Hielscherin ultraäänireaktoreita käytetään monilla teollisuudenaloilla auttamaan ja parantamaan katalyyttistä uuttamisprosessia (CEP) tai ns. Vaiheensiirto-uutetta (PTE). Katalyyttinen uuttaminen käsittää heterogeenisen sekoittumattoman faasijärjestelmän, kuten nestemäisen nesteen tai nestemäisen kiinteän aineen. Ultrasonic-suuret leikkaus- ja kavitaatiovoimat parantavat liukenevien aineiden liukenemista, mikä johtaa merkittävästi nopeampaan ja täydellisempään uuttoon. Lisäksi tätä vaikutusta voidaan käyttää käytetyn liuottimen tai hapon määrän vähentämiseen. Todistettu tekniikka käyttää ultrasonically assistoitua uuttoa, koska yhä kasvava kysyntä ympäristöystävällisiä uuttamistekniikoita lyhentää uuttoaikaa ja vähentää orgaanisen liuottimen kulutusta.

Ultrasonically Assisted Catalytic Extractionin periaate

Aineen poistamista varten sekoittumattomat faasit on sekoitettava siten, että uutettava aine voidaan liuottaa kantovaiheesta liuotinfaasiin. Yleisimmin vaiheensiirto-uutteet suoritetaan dispergoidusta faasista jatkuvaan faasiin, mikä tarkoittaa, että pisarat ja hiukkaset on hajotettava homogeenisesti liuottimeen.
Teho-ultraääni on tunnettu sekoitus- ja uuttamenetelmä, jolla on useita myönteisiä vaikutuksia uuttoprosessiin:

Edut Ultrasonic Extraction:

• rikkoa rajakerrokset
• voittaa van-der-Waalsin voimat
• siirrä tyydyttymätöntä nesteä kosketuspintaan
• vähentää tai eliminoida siirtovälineiden tarvetta
• lyhentää aikaa, lämpötilaa ja / tai pitoisuutta
• pienempi ylimäärä verrattuna täyteen kyllästymiseen tarvittavaan tilavuuteen
• vähemmän puhdistettavaa tilavuutta (esim. tislaamalla, haihduttamalla, kuivaamalla)
• ei jatkuvasti sekoitettuja reaktoreita (CSR)
• säästä energiaa
• ei annostelua vaan inline-käsittelyä
• käytä vähemmän happamia tai halvempia liuottimia
• välttää liuottimia, käytä vesipitoista
• prosessi korkean kiintoainepitoisuuden tai korkean viskositeetin lietteitä
• vihreä käsittely: ympäristöystävällinen
• käyttää orgaanisia happoja, kuten omenahappoa tai sitruunahappoa
• välttää monivaiheiset uuttoprosessit

Neste-neste uutto

Perinteinen prosessi: Neste-neste-uutto on ositusmenetelmä nestemäisen faasin uuttamiseksi toiseen nestemäiseen faasiin perustuen aineen suhteellisiin liukoi- suuksiin kahdessa eri sekoittumattomassa nestefaasissa. Ultrasonologian käyttö parantaa nopeutta, jolla liuos siirretään kahden vaiheen välillä suurella teholla sekoittaminen, Emulgointikoeja liuottamalla!
Neste-neste-uutto on erotustekniikka arvokkaiden komponenttien eristämiseksi ja konsentroimiseksi vesiliuoksesta käyttämällä orgaanista liuotinta. Neste-neste-uuttoa käytetään usein, kun muut erotustekniikat (esim. Tislaus) ovat tehottomia. Lääkeaineessa käytetään neste-neste-uuttoa & kosmetiikka (aktiiviset yhdisteet, API, tuoksut) sekä elintarvike- ja maatalousteollisuus, orgaaninen ja epäorgaaninen kemia, petrokemian teollisuus ja hydrometallurgia.

Ongelma: Yleinen ongelma on nestemäisten faasien sekoittumattomuus (liuotin ja laimennusaine ovat sekoittumattomia), joten tarvitaan sopiva sekoitusmenetelmä. Sekä nestemäisten faasien tasaisen sekoittumisen edistäessä laimennusaineen ja liuottimen välistä faasivaihtoa on luotettava dispergointi- tai emulgointimenetelmä ratkaiseva. Mitä hienojakoisempi seos ja sitä suurempi molempien vaiheiden välinen kosketusalue, sitä parempi liuenneeni voi kulkea yhdestä nestefaasista toiseen nestefaasiin. Perinteiset uuttoprosessit eivät yleensä ole massansiirron edistämisessä niin, että uuttoprosessi on hidas ja usein epätäydellinen. Vedonpoiston parantamiseksi käytetään usein liiallisia määriä liuotinta, mikä tekee prosessista kallista ja ympäristöllisesti saastuttavaa.

