સોનોકેમિસ્ટ્રી અને સોનોકેમિકલ રિએક્ટરો
સોનોકેમિસ્ટ્રી એ રસાયણશાસ્ત્રનું એવું ક્ષેત્ર છે જેમાં રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ (સંશ્લેષણ, ઉત્પ્રેરણ, વિઘટન, પોલિમરાઇઝેશન, જલવિઘટન વગેરે) પ્રેરિત કરવા, ઝડપી બનાવવા અને બદલવા માટે ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ થાય છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી ઉત્પન્ન થતા કેવિટેશનની વિશેષતા તેની અનન્ય ઊર્જા-સઘન પરિસ્થિતિઓ છે, જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને પ્રોત્સાહિત કરે છે અને તીવ્ર બનાવે છે. વધુ ઝડપી પ્રતિક્રિયા દર, વધુ ઊપજ અને પર્યાવરણને અનુકૂળ, વધુ સૌમ્ય અભિકારકોનો ઉપયોગ સોનોકેમિસ્ટ્રીને સુધારેલી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ મેળવવા માટે અત્યંત લાભદાયી સાધન બનાવે છે.
સોનોકેમિસ્ટ્રી
સોનોકેમિસ્ટ્રી એ સંશોધન અને પ્રક્રિયાનું એવું ક્ષેત્ર છે જેમાં ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેશનના ઉપયોગને કારણે (દા.ત., 20 kHz) અણુઓ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. સોનોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ માટે જવાબદાર ઘટના ધ્વનિક કેવિટેશન છે. શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોની ઊર્જા પ્રવાહી અથવા સ્લરીમાં સંચારિત કરવામાં આવે ત્યારે ધ્વનિક અથવા અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન થાય છે. પ્રવાહીમાં શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોથી સર્જાતાં એકાંતરે આવતા ઉચ્ચ દબાણ / નીચા દબાણનાં ચક્રોને કારણે નિર્વાત પરપોટા (કેવિટેશનથી સર્જાતી ખાલી જગ્યાઓ) ઉત્પન્ન થાય છે, જે દબાણનાં અનેક ચક્રો દરમિયાન મોટા થાય છે. જ્યારે કેવિટેશનનો નિર્વાત પરપોટો એવા ચોક્કસ કદ સુધી પહોંચે છે કે તે વધુ ઊર્જા શોષી શકતો નથી, ત્યારે તે પ્રચંડ રીતે અંદરની તરફ ધસી પડીને તૂટી જાય છે અને અત્યંત ઊર્જા-સઘન હોટ સ્પોટ બનાવે છે. સ્થાનિક રીતે સર્જાતા આ હોટ સ્પોટની વિશેષતાઓ અત્યંત ઊંચાં તાપમાન, દબાણ અને અત્યંત ઝડપી પ્રવાહી જેટનાં સૂક્ષ્મ પ્રવાહો છે.
સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાંથી બનેલું બંધ બેચ રિએક્ટર અલ્ટ્રાસોનિકેટર UIP2000hdT (2kW, 20kHz)થી સજ્જ છે.
ધ્વનિક કેવિટેશન અને ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેશનની અસરો
ધ્વનિક કેવિટેશન, જેને ઘણીવાર અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન પણ કહેવામાં આવે છે, તેને સ્થિર અને ક્ષણિક કેવિટેશન એમ બે સ્વરૂપોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. સ્થિર કેવિટેશન દરમિયાન કેવિટેશનનો પરપોટો તેની સંતુલન ત્રિજ્યાની આસપાસ ઘણીવાર દોલન કરે છે, જ્યારે ક્ષણિક કેવિટેશન દરમિયાન અલ્પજીવી પરપોટાના કદમાં થોડાં ધ્વનિક ચક્રોમાં જ ધરખમ ફેરફારો થાય છે અને અંતે તે પ્રચંડ રીતે તૂટી પડે છે (Suslick 1988). દ્રાવણમાં સ્થિર અને ક્ષણિક કેવિટેશન એકસાથે થઈ શકે છે અને સ્થિર કેવિટેશનમાંથી પસાર થતો પરપોટો ક્ષણિક પોલાણ બની શકે છે. પરપોટાનું અંદરની તરફ ધસી પડીને તૂટી જવું, જે ક્ષણિક કેવિટેશન અને ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળા સોનિકેશનની લાક્ષણિકતા છે, તે વિવિધ ભૌતિક પરિસ્થિતિઓ સર્જે છે, જેમાં 5000–25,000 K જેટલાં અત્યંત ઊંચાં તાપમાન, અનેક 1000 bar સુધીનું દબાણ અને 1000m/s સુધીના વેગવાળા પ્રવાહી પ્રવાહોનો સમાવેશ થાય છે. કેવિટેશનના પરપોટા એક નેનોસેકન્ડ કરતાં ઓછા સમયમાં તૂટી પડે છે અથવા અંદરની તરફ ધસી પડે છે, તેથી ગરમ થવાના અને ઠંડા પડવાના અત્યંત ઊંચા દર 1011 K/s કરતાં વધુ હોવાનું જોવા મળે છે. ગરમ થવાના આવા ઊંચા દર અને દબાણના તફાવતો પ્રતિક્રિયાઓ શરૂ કરી શકે છે અને ઝડપી બનાવી શકે છે. સર્જાતા પ્રવાહી પ્રવાહોની વાત કરીએ તો, વિષમાંગી ઘન–પ્રવાહી સ્લરીના કિસ્સામાં આ ઊંચી ગતિવાળા સૂક્ષ્મ જેટ ખાસ કરીને ખૂબ લાભદાયી હોય છે. પ્રવાહી જેટ તૂટી પડતા પરપોટાના સંપૂર્ણ તાપમાન અને દબાણ સાથે સપાટી પર અથડાય છે અને કણો વચ્ચેની અથડામણ તેમજ સ્થાનિક ગલન દ્વારા ધોવાણ સર્જે છે. પરિણામે, દ્રાવણમાં દ્રવ્યમાનનું સ્થાનાંતરણ નોંધપાત્ર રીતે સુધરેલું જોવા મળે છે.
