Technologie des ultrasons Hielscher

MultiPhaseCavitator-Insert pour Réacteur à Flux Ultrasonique

Le MultiPhaseCavitator Insert (InsertMPC48) est conçu pour améliorer le traitement par ultrasons de liquide / liquide ou les mélanges liquide / gaz. 48 canules très fines injecter un liquide ou un gaz dans une phase liquide à droite dans la zone de cavitation. Cela crée très petites gouttelettes en suspension ou des bulles de gaz produisant une surface spécifique très élevée.
Cet insert est particulièrement utile pour la chimie de l'émulsion, comme la phase de transfert de réactions, Phase-transfert-Catalyse (PTC) ou liquide-liquide d'extraction. Un autre domaine d'application intéressant est la précipitation des particules à partir de deux précurseurs liquides ou sono-cristallisation. Cet insert est conçu pour les réacteurs à cellules de flux Hielscher et permet le traitement par lots ou en continu.
Montre détail d'injection de phase multi-phase-Cavitator

L'injection dans multiphasecavitator ultrasons

Et un 48 ports d'injection

L'ultrasonication est un moyen efficace d'émulsification et de mélange. Différent de la configuration conventionnelle, où des phases séparées sont combinées avant d'entrer dans la cellule d'écoulement et la cavitation, cet insert de cellule d'écoulement améliore la combinaison des deux phases. Quand un liquide est injecté à travers les 48 canules fines, il pénètre dans la cellule d'écoulement dans des brins très étroits. L'insert utilise très 48 canules médicales fines avec des diamètres intérieurs de 0,3 mm à 1,2 mm. Ces canules peuvent être facilement remplacées et sont un consommable à faible coût (stérile, environ 2ct / pc). La cavitation ultrasonique (à 20 kHz) coupe les 48 brins liquides entrants en petites gouttelettes quand ils entrent dans la phase liquide dans la cellule d'écoulement.
La conception applique la même pression d'alimentation d'une alimentation à tous les 48 canules pour niveler l'écoulement entre les canules.

InsertMPC48 pour réacteur à cuve à circulation

48 orifices d'entrée dans le réacteur à ultrasons pour les réactions liquide-liquide

Utilisations et applications

Ultrasons mélange de chimie Emulsionréacteurs à ultrasons Hielscher sont souvent utilisés pour émulsionner, pour améliorer la cinétique du processus de transfert de phase ou les taux de dissolution dans les systèmes de phase liquide-liquide. Des exemples de tels procédés sont la désulfuration par oxydation avec du peroxyde d'hydrogène et l'extraction au solvant ultérieure ou la transestérification catalysée par une base de triglycérides.
La solubilité limitée d'une phase de réactif dans une autre phase de réactif est un problème important dans la chimie de l'émulsion de traitement car les deux phases réagissent l'une avec l'autre seulement à l'interphase. Sans ultrasons, ceci entraîne des taux de réaction faibles et une cinétique de conversion lente dans les systèmes à deux phases.
Utilisation de l'insert avec un réacteur à ultrasons, la cavitation produit un fort cisaillement hydraulique et brise la phase injecté dans des gouttelettes submicroniques et nanométriques. Comme la surface spécifique de la limite de phase est influent pour le taux chimique de la réaction de cette réduction significative du diamètre des gouttelettes améliore la cinétique de réaction et peut réduire ou éliminer la nécessité pour les agents de transfert de phase. Le pourcentage en volume de la phase injectée peut être abaissée, parce que les emulsions les plus fines ont besoin de moins de volume pour fournir la même surface de contact avec l'autre phase de réactif.
L'utilisation de cet insert peut diminuer la quantité requise de catalyseur en émulsion amphiphiles ou Les catalyseurs de transfert de phase (PTC), Tels que les sels d'ammonium quaternaire avec leur capacité unique à se dissoudre dans les liquides aqueux et organiques.

Transfert de masse pour des réactions chimiques améliorée

Lorsque deux phases réactives réagissent à une limite de phase, les produits de réaction accumulent à la surface des gouttelettes et de bloquer les phases de réactifs d'interagir à l'interface. Le cisaillement hydraulique provoquée par les résultats de cavitation ultrasonique dans un écoulement turbulent et le transport de matériau depuis et vers les surfaces des gouttelettes et conduit à la formation et la coalescence subséquente répétée de nouvelles gouttelettes. Comme la réaction progresse au fil du temps, sonication maximise l'exposition et l'interaction des réactifs.
Cet effet est utilisé dans de nombreux procédés, tels que la transestérification d'huiles végétales en biodiesel ou la synthèse des polyesters par la transestérification de diesters avec des diols pour former des macromolécules.