Ratkaisu: Nestemäinen-nestemäinen ultraäänitöinti eroaa perinteisistä neste-neste-uuttamistekniikoista eri kohdissa:
Teho ultraääni sekoittaa kaksi tai useampia nestemäisiä faaseja luotettavasti ja helposti yhdessä. Ultrasonication avulla pisaroita voidaan vähentää nanokokoiseksi niin, että hieno mikro- ja nanoemulsioita saadaan. Näin syntyneet kavitaatiovoimat edistävät massan siirtymistä nestefaasien välillä. Koska sonikointi voidaan suorittaa jatkuvassa inline-järjestelmässä, suuria määriä ja erittäin viskooseja nesteitä voidaan käsitellä ongelmitta.
Mutta myös mikrosuodatusta, esim. Analyyttisiin tarkoituksiin, voidaan parantaa myös sonikoimalla (esim. Ioni- nen nestemäinen mikrouute ultraäänimulsifikaatiolla).

Edut Ultrasonic Extraction:
Tehokas ultraäänivoimat – joka syntyy alhaisen taajuuden / suuritehoisen ultraäänen avulla – auttaa

• muokata pisaroita
• vältä emulsiota siirtäviä aineita tai amfifilisiä katalyyttejä
• vältä pesuaineiden tai pinta-aktiivisten aineiden käyttöä
• vältä amfifilisiä katalyyttejä, pesuaineita tai pinta-aktiivisia aineita
• tuottavat turbulentteja epästabiileja emulsioita ilman pinta-aktiivisia kerroksia

Kiinteä-nestemäinen uuttaminen

Kiinteän neste-uuton tai kiinteän faasin uuttumisen (SPE) tarkoituksena on erottaa analyytit, jotka liuotetaan tai suspensoidaan nestemäiseen seokseen ja eristetään ne matriisista fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksiensa mukaisesti. Siksi isolaatti eluoidaan sorbeeneistä sopivan liuottimen avulla. Uutettua ainetta kutsutaan eluiksi.
Tavanomaiset SPE-tekniikat ovat maceraatio, soxhlet-uutto, perkolaatio, refluksointilämpötilan ja höyryn tislauksen yhdistelmä tai nopea sekoitus / turbo-uutto. Kiinteä-neste-uutto on yleinen menetelmä yhdisteiden erottamiseksi biologiasta, kemiasta sekä elintarvike-, lääke- ja kosmetiikkateollisuudesta. Metallien uuttaminen tunnetaan myös liuotuksena.
Ongelma: Tavanomaiset SPE-tekniikat tunnetaan aikaa vieviksi ja vaativat suhteellisen suuria määriä liuottimia, jotka ovat enimmäkseen ympäristöä vaarallisia ja saastuttavia. Korkeat prosessilämpötilat voivat jopa johtaa lämpöherkkien uutteiden tuhoamiseen.
Ratkaisu: Ultrason avulla avustetun kiinteän nesteen uuttamisen avulla perinteiset SPE: n yhteiset ongelmat voidaan yleensä voittaa. Koska sonikaatio aikaansaa kiinteän aineen hienojakoisen jakautumisen liuotusvaiheessa, on käytettävissä suurempi rajapintaraja, niin että kohdeaineen massan siirtyminen liuottimeen paranee. Tämä johtaa nopeampaan ja täydellisempään uuttoon, kun taas liuottimen käyttöä vähennetään tai vältetään kokonaan (käytä vettä nestemäisenä faasina). Teho-ultraäänen avulla kiinteäfaasiuute voidaan tehdä tehokkaammaksi, taloudellisemmaksi ja ympäristöystävällisemmäksi. Pilaavien tai vaarallisten liuottimien vähentämisen tai välttämisen vuoksi ultraäänidettä voidaan pitää ympäristöystävällisenä vihreä prosessi. Taloudellisesti prosessikustannukset vähenevät energian, liuottimen ja ajan säästön takia.

Hielscherin laitteet mille tahansa asteikolle

Sonication laboratorioissa, penkki-Top ja tuotanto-asteikko
Kaikki Hielscherin ultraäänilaitteet on rakennettu 24 h / 7d, vaikka ultraäänitutkimusten homogenisaattorit voivat käsitellä huomattavia määriä joko panos- tai läpivirtaustilassa. Penkki- ja teollisuuskondensaattorit on suunniteltu ja valmistettu teollisuuskäyttöön siten, että suuret määrät ja korkeat viskositeetit voidaan käsitellä ongelmitta – jopa vaativissa olosuhteissa, kuten korkeissa paineissa ja korkeissa lämpötiloissa (esim. ylikriittisen CO: n kanssa₂, ekstruusioprosesseihin jne.). Hielscherin kestävät ultrasonicators pystyvät käsittelemään liuottimia, hankaavia nesteitä ja syövyttäviä aineita. Sopivat lisävarusteet mahdollistavat ultraäänisysteemin optimaalisen sovittamisen uuttoprosessivaatimuksiin. Asennukseen vaarallisissa ympäristöissä, ATEX tai FM mitoitettu räjähdysvaaralliset ultraäänijärjestelmät Ovat saatavilla.
Tämän ansiosta Hielscherin vankat ja voimakkaat ultraäänijärjestelmät ja laaja valikoima Lisätarvikkeet mahdollistaa sellaisten materiaalien, kuten kuuman veden / nesteiden, happojen, metallisten sulatteiden, suolaliuosten, liuottimien (esim. metanolin, heksaanin, orgaanisten, polaaristen liuottimien, esim. asetonitriilin) ​​sonikoimisen.

Taajuuskaavio: Ultraäänivaiheen siirron uuttamisvaiheet