ઓછું બાષ્પદબાણ ધરાવતાં પ્રવાહીઓ અને દ્રાવકોમાં અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન સૌથી અસરકારક રીતે ઉત્પન્ન થાય છે. તેથી, ઓછું બાષ્પદબાણ ધરાવતાં માધ્યમો સોનોકેમિકલ ઉપયોગો માટે અનુકૂળ હોય છે.
અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનના પરિણામે ઉત્પન્ન થતાં તીવ્ર બળો પ્રતિક્રિયાઓના માર્ગોને વધુ કાર્યક્ષમ માર્ગો તરફ બદલી શકે છે, જેથી વધુ સંપૂર્ણ રૂપાંતરણો અને/અથવા અનિચ્છનીય આડપેદાશોનું ઉત્પાદન ટાળી શકાય છે.
કેવિટેશનના પરપોટાઓના ધ્વંસથી સર્જાતા ઊર્જાસઘન અવકાશને હોટ-સ્પોટ કહેવામાં આવે છે. તીવ્ર હોટ-સ્પોટ અને અનુકૂળ સોનોકેમિકલ પરિસ્થિતિઓ ઉત્પન્ન કરવા માટે 20kHz ની શ્રેણીમાં ઓછી આવૃત્તિવાળા, ઉચ્ચ શક્તિના અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ અને ઉચ્ચ કંપવિસ્તાર ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતા સુસ્થાપિત છે.
વ્યાવસાયિક સોનોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રયોગશાળા સાધનો તેમજ ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટરો સહેલાઈથી ઉપલબ્ધ છે અને પ્રયોગશાળા, પાઇલટ તથા સંપૂર્ણ ઔદ્યોગિક સ્તરે વિશ્વસનીય, કાર્યક્ષમ અને પર્યાવરણને અનુકૂળ હોવાનું પુરવાર થયું છે. સોનોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ બેચ પ્રક્રિયા તરીકે (એટલે કે ખુલ્લા પાત્રમાં) અથવા બંધ ફ્લો સેલ રિએક્ટરનો ઉપયોગ કરીને ઇન-લાઇન પ્રક્રિયા તરીકે કરી શકાય છે.
સોનો-સંશ્લેષણ
સોનો-સંશ્લેષણ અથવા સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ એટલે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ શરૂ કરવા અને તેમને પ્રોત્સાહન આપવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક રીતે ઉત્પન્ન કરાયેલા કેવિટેશનનો ઉપયોગ. ઉચ્ચ શક્તિનું અલ્ટ્રાસોનિકેશન (દા.ત., 20 kHz પર) અણુઓ અને રાસાયણિક બંધો પર પ્રબળ અસરો દર્શાવે છે. દાખલા તરીકે, તીવ્ર સોનિકેશનથી થતી સોનોકેમિકલ અસરોને કારણે અણુઓનું વિભાજન થઈ શકે છે, મુક્ત મૂલકો ઉત્પન્ન થઈ શકે છે અને/અથવા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયામાર્ગો બદલાઈ શકે છે. તેથી વિવિધ પ્રકારની નેનોસંરચિત સામગ્રીઓના નિર્માણ અથવા ફેરફાર માટે સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. સોનો-સંશ્લેષણ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી નેનોસામગ્રીઓનાં ઉદાહરણોમાં નેનોકણો (NPs) (દા.ત., સોનાના NPs, ચાંદીના NPs), રંજકદ્રવ્યો, કોર-શેલ નેનોકણો, નેનો-હાઇડ્રોક્સિએપેટાઇટ, ધાતુ-કાર્બનિક માળખાં (MOFs), સક્રિય ઔષધીય ઘટકો (APIs), સૂક્ષ્મગોળાઓથી સુશોભિત નેનોકણો, નેનો-સંયુક્ત સામગ્રીઓ સહિત અન્ય ઘણી સામગ્રીઓનો સમાવેશ થાય છે.
ઉદાહરણો: ફેટી એસિડ મિથાઇલ એસ્ટરો (બાયોડીઝલ)નું અલ્ટ્રાસોનિક ટ્રાન્સએસ્ટરિફિકેશન અથવા અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરીને પોલિઓલ્સનું ટ્રાન્સએસ્ટરિફિકેશન.
શ્રેષ્ઠતમ પરિસ્થિતિઓમાં સોનોકેમિકલ રીતે સંશ્લેષિત કરાયેલા ચાંદીના નેનોકણો (Ag-NPs)નું TEM ચિત્ર (A) અને તેમનું કણકદ વિતરણ (B).
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે પ્રોત્સાહિત સ્ફટિકીકરણ (સોનો-સ્ફટિકીકરણ)નો પણ વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે, જેમાં અતિસંતૃપ્ત દ્રાવણો બનાવવા, સ્ફટિકીકરણ / અવક્ષેપન શરૂ કરવા અને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાના પરિમાણો દ્વારા સ્ફટિકનું કદ અને આકારરચના નિયંત્રિત કરવા માટે ઉચ્ચ શક્તિના અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ થાય છે. સોનો-સ્ફટિકીકરણ વિશે વધુ જાણવા અહીં ક્લિક કરો!
સોનો-ઉત્પ્રેરણ
રાસાયણિક નિલંબન અથવા દ્રાવણનું સોનિકેશન કરવાથી ