تولید التراسونیک نانو ساختار سلولز

نانوسلولز، یک افزودنی قابل توجه با کارایی بالا، به دلیل کاربردهای همه کاره خود به عنوان یک اصلاح کننده رئولوژی، عامل تقویت کننده و جزء کلیدی در مواد پیشرفته مختلف شهرت پیدا کرده است. این فیبریل های نانو ساختار، مشتق شده از هر منبع حاوی سلولز، می توانند به طور موثر از طریق همگن سازی و فرز اولتراسونیک با قدرت بالا جدا شوند. این فرآیند, شناخته شده به عنوان فراصوت, به طور قابل توجهی افزایش فیبریلاسیون و در نتیجه عملکرد بالاتر از نانوسلولز و تولید ظریف تر, الیاف نازک تر. فن آوری اولتراسونیک پیشی گرفتن از روش های تولید معمولی, به لطف توانایی آن در تولید نیروهای برشی حفره ای شدید بالا, و آن را به یک ابزار استثنایی برای تولید نانوسلولز.

ساخت التراسونیک نانوسلولز

اولتراسونیک با قدرت بالا به استخراج و جداسازی میکرو و نانو سلولز از منابع مختلف مواد سلولزی مانند چوب، الیاف لیگنوسلولزی (الیاف خمیر) و بقایای حاوی سلولز کمک می کند.
برای آزاد کردن الیاف گیاهی از مواد منبع، اولتراسونیک سنگزنی . همگن یک روش قدرتمند و قابل اعتماد است که امکان پردازش حجم بسیار زیادی را فراهم می کند. پالپ به یک سونوراکتور درون خطی تغذیه می شود، جایی که نیروهای مافوق صوت با برشی بالا ساختار سلولی زیست توده را می شکنند تا ماده فیبریلوس در دسترس قرار گیرد.

تصویر TEM از “پنبه هرگز خشک نشده است” (NDC) ارائه شده به هیدرولیز آنزیمی و فراصوت با Hielscher فراصوت UP400S به مدت 20 دقیقه. [بیتنکور و همکاران 2008]

شکل 2 در زیر یک تصویر SEM از یک فیلم ویسکوز را نشان می دهد که به هیدرولیز آنزیمی ارسال می شود و به دنبال آن فراصوت با سونیکاتور Hielscher مدل UP400S.
[بیتنکور و همکاران 2008]

تصویر SEM از یک فیلم ویسکوز ، ارسال شده به هیدرولیز آنزیمی ، و به دنبال آن فراصوت با UP400S [Bittencourt و همکاران 2008]

پردازش نانوسلولز التراسونیک نیز می تواند با موفقیت با درمان فیبر اکسید شده TEMPO ترکیب شود. در فرآیند TEMPO، نانوالیاف سلولز توسط یک سیستم اکسیداسیون با استفاده از 2،2،6،6-tetramethylpiperidinyl-1-oxyl (TEMPO) به عنوان کاتالیزور و سدیم بروماید (NaBr) و هیپوکلریت سدیم (NaOCl) تولید می شوند. تحقیقات ثابت کرده است که راندمان اکسیداسیون به طور قابل توجهی بهبود یافته است که اکسیداسیون تحت تابش اولتراسونیک انجام.

