Hielscheri ultraheli tehnoloogia

Ultraheli abil katalüütiline ekstraheerimine

Hielscheri ultraheli reaktorsid kasutatakse paljudes tööstusharudes, et aidata ja parandada katalüütilise ekstraheerimise töötlemist (CEP) või niinimetatud faasiülekande ekstraktsiooni (PTE). Katalüütiline ekstraheerimine hõlmab heterogeenset segunevat faasisüsteemi, näiteks vedel-vedelat või vedelat tahket ainet. Ultraheli suure nihkejõu ja kaavitsiooni jõud parandavad soluutide lahustumist, mis võimaldab oluliselt kiiremini ja täielikumalt kaevandada. Lisaks sellele saab seda toimet kasutada lahusti või happe koguse vähendamiseks. Tõestatud tehnikana kasutatakse ultraheli-aitusega ekstraheerimist järjest suurema nõudluse tõttu keskkonnasõbralike ekstraktsioonitehnikate järele, mille lühendatud ekstraheerimisaeg ja vähendatud orgaaniliste lahustite tarbimine.

Katalüütiline ekstraheerimine / faasiülekande ekstraktsioon - põhialused

Termin “Katalüütilise ekstraheerimise töötlemine (CEP) või faasiülekande ekstraktsioon (PTE) kirjeldab vedel-vedelat või tahke-vedeliku jaotust, kui analüüsitakse ekstrakti ja eemaldatakse. Seetõttu tuleb vedelat või tahke lahjendit lahjendada / emulgeerida lahustisse (vedel faas). Tähtajaks “ekstrahent” Kirjeldatakse ainult lahustis sisalduvat toimeainet (st homogeenne "orgaaniline faas’ mis sisaldab ekstrahenti, lahjendit ja / või modifikaatorit), mis on peamiselt vastutav solvaadi ülekandmise eest vesikeskkonnast’ "orgaanilisele"’ faas. [IUPAC]. Sihtmärk, mida ekstraheeritakse, nimetatakse ekstraktiks.
Tavapärased ekstraheerimismeetodid nagu soxleti ekstraheerimine, leotamine, mikrolaineahjud, perkolatsioon, ekstraheerimine püstjahutiga ja aurude destillatsioonil või turbiekstraktsioon on sageli aeglased ja ebatõhusad ja / või vajavad suurel hulgal ohtlikke lahusteid, mille tulemuseks on kulutõhus ja aeganõudev protsess see on keskkonnale kahjulik.
Ultraheli kasutamine on tõestatud alternatiiv traditsiooniliste ekstraheerimismeetodite jaoks, mis tagab kiirema ja täielikuma ekstraktsiooni vähem ohtlike lahustitega või mitte! Ultraheli saamine on võimas rohelise, keskkonnasõbraliku töötlemise meetod.

Ultraheli abiainete katalüütilise ekstraheerimise põhimõte

Aine ekstraheerimiseks tuleb segunematuid faase segada nii, et ekstraheeritavat ainet saab lahusti faasis lahustiga eraldada. Kõige sagedamini viiakse faasiülekande ekstraktsioon dispergeeruvast faasist pidevasse faasi, mis tähendab, et tilgad ja osakesed tuleb lahustist homogeenselt hajutada.
Võimsus ultraheliuuringus on tuntud segamis- ja ekstraheerimistehnoloogia, millel on kaevandamisprotsessile mitmeid positiivseid tulemusi:

  • Paranenud reaktsiooni kineetika
  • Kandur (sorbenid) ja lahusti peent segu
  • Mõlema etapi vaheline interfacial
  • suurenenud massiülekanne
  • Passiivsete kihtide eemaldamine osakeste pinnalt
  • raku häired & lagunemine
  • Täielik ekstraktsioon, mille tulemuseks on suurem saagikus
  • Lihtne & säästke operatsiooni
  • Roheline protsess: keskkonnasõbralik

