõli leeliselise hüdrolüüsi algatamiseks. Kaaliumhüdroksiidi (KOH) kasutati leeliselise alusena. Näidati, et ultraheli on efektiivne kui toiteallikas reaktsiooni algatamiseks ja sellele reageeritakse, et kõrge reaktsiooni saagis on saavutatav ainult 15 min kogu toiteallikast, töötades samal ajal ümbritseva õhu temperatuuril, ning et ei tekitata tuvastatavaid tooteid reaktsiooni ajal. Ultraheli vanni ja sondi tüüpi ultraheliatori võrdlus näitab, et ultraheli Proovivõttur on ülim tehnika. Uuring näitab, et ultraheli saponimise saagikus heas muundus ilma liigse leeliselise või faasiülekande Katalüüsi vajadusteta.
Triaküülglütserooli leeliseline hüdrolüüs
Ultraheli edendas faasi ülekande reaktsioon Saponificationi jaoks
Bhatkhande et al. (1998) näitas, et taimsete õlide nagu sojaõli ultrahelitöötlus võib efektiivselt saponifitseeritud, kasutades KOH-ja erinevaid PTCs toatemperatuuril. Saponiuse ulatust uuriti, kasutades võrdlusena saponificatsiooni väärtust. Erinevate parameetrite optimeerimine, nagu aeg, faaside ülekande katalüsaatorite valik, kasutatud katalüsaatori kogus, KOH kogus ja vee kogus viidi läbi ultrahelitöötluse ja segamise abil. Ultraheli mõju uurimiseks viidi saponient läbi ka 35 º C-s erinevatel tingimustel, nimelt segamise, ultrahelitöötluse, segamise ja ultraheliga ning kuumutades temperatuuril 100 º C. Leiti, et erinevate taimeõlide heterogeenne vedel-vedel faas, kasutades KOH/CTAB-i vesilahust, oli ultrahelitöötluse ja segamise ajal oluliselt kiirenenud 35 º C juures.
Suure jõudlusega Ultrasonikaatorid
Hielscher Ultrasonics varustab kõrgjõudlusega ultraheli seadmeid labori, piloodi ja tööstusliku tootmise jaoks. Kindlaid ja usaldusväärseid ultrasonikaatoreid kasutatakse mitmesuguste sonokeemiliste reaktsioonide, näiteks saponificationi jaoks. Hielscheri sondi tüüpi ultrasonikaatorid saab kasutada pakkimis-ja tekstisiseses režiimis. Kõik olulised protsessi parameetrid – amplituud, rõhk, temperatuur – saab täpselt kontrollida ja tagada reprodutseeritavad tulemused.
Digitaalne juhtimine salvestab automaatselt protsessi parameetrid ja salvestab need integreeritud SD-kaardile. Eelsätted ja brauseri kaugjuhtimine muudavad ultrahelitöötluse protsessi väga lihtsaks ja kasutajasõbralikumaks.
Paljude sonokeemiliste reaktsioonide puhul tuleb säilitada teatav temperatuur, nii et temperatuuri kontroll on oluline. Hielscheri digitaalsed ultrasonikaatorid tulevad termo-paar ja temperatuuri kontrolli. Jacketed voolu raku võimaldab soojuse hajumist.
Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 töötamist rasketes tingimustes ja nõudlikes keskkondades.
Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:
| partii Köide | flow Rate | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 kuni 20 l | 0.2 kuni 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100 l | 2 kuni 10 l / min | UIP4000hdT |
| e.k. | 10 kuni 100 l / min | UIP16000 |
| e.k. | suurem | klastri UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!
Suure võimsusega ultraheli protsessorid laborist piloodi ja tööstusliku skaala järgi.
Kirjandus / viited
- Bhatkhande, B.S.; Samant, Shrinioli D. (1998): ultraheli abiga PTC katalüüsitud taimeõlide saponiiti, kasutades vesileeliselisi. Ultrasonics sonochemistry Vol. 5, teema 1, 1998. 7-12.
- Mercantili, Laura; Séamus, Frank Davis; Higson, lk J. (2014): triglütseriidide leeliselise hüdrolüüsi ultraheli algatamine (Saponification) ilma faasi Katalüüsi. Pindaktiivse aine ja detergentide tööleht Vol. 17, Isssue 1, Jaan 2014. 133-141.
