Saippuoimalla – Saippuan valmistusprosessi ultraäänellä
Saponointi on saippuan valmistuksen kemiallinen prosessi. Se on reaktio, jossa rasvojen tai öljyjen raaka-aine (triglyseridit) reagoi alkali-reagonistin kanssa saippuan muodostamiseksi. Ultrasonication parantaa faasin siirtokatalyysiä, mikä lisää reaktionopeutta, täydellisempää muuntamista ja välttää perusreagenssien, kuten kaliumhydroksidin (KOH) tai natriumhydroksidin (NaOH) liiallisen käytön. Ultraäänellä aloitettu emäksinen hydrolyysi voidaan helposti toteuttaa kaupallisessa saippuanvalmistuksessa. Saippuoitumiseen käytettävät ultraäänireaktorit tuottavat suuremman tuotoksen lyhyemmässä ajassa käyttämättä katalyyttiä tai vähentämättä käytettyjen katalyyttien määriä.
Ultrasonically edistettävä Saponification
- Nopeampi reaktio
- Korkeampi muuntaminen
- Ei liiallista käyttöä emäreagenssit
- Ei liiallista käyttöä katalysaattori
- Täydellisempi reaktio
- vihreä prosessi
Tapaus tutkimuksia Ultra ääni Saippuoitumisen
Erilaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että sonikaatio edistää triglyseridien saippuoitumista saippua liuoksi. Ultra ääni saippuointi kiihdyttää ja lisää muuntaminen samalla säästää tai välttää käyttöä katalysaattori. Tämä tekee Ultra ääni saippuoitumisen erittäin tehokas tuotanto menetelmä.
Ultra ääni aloittaminen alkalisen hydrolyysin triglyseridien (Saponification) ilman vaihetta katalysaattori
Mercantili et al. (2013) opiskeli Ultra ääntä vaikutuksia triglyseridien emäksisen hydrolyysin, joka tunnetaan nimellä saippuoitumista. Ne käytetään Ultra äänellä aloittaa emäksinen hydrolyysiä auringon kukka öljyä. Kaliumhydroksidia (KOH) käytettiin emäksiä. On osoitettu, että Ultra ääni on tehokas virta lähteenä käynnistää ja ajaa reaktio, että korkea reaktio tuotto on saavutettavissa vain 15 min kokonaistehosovellus työskennellessään ympäristön lämpö tilassa, ja että ei havaittavia ‐ tuotteet syntyvät reaktion aikana. Vertailu Ultra ääni hauteessa ja anturi-tyyppinen ultrasonocator osoittaa Ultra ääni anturi on ylivoimainen tekniikka. Tutkimus osoittaa, että Ultra ääni saippuoitumisen tuotot hyvä muuntaminen ilman ylimääräistä alkali tai vaihe siirto katalyis.
Triasyyliglyserolin alkalinen hydrolyysi
UIP2000hdT (2kW) ultraäänisäiliön reaktori saippuoitumista varten
- Ultrasonication johtaa nopeampaan saippuointireaktioon ja täydellisempään muuntamiseen.
- Saippuointi ultraäänellä on laajalti käytetty kemiallinen prosessi saippuan tuottamiseksi öljyistä tai rasvoista ja pohjasta.
- Ultraäänellä avustettu saippuointi välttää katalyytin liiallista käyttöä parantaa yleistä energiatehokkuutta
Ultrasonically edistettävä vaiheen siirto reaktio Saponification
Bhatkhande et al. (1998) osoitti, että Ultra äänellä kasvi öljyt, kuten soijaöljyä voitaisiin tehokkaasti saippuoidaan käyttäen Vesipitoisia Koh ja eri ptcs huoneen lämmössä. Saippuoitumisen laajuutta arvio ITiin käyttäen saippuoitumisen arvoa viitteenä. Optimointeja eri parametrien, kuten aika, valinta vaihe siirto katalyyttien, määrä katalysaattori käytetään, määrä KOH ja veden määrä toteutettiin käyttäen Ultra äänellä ja sekoittaen. Ultra äänen vaikutuksen tutkimisessaan saippuoitumista suoritettiin myös 35 º c:ssa erilaisissa olosuhteissa, nimittäin sekoittaen, sonikoimalla, sekoittaen ja sonikoimalla sekä lämmityksellä 100 º c:ssa. Todettiin, että heterogeeninen neste-neste faasin saippuoitumista eri kasvi öljyjen käyttäen Vesipitoisia KOH/CTAB oli merkittävästi kiihtyi 35 ° C Ultra äänellä ja sekoittaen.