Ultraheli kavitatsiooni tööpõhimõte

Ülalnimetatud ultraheli ekstraheerimise protsesside eelised on ultraheliuuringud kavitatsioon. Kui võimsad ultraheli lained sidestatakse vedelas keskkonnas, tekitavad need lained kõrge rõhu / madala rõhu tsüklit. Madala rõhuga tsüklite korral tekib ultraheliga töödeldud vedelikku väikesed mullid või tühjad. Need mullid kasvavad mitme madalrõhu tsükli jooksul, kuni nad ei suuda enam energiat neelata. Kui mullid on saavutanud maksimaalse energia neeldumise etapi, kerkivad nad kõrge rõhu tsükli ajal ägedalt. Mullide sulgemine tekitab kohati väga äärmuslikke tingimusi, nagu väga kõrge temperatuur (ligikaudu 5000 K), väga kõrge rõhk (ligikaudu 2000 kraadi), väga kõrge jahutusmääraga ja vedelike joad kiirusega kuni 280 m / s (ligikaudu 630 mph) . Seda nähtust nimetatakse kavitatsioon. Need äärmuslikud tingimused muudavad ultrasonikatsiooni võimas ja mitmekülgseks vedeliku töötlemise meetodiks.
Ekstraheerimise eesmärgil segatakse ultraheli kavitatsiooni valdkonnas intensiivselt kahte faasi. Kilbid ja osakesed jaotatakse submikrooni- ja nanoosakesteks. See arendab laiendatud pindu parema massiülekande jaoks ühest faasist teise. Mõlema faasi vaheline interfacial suurendab ekstraktsiooni suurendatud kontaktpinna suurust, nii et massiülekanne on tänu stagnatsiooniliste vedelate kihtide eemaldamisele faasipiirkonnas. Massiülekanne on veelgi tõusnud, kuna osakeste pinnalt on eemaldatud passiivsed kihid. Rakkude ja kudede bioloogilise materjali eraldamiseks suurendatakse massiülekannet ultraheliraku häirete abil. Kõik need mõjud viivad täieliku ekstraheerimiseni, mille tulemuseks on suuremad saagised.

Ultraheli ekstraheerimise eelised:

  • murda piiri kihid
  • van-der-Waalsi jõudude ületamiseks
  • Liiguta kontaktpinnale küllastumata vedelikku
  • vähendada või kõrvaldada vajadus ülekandeagentide järele
  • vähendada aega, temperatuuri ja / või kontsentratsiooni
  • täis küllastamiseks vajalik kogus on väiksem
  • vähem rafineeritud maht (nt destillatsioon, aurustamine, kuivatamine)
  • pidevalt segatud reaktorid (CSR)
  • säästke energiat
  • mitte partiide, vaid inline töötlemine
  • kasutage vähem happelist või odavamat lahustit
  • vältige lahusteid, kasutage selle asemel vesi
  • töödelda kõrge tahke aine kontsentratsiooni või kõrge viskoossusega läga
  • roheline töötlemine: keskkonnasõbralik
  • kasuta orgaanilisi happeid nagu õunhape või sidrunhape
  • vältida mitmeastmelisi kaevandamisprotsesse
Suure võimsusega ultraheliuuring on tõestatud meetod komponentide ekstraheerimiseks, mille tulemuseks on suurem saagis ja kiirem töötlemine (klõpsake suurendamiseks!)

Kiire ja efektiivne ultraheliga töötlemine

Ultraheli ekstraheerimine:

  • bioloogia
  • keemia
  • toit & pharma
  • Analüüs
  • tuumaenergia töötlemine
  • kaevandusrakendused
  • desulfuriseerimine
  • orgaanilised ühendid
  • geokeemia
  • Puhastamine

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Vedelad vedelad ekstraheerimised

Tavapärane protsess: Vedelik-vedelik ekstraheerimine on eraldamismeetod ainete eemaldamiseks ühest vedelas faasist teise vedelfaasi, mis põhineb ainete suhtelisel lahustuvusel kahes erinevas segunematus vedelas faasis. Ultrasonika kasutamine parandab kiirust, mille võrra üle kahe faasi kahe suure jõudlusega Segamine, emulgeerivad, ja lahustub!
Vedel-vedeliku ekstraheerimine on eraldamise meetod, et isoleerida ja kontsentreerida väärtuslikke komponente vesilahusest, kasutades orgaanilist lahustit. Vedelik-vedeliku ekstraheerimist kasutatakse sageli siis, kui muud eraldusmeetodid (nt destilleerimine) on ebaefektiivsed. Ravimites kasutatakse vedelik-vedeliku ekstraheerimist & kosmeetikavahendid (aktiivsed ühendid, APId, lõhnaained), samuti toidu- ja põllumajandustööstus, orgaanilise ja anorgaanilise keemia, naftakeemiatööstuse ja hüdrometallurgia valdkonnas.