Émulsification / émulsification

Cet insert de cellule d'écoulement améliore l'émulsification lors du mélange des liquides non miscibles. Cela conduit à de plus petites tailles de gouttelettes et une distribution de taille étroite – facteur clé pour la stabilité d'une émulsion. Avec cette conception, vous pouvez injecter et émulsionner des liquides de viscosité basse et moyenne dans des liquides de viscosité même élevés, tels que les fiouls lourds (HFO), des polymères ou des gels. Certaines formulations peuvent nécessiter des émulsifiants ou stabilisants à ajouter. Dans ce cas, il est utile de mélanger uniformément l'émulsifiant. conceptions sur mesure pour l'injection de plus d'une phase si les canules sont disponibles sur demande.

Extraction liquide-liquide

Cet insert améliore les procédés d'extraction liquide-liquide en faisant une émulsion turbulent fine taille, par exemple, d'une phase de solvant dans une phase huileuse. Encore une fois, ce qui augmente la surface de contact de phase et conduit à une meilleure extraction et de réduire l'utilisation de solvants.

Aqua-carburants pour la combustion plus propre

fiouls de qualité inférieure, tels que le mazout lourd utilisés sur les navires ou pour la production d'énergie peuvent être émulsionnée avec de l'eau. Il en résulte une combustion plus efficace et une réduction significative de NOx les émissions et la suie.
En savoir plus sur l'émulsification ultrasonique des aquacombustibles (émulsions-combustibles) !

InsertMPC48 avec 48 canules fines

InsérerMPC48 – 48 canules fines se terminent dans la zone de cavitation

FC100L1K-1S avec InsertMPC48

Cellule de débit à ultrasons réacteur FC100L1K-1S avec InsertMPC48

Une meilleure conception crée de meilleurs résultats!

Précipitations / Sono-Cristallisation

Des pigments ou des nanoparticules peuvent être générés de bas en haut par précipitation dans des liquides. Dans ce cas, un mélange sursaturé commence à former des particules solides ou des cristaux à partir du matériau hautement concentré. Ces particules vont croître jusqu'à un certain point et finalement précipiter. Afin de contrôler la taille et la morphologie des particules / cristaux, le contrôle du mélange précurseur / réactif est essentiel.
En général, le procédé de précipitation comprend: le mélange, la sursaturation, la nucléation, la croissance des particules, et l'agglomération. Celui-ci est évité par une faible concentration en solide ou par des agents de stabilisation. Le mélange est critique; comme pour la plupart des processus de précipitation, la vitesse de la réaction est très élevée. Le InsertMPC48 combine les jets injectés étroites rapides avec un fort cisaillement cavitation ultrasonique. Ceci maximise la vitesse de mélange et la performance des particules créant de plus en plus petites.

distribution de la taille des particules de Fe3O4

les particules de distribution de taille de particules de Fe3O4 (magnétite) générés dans une réaction de précipitation par ultrasons en continu (Banert et al., 2004).

Contactez-nous!/ Demandez pour plus d'informations!

Parlez-nous de vos besoins de traitement. Nous vous recommandons les paramètres d'installation et traitement plus adaptés pour votre projet.





Veuillez prendre note de notre Politique de confidentialité.


Des essais de laboratoire à l'échelle pilote et production

Hielscher Ultrasonics propose des équipements pour tester, vérifier et utiliser cette technologie à toute échelle. Le concept est facile à intégrer dans les processus existants.

  1. Parasites phase A dans l'orifice d'entrée de liquide au fond de la cellule d'écoulement
  2. Flux de phase B dans l'orifice d'entrée de liquide plus petite (s) sur le côté de la cellule d'écoulement. Ce flux est injecté dans la zone de cavitation 48 à travers des tubes fins
  3. Régler la pression du réacteur à l'aide d'une soupape de contre-pression à l'orifice de sortie de la cellule d'écoulement

Au niveau paillasse une UIP1000hd (1kW) peut traiter des débits de 100 à 1000 litres / h (25 à 250 gal / h) pour la démonstration de processus et pour l'optimisation des paramètres de sonication. processeurs à ultrasons Hielscher sont conçus pour mise à l'échelle linéaire des volumes de traitement plus importants à l'échelle pilote ou à la production. Le tableau ci-dessous répertorie les volumes de traitement et la taille des équipements recommandés.

lot Volume Débit Appareils recommandés
0.2L 0.25 à 2 m3/heure UIP1000hd, UIP2000hd
0.2L 1 à 8 m3/heure UIP4000
n / a. 4 à 30 m3/heure UIP16000
n / a. au-dessus de 30 m3/heure groupe de UIP10000 ou UIP16000