MultiPhaseCavitator-Insert برای سلول جریان اولتراسونیک

درج MultiPhaseCavitator (InsertMPC48) برای بهبود پردازش اولتراسونیک مخلوط های مایع / مایع یا مایع / گاز طراحی شده است. 48 کانول بسیار ریز مایع یا گاز را به یک فاز مایع درست در منطقه کاویتاسیون تزریق می کنند. این باعث ایجاد قطرات معلق بسیار کوچک یا حباب های گاز می شود که سطح خاص بسیار بالایی را به دست می آورد.

این درج به ویژه برای شیمی امولسیون مانند فاز-انتقال-واکنش ها مفید است. انتقال فاز-کاتالیز (PTC) یا مایع-مایع-استخراج. یکی دیگر از زمینه های جالب کاربرد رسوب ذرات از دو پیش ساز مایع یا تبلور سونو است. این درج برای راکتورهای سلول جریان Hielscher طراحی شده است و اجازه می دهد تا برای پردازش دسته ای یا مداوم.

یک و 48 پورت تزریق

امواج فراصوت یک وسیله موثر برای امولسیون و مخلوط کردن است. متفاوت از تنظیمات معمولی، که در آن فازهای جداگانه قبل از ورود به سلول جریان و کاویتاسیون ترکیب می شوند، این درج سلول جریان ترکیب دو فاز را بهبود می بخشد. هنگامی که مایعی از طریق 48 کانول ریز تزریق می شود، در رشته های بسیار باریک وارد سلول جریان می شود. این درج از 48 کانول پزشکی بسیار خوب با قطر داخلی از 0.3 میلی متر تا 1.2 میلی متر استفاده می کند. این کانول ها به راحتی قابل تعویض هستند و یک ماده مصرفی کم هزینه (استریل، تقریبا 2ct/pc) هستند. کاویتاسیون اولتراسونیک (در 20 کیلوهرتز) برش 48 رشته مایع ورودی به قطرات کوچک زمانی که آنها را به فاز مایع در سلول جریان وارد.
این طرح فشار تغذیه یکسانی را از یک منبع به تمام 48 کانول اعمال می کند تا جریان بین کانولا ها را تراز کند.

48 پورت ورود به راکتور اولتراسونیک برای واکنش های مایع و مایع

موارد استفاده و کاربردها

راکتورهای مافوق صوت Hielscher اغلب مورد استفاده قرار می گیرد به امولسیون کردن، برای بهبود سینتیک فرآیند انتقال فاز و یا نرخ حل در سیستم های فاز مایع و مایع. نمونه هایی برای چنین فرآیندهایی گوگردزدایی اکسیداتیو با پراکسید هیدروژن و استخراج حلال بعدی یا ترانس استریفیکاسیون کاتالیز شده با پایه تری گلیسیرید است.
حلالیت محدود یک فاز معرف در فاز معرف دیگر یک مشکل مهم در شیمی امولسیون فرآیند است زیرا هر دو فاز فقط در اینترفاز با یکدیگر واکنش نشان می دهند. بدون اولتراسونیک، این منجر به سرعت واکنش پایین و سینتیک تبدیل آهسته در سیستم های دو فاز می شود.
با استفاده از درج با یک راکتور اولتراسونیک، کاویتاسیون برش هیدرولیکی بالایی تولید می کند و فاز تزریق شده را به قطرات زیر میکرون و نانو می شکند. از آنجایی که سطح ویژه مرز فاز بر سرعت شیمیایی واکنش تأثیر دارد، این کاهش قابل توجه قطر قطرات سینتیک واکنش را بهبود می بخشد و ممکن است نیاز به عوامل انتقال فاز را کاهش یا از بین ببرد. درصد حجم فاز تزریق شده ممکن است کاهش یابد، زیرا امولسیون های ریزتر به حجم کمتری نیاز دارند تا سطح تماس یکسانی را با فاز معرف دیگر فراهم کنند.
استفاده از این درج ممکن است مقدار مورد نیاز کاتالیزورهای امولسیون آمفیفیلیک را کاهش دهد یا کاتالیزورهای انتقال فاز (PTC)، مانند نمک های آمونیوم چهارتایی با قابلیت منحصر به فرد آنها برای حل شدن در مایعات آبی و آلی.