Probleem: Tavaline probleem on vedelate faaside (lahusti ja lahjendi segunemine) segunemine, nii et on vaja sobivat segamismeetodit. Kuna vedelate faaside ühtlane segamine soodustab faasi ülekannet lahusti ja lahusti vahel, on hädavajalik usaldusväärne dispergeeriv või emulgeerimismeetod. Mida peenem on segu ja mida kõrgem on mõlema faasi vaheline kontaktpind, seda parem on see, kui lahusti saab liikuda ühest vedelast faasist teise vedelfaasi. Tavaliselt kaevandamisprotsessid puuduvad peamiselt masstranspordi edendamisel, nii et kaevandamisprotsess on aeglane ja tihtipeale mittetäielik. Ekstraheerimise parandamiseks kasutatakse sageli liiga palju lahustit, mis muudab protsessi kulukaks ja keskkonnasõbralikuks.

Lahendus: Ultraheli vedelad vedelad ekstraheerimised eritavad traditsioonilisi vedel-vedelate ekstraheerimismeetodeid erinevates punktides:
Võimsus ultraheli segab kahe või enama vedelfaasi usaldusväärselt ja hõlpsalt koos. Ultraheliuuringu abil saab tilgad vähendada nano-suuruseks, nii et see sobib hästi mikro- ja nanoemulsioonid on saadud. Seeläbi soodustavad genereeritud kaavitatsioonijõud massiülekannet vedelate faaside vahel. Kuna ultrahelitöötlust saab juhtida pidevas sisselülitatud süsteemis, suured kogused ja väga viskoossed vedelikud saab töödelda ilma probleemideta.
Kuid ka mikro-väljatõmbamist, näiteks analüütiliseks otstarbeks, saab parandada ka ultraheli abil (nt iooniline vedelikupõhine mikro-ekstraktsioon ultraheli emulgeerimisega).

Võimas ultrahelijõud on tuntud ja usaldusväärne kaevandamistehnika (klõpsake suurendamiseks!)

Ultraheli kavitatsioon vedelikus

Ultraheli ekstraheerimise eelised:
Võimas ultrahelijõud – madala sagedusega / suure võimsusega ultraheli abil – aitab

  • ümberkujundatud tilgad
  • vältida emulsiooniedastusaineid või amfifiilset katalüsaatorit
  • ära kasuta detergente või pindaktiivseid aineid
  • vältida amfifiilsetest kastest, detergentidest või pindaktiivsetest ainetest
  • tekitada turbulentset ebastabiilset emulsiooni ilma pindaktiivsete kihtideta