پراکندگی التراسونیک نانوسلولز

پراکندگی نانوسلولز به دلیل ویسکوزیته بالا در غلظت های پایین نانوسلولز رفتار رئولوژیکی فوق العاده ای را نشان می دهد. این باعث می شود نانوسلولز به یک افزودنی بسیار جالب به عنوان اصلاح کننده رئولوژیکی، تثبیت کننده و ژل برای کاربردهای مختلف، به عنوان مثال در پوشش، کاغذ یا صنایع غذایی تبدیل شود. برای بیان خواص منحصر به فرد خود ، نانوسلولز باید باشد
پراکندگی اولتراسونیک روش ایده آل برای به دست آوردن نانوسلولز تک پراکنده اندازه خوب است. از آنجایی که نانوسلولز بسیار نازک کننده برشی است، سونوگرافی قدرت فناوری ارجح برای فرموله کردن سوسپانسیون های نانوسلولزی است، زیرا جفت شدن اولتراسوند با قدرت بالا به مایعات نیروهای برشی شدید ایجاد می کند.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد کاویتاسیون اولتراسونیک در مایعات اینجا را کلیک کنید!
پس از سنتز سلولز نانوکریستالی، نانوسلولز اغلب به صورت اولتراسونیک در یک محیط مایع پراکنده می شود، به عنوان مثال یک حلال غیر قطبی یا قطبی مانند دی متیل فرماماید (DMF)، برای فرموله کردن یک محصول نهایی (به عنوان مثال نانوکامپوزیت، اصلاح کننده رئولوژیکی و غیره) از آنجایی که CNF ها به عنوان مواد افزودنی در فرمولاسیون های منیفولد استفاده می شوند، پراکندگی قابل اعتماد بسیار مهم است. امواج فراصوت تولید فیبریل های پایدار و یکنواخت پراکنده.

فراصوت بهبود آبگیری نانوالیاف سلولز

آبگیری التراسونیک افزایش یافته از نانوالیاف سلولز یک تکنیک پیشرفته است که به طور قابل توجهی بهبود می بخشد بهره وری از حذف آب – نانوالیاف سلولزی را به یک افزودنی بسیار جذاب برای تولید نانوکاغذ تبدیل می کند. الیاف نانوسلولز به دلیل ظرفیت بالای احتباس آب معمولا نیاز به آبگیری زمان بر دارند. با استفاده از امواج اولتراسونیک، این فرآیند از طریق تولید نیروهای حفره ای شدید تسریع می شود که ماتریس آب را مختل می کند و دفع سریع تر و یکنواخت تر آب را تسهیل می کند. این نه تنها زمان خشک شدن را کاهش می دهد، بلکه یکپارچگی ساختاری و خواص مکانیکی نانوالیاف سلولزی حاصل را نیز افزایش می دهد و آن را به روشی بسیار موثر در تولید نانوکاغذهای با کیفیت بالا و سایر نانومواد تبدیل می کند.
درباره آبگیری اولتراسونیک نانوکاغذ بیشتر بدانید!

تولید نانوسلولز صنعتی با استفاده از سونوگرافی قدرت

Hielscher مافوق صوت ارائه می دهد طیف گسترده ای از راه حل های مافوق صوت قدرتمند و قابل اعتماد، از مافوق صوت در مقیاس آزمایشگاه کوچک به سیستم های صنعتی در مقیاس بزرگ، ایده آل برای پردازش تجاری نانوسلولز. مزیت کلیدی ماسونیک های صنعتی پروب Hielscher نهفته است در توانایی خود را برای ارائه شرایط اولتراسونیک مطلوب از طریق sonoractors جریان خود را, که در اندازه های مختلف و هندسه آمده. این راکتورها اطمینان حاصل می کنند که انرژی اولتراسوند به طور مداوم و یکنواخت به مواد سلولز اعمال می شود و منجر به نتایج پردازش برتر می شود.

Hielscher نیمکت بالا فراصوت ، مانند UIP1000hdT ، UIP2000hdT ، و UIP4000hdT ، قادر به تولید چند کیلوگرم نانوسلولز روزانه هستند ، و آنها را برای نیازهای تولید در مقیاس متوسط مناسب می کند. برای تولید تجاری در مقیاس بزرگ، واحدهای صنعتی کامل مانند UIP10000 و UIP16000hdT می توانند جریان های انبوه گسترده ای را مدیریت کنند و امکان تولید کارآمد حجم بالایی از نانوسلولز را فراهم می کنند.

یکی از مزایای مهم ترین سیستم های مافوق صوت Hielscher مقیاس پذیری خطی خود است. هر دو نیمکت بالا و مافوق صوت صنعتی را می توان در خوشه نصب, ارائه ظرفیت پردازش تقریبا نامحدود, و آنها را به یک انتخاب ایده آل برای عملیات نیاز به توان عملیاتی بالا و عملکرد قابل اعتماد در تولید نانوسلولز.

پردازش اولتراسونیک: Hielscher شما را از امکان سنجی و بهینه سازی به تولید تجاری راهنمایی!