راکتورهای جریان فراصوتی – طراحی، کاربردها و مزایا
راکتورهای فراصوتی امکان فرآوری پیوسته و درون‌خطی مایعات و دوغاب‌ها را با استفاده از امواج فراصوت قدرتمند فراهم می‌کنند. راکتورهای فراصوتی برای همگن‌سازی، اختلاط، امولسیون‌سازی، پراکنده‌سازی، استخراج، تخریب سلولی، پاستوریزاسیون، گاززدایی، حل‌کردن و تشدید واکنش‌های شیمیایی مانند سنتز یا کاتالیز به کار می‌روند. دربارهٔ فناوری راکتور فراصوتی و اینکه چگونه فرایند شما می‌تواند از فراصوت‌دهی بهره‌مند شود، بیشتر بخوانید!
سلول‌های جریان در فرایندهای فراصوت‌دهی چه کاربردی دارند؟
سلول جریان، که با نام سلول جریان‌گذر یا راکتور جریان نیز شناخته می‌شود، دستگاهی است که در کاربردهای گوناگون علمی و مهندسی برای اجرای فرایندهای جریان پیوسته به کار می‌رود. سلول‌های جریان معمولاً در فرایندهای فراصوت‌دهی استفاده می‌شوند، به‌ویژه هنگامی که حجم‌های زیاد با فراصوت پرتوان فرآوری می‌شوند. سلول جریان فراصوتی یا راکتور سونوشیمیایی، محفظه یا سلولی تخصصی است که به مایع یا دوغاب‌ها اجازه می‌دهد هم‌زمان با فراصوت‌دهی از آن عبور کنند.
سلول‌های جریان معمولاً در حوزه‌هایی مانند اختلاط و همگن‌سازی، شیمی، زیست‌شناسی، الکتروشیمی و زیست‌فناوری به کار می‌روند. این سلول‌ها در مقایسه با فرایندهای ناپیوسته چندین مزیت دارند، از جمله فراصوت‌دهی یکنواخت‌تر، کنترل بهتر، بهبود سینتیک واکنش، انتقال جرم کارآمد و امکان ادغام کارآمد فرایند فراصوت‌دهی در یک فرایند تولید درون‌خطی.
MultiSonoReactor MSR-4 یک راکتور همگن‌سازی درون‌خطی صنعتی برای همگن‌سازی صنعتی مایعات با ظرفیت عبوری بالا است.
کاربردهای سلول‌های جریان فراصوتی و راکتورهای سونوشیمیایی
راکتورهای فراصوتی Hielscher می‌توانند برای طیف گسترده‌ای از واکنش‌های شیمیایی که شامل سطوح مشترک مایع–جامد، مایع–مایع یا مایع–گاز هستند، مفید باشند. نمونه‌هایی از واکنش‌هایی که می‌توان با استفاده از راکتورهای فراصوتی بهبود داد عبارت‌اند از:
- همگن‌سازی امولسیون‌ها: راکتورهای فراصوتی می‌توانند به خردکردن و پراکنده‌سازی ذرات در امولسیون‌ها کمک کنند و به تولید محصولاتی پایدارتر و یکنواخت‌تر منجر شوند.
- تبلور: تابش فراصوت می‌تواند تبلور را در محلول‌ها القا کند و به تشکیل بلورهای کوچک و یکنواخت با خلوص بالا منجر شود.
- گاززدایی: از تابش فراصوت می‌توان برای حذف گازهای حل‌شده از مایعات استفاده کرد که می‌تواند کیفیت و پایداری محصولات را بهبود بخشد.
- استخراج: راکتورهای فراصوتی می‌توانند با تقویت نفوذ مواد حل‌شده از میان غشاها یا سطوح مشترک، کارایی فرایندهای استخراج را افزایش دهند.
- پلیمریزاسیون: تابش فراصوت می‌تواند آغاز و پیشروی واکنش‌های پلیمریزاسیون را تقویت کند و به افزایش سرعت واکنش و وزن مولکولی منجر شود.
- سنتز نانوذرات: راکتورهای فراصوتی را می‌توان برای سنتز نانوذرات با اندازه، شکل و ویژگی‌های سطحی کنترل‌شده به کار برد.
- سونوکاتالیز: تابش فراصوت می‌تواند فعالیت کاتالیزوری برخی مواد را افزایش دهد و به افزایش سرعت واکنش و بهبود گزینش‌پذیری منجر شود.
سونیکاتور صنعتی UIP6000hdT با راکتور سلول جریان فراصوتی و کابین عایق صدا.
طراحی پیشرفتهٔ راکتور فراصوتی برای دستیابی به نتایج برتر در فرایند
در مورد راکتورهای درون‌خطی برای فرآوری مایعات، باید چندین عامل مهم را در نظر گرفت. راکتورهای فراصوتی Hielscher طراحی و ساخته می‌شوند. این عوامل می‌توانند بسته به کاربرد و الزامات مشخص متفاوت باشند، اما برخی ملاحظات مرتبط عبارت‌اند از:
هموژنایزر فراصوتی صنعتی 4kW مدل UIP4000hdT با راکتور جریان‌گذر برای اختلاط و همگن‌سازی درون‌خطی
سونیکاتورها و راکتورهای سونوشیمیایی برای فرایندهای جریان درون‌خطی
Hielscher Ultrasonics سونیکاتورها و راکتورهای فراصوتی با عملکرد بالا را برای فرآوری مایعات در هر مقیاسی ارائه می‌کند.
طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان
سونیکاتورها و راکتورهای سونوشیمیایی Hielscher به بالاترین استانداردهای کیفیت و طراحی شهرت دارند. استحکام و کاربری آسان، ادغام بی‌دردسر سونیکاتورها و سلول‌های جریان فراصوتی ما را در تأسیسات صنعتی امکان‌پذیر می‌سازند. سونیکاتورهای Hielscher به‌راحتی از عهدهٔ شرایط سخت و محیط‌های دشوار برمی‌آیند.
Hielscher Ultrasonics شرکتی دارای گواهی ISO است و بر سونیکاتورهای با عملکرد بالا که از پیشرفته‌ترین فناوری و کاربری آسان برخوردارند، تأکید ویژه دارد. البته سونیکاتورهای Hielscher با CE مطابقت دارند و الزامات UL، CSA و RoHs را برآورده می‌کنند.
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی فرآوری سونیکاتورهای ما را ارائه می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 0٫5 تا 1٫5mL | قابل‌اعمال نیست | VialTweeter | 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 تا 150L | 3 تا 15L/min | UIP6000hdT |
| قابل‌اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل‌اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را برای کاربردهای اختلاط، پراکنده‌سازی، امولسیون‌سازی و استخراج در مقیاس آزمایشگاهی، پایلوت و صنعتی تولید می‌کند.
منابع علمی / مراجع
- Barrera-Salgado, Karen; Ramírez-Robledo, Gabriela; Alvarez-Gallegos, Alberto; Arellano, Carlos; Sierra, Fernando; Perez, J. A.; Silva Martínez, Susana (2016): Fenton Process Coupled to Ultrasound and UV Light Irradiation for the Oxidation of a Model Pollutant. Journal of Chemistry, 2016. 1-7.
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- Antonia Tamborrino, Agnese Taticchi, Roberto Romaniello, Claudio Perone, Sonia Esposto, Alessandro Leone, Maurizio Servili (2021): Assessment of the olive oil extraction plant layout implementing a high-power ultrasound machine. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 73, 2021.
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را در مقیاس‌های مختلف، از آزمایشگاهی تا صنعتی، تولید می‌کند.