Tahke vedelikuga ekstraheerimine

Tahke vedeliku ekstraheerimise või tahkefaasilise ekstraheerimise (SPE) eesmärk on eraldada analüüsitavaid aineid, mis lahustatakse või suspendeeritakse vedelas segus, ja eraldada need maatriksist vastavalt nende füüsikalistele ja keemilistele omadustele. Seepärast elueeritakse isolaat sobiva lahusti abiga sorbentidest. Ekstraheeritud ainet nimetatakse elueerimiseks.
Tavalised SPE meetodid on leotamine, soxleti ekstraheerimine, perkolatsioon, tagasijooksu ja aurutestilleerimise kombinatsioon või kiire segamine / turboekstraktsioon. Tahke vedelikuga ekstraheerimine on ühine meetod ühendite eraldamiseks bioloogias, keemias, samuti toidu-, farmaatsia- ja kosmeetikatööstuses. Metallide kaevandamist tuntakse ka leostumisena.
Probleem: Tavalised SPE-meetodid on tuntud kui aeganõudvad ja nõuavad suhteliselt palju lahusteid, mis on enamasti keskkonnasõbralikud ja saastavad. Protsessi kõrged temperatuurid võivad isegi põhjustada termotundlike ekstraktide hävitamist.
Lahendus: Ultraheli abil toetatava tahkete vedelike ekstraheerimisega saab traditsioonilise SPE tavapäraseid probleeme ületada. Kuna ultrahelitöötlus tagab tahkete osakeste peenjaotuse lahusti faasis, on saadaval suurem ristlõikepind, nii et sihtaine sisaldus lahustis on suurem. Selle tagajärjeks on kiirem ja täielikum ekstraktsioon, samal ajal kui lahusti kasutamine väheneb või seda täielikult vältida (selle asemel kasutage vett vedelaks faasiks). Elektrilise ultraheli abil saab tahkefaasilist ekstraheerimist teha tõhusamaks, majanduslikuks ja keskkonnasõbralikumaks. Saasteainete või ohtlike lahustite vähendamise või vältimise tõttu võib ultraheli ekstraheerimist lugeda keskkonnasõbralikuks roheline protsess. Säästlikumalt vähendatakse tootmiskulusid energia, lahusti ja aja kokkuhoiu tõttu.

lahusti ekstraheerimine

Lahusti ekstraheerimise korral kasutatakse ühendi teisest vedelikust (nt vesifaasist) lahustamiseks ja eraldamiseks lahustit (nt orgaanilist lahustit). Üldiselt lahustuvad polaarsemad soluudid polaarses lahustis ja vähem polaarsed soluudid vähempolaarses lahustis. Lahusti ekstraheerimise abil on võimalik eraldada oksüdeeritud tiofeene (sulfoksiidid, sulfoonid) õlifaasist, kasutades atsetonitriili või teisi polaarseid lahusteid. Lahusti ekstraheerimist kasutatakse ka materjalide, nagu uraan, plutoonium või toorium happe lahustest, ekstraheerimiseks trifosfaatfosfaadin-butüülfosfaat (protsess PUREX).
Vähendage lahustite kasutamist: Ultraheli kasutamine vähendab lahustite kasutamist protsessis ja optimeerib toote koormust lahustis. See toob kaasa kiirema ja täielikuma kaevandamise.
Klõpsake siin, et lugeda Ultrasonically Assisted Oxidative Sulfurization!

Ultraheli abivahend Soxhleti ekstraheerimine

Soxhleti ekstraheerimine on tahke vedelikuga ekstraheerimistehnika, mida sageli kasutatakse sünteetilisi ja analüütilisi laboratooriume. Sokseleti ekstraheerimist kasutatakse peamiselt siis, kui ainel on lahustis vaid piiratud lahustuvus ja lisand selles lahustis on lahustumatu.
Ultraheli võib Soxhlet ekstraheerimisega väga edukalt kombineerida, mille tulemuseks on suurem saagikus ja lühem ekstraheerimisaeg.
Palun klõpsake siin, et saada lisateavet ultraheli abistatava Soxhleti ekstraheerimise kohta!

Ekstraheerimine sulatades

Vedela vedeliku väljatõmbamine võib olla valmistatud segudes, kus üks või mõlemad vedelad faasid on sulanud, näiteks sulanud soolad või sulanud metallid, näiteks elavhõbe. Võimas tekstisisene ultrahelitöötlus ultraheli voolu raku reaktorites võimaldab töödelda isegi vedelikke, millel on kõrge viskoossused nagu sulud.

Leotamine

Leekimine kirjeldab hapete, lahustite või kuuma vee kasutamist, et selektiivselt lahustada inertse lahustumatu tahke kandja. Lahustumist kasutatakse sageli kaevanduses metallide eraldamiseks maakidest.
Ultraheli leostumise eelised:

  • peske poorsete materjalide auke
  • ületada membraanide selektiivsus
  • hävitada tahked ained, delaminate ja deagglomerate tahked
  • passiivsete kihtide eemaldamine
  • oksiidikihtide eemaldamine
  • niiske kõik materjalipinnad eriti pindpinevusvedelike jaoks
  • nihke hõrenemine

Lisateavet ultraheli leostumise kohta klõpsake siin!