Ota meihin yhteyttä! / Kysy meiltä!
Korkean suoritus kyvyn ultrasonicators
Hielscher Ultrasonics toimittaa korkean suoritus kyvyn Ultra ääni laitteita laboratorio-, pilotti-ja teollisuus tuotantoon. Vankka ja luotettava ultrasonicators käytetään eri sonochemical reaktioita, kuten saippuoitumista. Hielscher n anturi-tyyppinen ultrasonicators voidaan käyttää erän ja inline-tilassa. Kaikki tärkeät prosessi parametrit – amplitudi, paine, lämpötila – voidaan tarkasti ohjata ja varmistaa toistettavissa olevat tulokset.
Digitaalinen ohjaus tallentaa prosessi parametrit automaattisesti ja tallentaa ne integroituun SD-korttiin. Pre-asetukset ja kauko-selaimen ohjaus tehdä Ultra äänellä prosessi hyvin yksinkertainen ja käyttäjäystävällinen.
Monille sonochemical reaktioita tietty lämpö tila on säilytettävä, joten lämpö tilan valvonta on tärkeää. Hielscher digitaalinen ultrasonicators mukana Thermo-pari ja lämpö tilan säätö. Jacketed virtaus kenno mahdollistaa lämmön tuotto.
Hielscherin ultraäänilaitteiston kestävyys mahdollistaa 24/7 toiminnan raskas ja vaativissa ympäristöissä.
Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| erätilavuus | Virtausnopeus | Suositeltavat laitteet |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10 - 200 ml / min | UP100H |
| 10 - 2000 ml | 20 - 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 - 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 - 100 litraa | 2 - 10 l / min | UIP4000hdT |
| n.a | 10 - 100 l / min | UIP16000 |
| n.a | suuremmat | klusterin UIP16000 |
Suuritehoiset Ultra ääni prosessorit laboratoriosta ohja ajan ja teollisuuden mitta kaavassa.
Kirjallisuus / Viitteet
- Bhatkhande, BS; Samant, Shriniwas D. (1998): Ultra ääni avustaa PTC katalysoivat saippuoitumista kasvi öljyjen avulla vesipitoiset emäkset. Ultrasonics sonochemistry Vol. 5, Issue 1, 1998. 7-12 aikana.
- Mercantili, Laura; Séamus, Frank Davis; Higson, P. J. (2014): Ultra ääni aloittaminen alkalisen hydrolyysin triglyseridien (Saponification) ilman vaiheen katalyysin. Lehdessä pinta-aktiivisen aineen ja pesu aineet Vol. 17, Isssue 1, Jan 2014. 133-141 aikana.