Faktid Tasub teada
Sonokheemia
Võimsuse ultraheli rakendatakse keemiliste protsesside nagu sünteesi ja katalüüs (nimetatakse ka sono-sünteesi ja sono-katalüüs), et algatada ja intensiivistada reaktsiooni. Ultraheli kiirituse erinevaid rakendusi orgaanilistes sünteesis on põhjalikult uuritud ja arendatud tööstuslikuks tootmiseks. Sonochemical ravi võib suurendada reaktsiooni kiirust, saagikus ja selektiivsus soovitud toodete oluliselt kergema seisundi. See muudab ultraheli töötlemise tõhus ja keskkonnasõbralik töötlemise tehnikat. Ultraheli abistatava faasi ülekande katalüüs (PTC) on osutunud radikaalselt tõhusamaks ja efektiivsemaks orgaaniliste reaktsioonide meetodiks võrreldes sama reaktsiooniga vaiksetes tingimustes. Näiteks ultraheli-abilise faasi ülekande Katalüüsi katalüüsitud Cannizarro reaktsioon on oluliselt lekkinud, mille tulemuseks on kiire muundamine. Teine silmatorkav näide on triglütseriidide (nt taimeõlid, loomsed rasvad) ja metanooli ümberesterdamine KOH katalüsaatorina ja võimsuse ultraheli. Ultraheli ümberesterdamise saagikus kõrge kvaliteediga biodiisli toodetud kiire muundamise ja väga tõhus, ökonoomne protsess.
Ultraheli ekstraheerimine põhineb akustilisel kavitatsioonil ja selle hüdrodünaamilistel nihkejõududel
Seebistamisel
Saponification kirjeldab keemilist reaktsiooni, mis toodab seepi. Seebistamisel muundatakse taimeõlid või loomsed rasvad rasvhappesooladeks – "seep" – ja glütserool, mis on alkohol. Reaktsioon nõuab leeliselise baasi (nt NaOH või KOH) lahust vees ja samuti kuumutatakse reaktsiooni algatamiseks.
Saponimete reaktsioonietapid on järgmised:
- Rasvhappeestrite nukleofiilsed atakk hüdroksiid
- Rühmast eemaldamise jätmine
- Deprotonatsioon
Saponireaktsiooni kasutatakse ärilisel eesmärgil seebi ja määrdeainete tootmiseks.
Samal ajal kui igapäevaseks puhastamiseks kasutatakse naatriumhüdroksiid-ja kaaliumhüdroksiidi pehmet seepi, on ka teisi metallhüdroksiide kasutades valmistatud spetsiaalseid seebid. Näiteks, liitiumseebid ja kaltsiumpsi kasutatakse määrdeõli greaasideks. Samuti on “komplekssed seebid” koosnevad metallseebide segust.
hüdrolüüs
Hüdrolüüs hõlmab orgaanilise kemikaali reaktsiooni veega, et moodustada kaks või enam uut ainet, mis tähendab tavaliselt keemiliste võlakirjade lõhustumist vee lisamisega. Estrid saab puhastada tagasi karboksüülhappesse ja alkoholi reaktsiooni teel veega ja baasi. Seepi toodetakse rasva-või õliestrite hüdrolüüsi teel.
Leeliseline alus
Õlide ja rasvade seebistamisel on vaja leeliselisi reagentide (lyes). Triglütseriidid reageeritakse aluspinna – naatrium-või kaaliumhüdroksiidi – et toota glütserooli ja rasvhappesoola, nn "seep". Kaaliumhüdroksiid on anorgaaniline ühend, mille valem on KOH, ja seda nimetatakse tavaliselt põhjuslik kaaliumkloriid. Naatriumhüdroksiid (NaOH) on veel üks prototüüptugev alus. Naatriumhüdroksiid kasutamisel toodetakse kõva seep, samas kui kaaliumhüdroksiidi kasutamine põhjustab pehmet seepi.
Reageerin vs reaktiiv
Reaktsioonivahend on aine, mida kasutatakse või tarbitakse keemilise reaktsiooni käigus. Reagendiga võrreldes on vaja suuremate summadega reaktsiooniainet. Reaktiiv on aine, mida kasutatakse reaktsiooni algatamiseks, reaktsiooni toetuseks ja mida tarbitakse reaktsioonis, kontrastaine, mida ei tarbita reaktsioonis.