Hielscher seadmed mis tahes skaalal

Laskmine laboris, pink-ülemine ja tootmiskaal
Kõik Hielscheri ultraheli seadmed on ehitatud 24h / 7d tööle, isegi ultraheli-lab homogenisaatorid suudavad töödelda märkimisväärseid koguseid kas partii või läbivoolurežiimis. Pingi- ja tööstuslikud ultrasonikaatorid on kavandatud ja ehitatud tööstuslikuks klassiks, nii et suuri koguseid ja kõrge viskoossusega saab töödelda ilma probleemideta – isegi rasketes tingimustes nagu kõrge rõhk ja kõrged temperatuurid (nt koos superkriitilise CO-ga)2, ekstrusioonprotsessid jne). Hielscheri tugeva ultraheligaatori abil on võimalik käsitleda lahusteid, abrasiivseid vedelikke ja söövitavaid aineid. Sobivad lisatarvikud võimaldavad ultraheli süsteemi optimaalselt kohandada ekstraheerimisprotsessi nõuetega. Paigaldamiseks ohtlikesse keskkondadesse on hinnatud ATEX või FM plahvatuskindlad ultraheli süsteemid on saadaval.
Sealjuures on Hielscheri jõulised ja võimsad ultraheli süsteemid ja laia valikut lisandid võimaldab ultrahelida materjale nagu kuum vesi / vedelikud, happed, metallist sulavad, soola sulandid, lahustid (nt metanool, heksaan, orgaanilised, polaarsed lahustid, nt atsetonitriil).

Ultraheli faasiülekande ekstraheerimine või katalüütiline ekstraheerimine võib toimuda lihtsa kaheetapilise protsessina

Flowchart: ultraheli faasiülekande ekstraheerimise etapid

Kirjandus / viited

  • Bendicho, C.; De La Calle, I .; Pena, F .; Costas, M .; Cabaleiro, N .; Lavilla, I. (2012): rohelise analüütilise keemia kontekstis tahke proovide eeltöötlus ultraheli abil. Analüütilise keemia suundumused, Vol. 31. august 2012. 50-60.
  • IUPAC. Keemiliste terminoloogiate kogu, 2. väljaanne. (the “Kuldraamat”) Koostanud AD McNaught ja A. Wilkinson. Blackwelli teaduslikud väljaanded, Oxford (1997). XML-võrgu parandatud versioon: http://goldbook.iupac.org (2006), mille on loonud M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; ajakirjad, mille koostas A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8.
  • Oluseyi, T .; Olayinka, K .; Alo, B .; Smith, RM (2011): ekstraheerimis- ja puhastusmeetodite võrdlus polütsükliliste aromaatsete süsivesinike määramiseks saastunud mullaproovides. Aafrika ajakirjandus keskkonnateaduste ja -tehnoloogia kohta, Vol. 5/7, 2011. 482-493.
  • Petigny, L .; Périno-Issartier, S .; Wajsman, J .; Chemat, F. (2013): Boldo lehtede partiiline ja pidev ultraheli abiaine (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013, 5750-5764.
  • Wang, L .; Weller, CL (2006): taimede toidulisandite ekstraheerimisega seotud edusammud. Toiduteaduse suundumused & Tehnoloogia 17, 2006. 300-312.

Kontakt / küsi

Rääkige meile oma töötlemise nõuetele. Me soovitame kõige sobivam setup ja töötlemise parameetrid oma projekti.





Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.




Faktid Tasub teada

Ultraheli vedelat töötlemist nimetatakse sageli ultrahelitöötluseks, ultraheliuuringuteks, ultraheliuuringuteks, sondeerimiseks, ultraheli kiirguseks või akustiliste väljade rakendamiseks. Kõik need terminid kirjeldavad ultraheli saavutamiseks suure võimsusega ultraheli lainete ühendamist vedelasse keskkonda

Kuna võimsus ultraheli on selline mitmekülgne töötlemise tehnikat, ultraheli seadmed on tuntud erinevate terminite, nagu sonikatoraator, Sonic lyser, ultraheli hävitusrelva, ultraheli veski, sono-ruptor, sonifier, Sonic dismembrator, raku katkeja, Ultraheli disperer või dessolver.