Tosiasiat, jotka kannattaa tietää
sonokemian
Tehoultraäänilevitetään kemiallisiin prosesseihin, kuten synteesiin ja katalyysiin (kutsutaan myös sonosynteesiksi ja sonokatalyysiksi) reaktion käynnistämiseksi ja tehostamiseksi. Erilaiset ultraäänisäteilytyksen sovellukset orgaanisessa synteesissä on tutkittu perusteellisesti ja kehitetty teolliseen tuotantoon. Sonochemical hoidot voivat lisätä reaktio, tuotto ja valikoivuus haluttujen tuotteiden huomattavasti lievemmissä olosuhteissa. Tämä tekee ultraäänikäsittelystä tehokkaan ja ympäristöystävällisen käsittelytekniikan. Ultraäänellä avustettu vaiheen siirtokatalyysi (PTC) on osoittautunut huomattavasti tehokkaammaksi ja tehokkaammaksi menetelmäksi orgaanisille reaktioille verrattuna samaan reaktioon hiljaisuudessa. Esimerkiksi Cannizarro-reaktio, joka katalysoi ultraäänellä avustettua vaiheen siirtokatalyysiä, on merkittävästi nopeutunut, mikä johtaa nopeaan muuntamiseen. Toinen merkittävä esimerkki on triglyseridien (eli kasviöljyjen, eläinrasvojen) ja metanolin transesteröinti KOH:n läsnä ollessa katalysaattorina ja tehoultraääninä. Ultraääni transesteröinti tuottaa korkealaatuista biodieseliä, joka on tuotettu nopeassa muuntamisessa ja erittäin tehokkaassa, taloudellisessa prosessissa.
Ultra ääni louhinta perustuu akustiseen Kavitaatio ja sen hydrodynaaminen leikkaus voimat
Saippuoimalla
Saippuointi kuvaa kemiallista reaktiota, joka tuottaa saippua. Saippuoitumisen prosessissa kasvi öljyt tai eläin rasvat muunnetaan rasva happo suoloiksi – "saippua" – ja glyserolia, joka on alkoholia. Reaktio vaatii liuoksen emäs emäksen (esim. NaOH tai KOH) vedessä ja myös lämpöä aloittaa reaktion.
Saippuoitumisen reaktio vaiheet ovat seuraavat:
- Hydroksidin rasva happo esterien nukleofiilinen hyökkäys
- Ryhmän poistamisen jättäminen
- Deprotonoituu
Saippuoitumisen reaktiota käytetään kaupallisesti öljyn ja voitelu aineiden tuottamiseen.
Vaikka natriumhydroksidin kovaa saippuaa ja kaliumhydroksidin pehmeää saippuaa käytetään jokapäiväiseen puhdistukseen, on myös erityisiä saippuoita, jotka on tuotettu muilla metallihydroksideilla. Esimerkiksi litium saippuat ja kalsium saippuat käytetään voitelu aineena rasvoja. On myös “monimutkainen saippuat” koostuu metallisten saippuoiden seoksesta.
hydrolyysi
Hydrolyysiin liittyy orgaanisen kemikaalin reaktio vedellä, joka muodostaa kaksi tai useampia uusia aineita ja tarkoittaa yleensä kemiallisten sidosten pilkkomista lisäämällä vettä. Esterit voidaan halkaistut takaisin karboksyylihappo ja alkoholin reaktio vedellä ja pohja. Saippuaa tuotetaan rasvan tai öljyn esterien hydrolysoimalla.
Emäksinen pohja
Emäksinen pohja reagenssit (limaa) tarvitaan saippuoitumisen öljyt ja rasvat. Triglyseridien on reagoinut pohja – natrium-tai Kaliumhydroksidi – jotta voidaan tuottaa glyserolia ja rasva happo suolaa, niin sanottu "saippua". Kaliumhydroksidi on epäorgaaninen yhdiste kaavan KOH, ja on yleisesti kutsutaan Kaustinen potaska. Natriumhydroksidi (NaOH) on toinen prototyypillinen vahva pohja. Kun käytetään natriumhydroksidia, tuotetaan kovaa saippuaa, kun taas kaliumhydroksidin käyttö aiheuttaa pehmeän saippuan.
Reactant vs reagenssin
Lähtö aineeseen on aine, jota käytetään tai kulutetaan kemiallisessa reaktiossa. Verrattuna reagenssin, lähtö aineeseen tarvitaan suurempia määriä. Reagenssia on aine, jota käytetään reaktion käynnistämiseen, reaktion tukemiseen ja se kulutetaan reaktiossa, kontrasteissa katalyteille, joita ei käytetä reaktiossa.