افزایش انتقال جرم برای واکنش های شیمیایی

هنگامی که دو فاز معرف در یک مرز فاز واکنش نشان می دهند، محصولات واکنش در سطح قطره جمع می شوند و از برهمکنش فازهای معرف در رابط جلوگیری می کنند. برش هیدرولیکی ناشی از کاویتاسیون اولتراسونیک منجر به جریان آشفته و انتقال مواد از و به سطوح قطره ای می شود و منجر به ادغام مکرر و متعاقب آن تشکیل قطرات جدید می شود. همانطور که واکنش در طول زمان پیشرفت می کند، فراصوت به حداکثر رساندن قرار گرفتن در معرض و تعامل معرف ها.
این اثر در بسیاری از فرآیندها مانند ترانس استریفیکاسیون روغن های گیاهی به بیودیزل یا سنتز پلی استرها توسط ترانس استریفیکاسیون دیسترها با دیول ها برای تشکیل ماکرومولکول ها استفاده می شود.

امولسیون کننده / امولسیون سازی

این درج سلول جریان، امولسیون شدن را هنگام مخلوط کردن مایعات غیر قابل اختلاط بهبود می بخشد. این منجر به اندازه قطرات کوچکتر و توزیع اندازه باریک تر می شود – عامل کلیدی برای پایداری یک امولسیون. با استفاده از این طرح می توانید مایعات ویسکوزیته کم و متوسط را حتی به مایعات با ویسکوزیته بالا مانند روغن های کوره سنگین (HFOs)، پلیمرها یا ژل ها تزریق و امولسیون کنید. برخی از فرمولاسیون ها ممکن است نیاز به اضافه کردن امولسیون کننده ها یا تثبیت کننده ها داشته باشند. در این حالت به مخلوط کردن امولسیفایر به طور یکنواخت کمک می کند. طرح های سفارشی برای تزریق بیش از یک فاز اگرچه کانول ها در صورت درخواست در دسترس هستند.

استخراج مایع-مایع

این درج فرآیندهای استخراج مایع-مایع را با ساخت یک امولسیون آشفته با اندازه ریز، به عنوان مثال یک فاز حلال در فاز روغن، تقویت می کند. باز هم، این سطح تماس فاز را افزایش می دهد و منجر به استخراج بهتر و کاهش استفاده از حلال می شود.

سوخت های آبی برای احتراق تمیزتر

روغن های کوره با عیار پایین، مانند نفت کوره سنگین مورد استفاده در کشتی های دریایی یا برای تولید برق را می توان با آب امولسیون کرد. این منجر به احتراق کارآمدتر و کاهش قابل توجه NO می شود_x انتشار گازهای گلخانه ای و دوده.
اطلاعات بیشتر در مورد امولسیون اولتراسونیک از سوخت های آبی (سوخت امولسیون)!

بارش / تبلور سونو

رنگدانه ها یا نانوذرات را می توان از پایین به بالا با بارش در مایعات تولید کرد. در این حالت ، یک مخلوط فوق اشباع شروع به تشکیل ذرات جامد یا کریستال از مواد بسیار غلیظ می کند. این ذرات تا نقطه خاصی رشد می کنند و در نهایت رسوب می کنند. به منظور کنترل اندازه و مورفولوژی ذرات/کریستال، کنترل اختلاط پیش ساز/معرف ضروری است.
به طور کلی، فرآیند بارش شامل: اختلاط، فوق اشباع، هسته زایی، رشد ذرات و تجمع است. مورد دوم با غلظت جامد کم یا عوامل تثبیت کننده جلوگیری می شود. اختلاط بسیار مهم است. در مورد اکثر فرآیندهای بارش، سرعت واکنش بسیار زیاد است. InsertMPC48 جت های تزریق سریع باریک را با برش حفره ای اولتراسونیک قوی ترکیب می کند. این سرعت و عملکرد اختلاط را به حداکثر می رساند و ذرات بیشتر و کوچکتر ایجاد می کند.

از تست آزمایشگاهی تا مقیاس آزمایشی و تولید

Hielscher مافوق صوت ارائه می دهد تجهیزات برای test, بررسی و استفاده از این فن آوری در هر مقیاس. گنجاندن این مفهوم در فرآیندهای موجود آسان است.

1. فاز A را به درگاه ورودی مایع در پایین سلول جریان وارد کنید
2. فاز B را به درگاه(های) ورودی مایع کوچکتر در کنار سلول جریان تغذیه کنید. این خوراک از طریق 48 لوله ریز به ناحیه کاویتاسیون تزریق می شود
3. فشار راکتور را با استفاده از یک شیر فشار برگشتی در درگاه خروجی سلول جریان تنظیم کنید

در سطح نیمکت بالا UIP1000hd (1 کیلو وات) می تواند سرعت جریان از 100 تا 1000 لیتر در ساعت (25 تا 250 گال در ساعت) برای نمایش فرآیند و برای بهینه سازی پارامترهای فراصوت پردازش. پردازنده های اولتراسونیک Hielscher برای مقیاس خطی تا حجم پردازش بزرگتر در مقیاس خلبان یا تولید طراحی شده اند. جدول زیر حجم پردازش و اندازه تجهیزات توصیه شده را فهرست می کند.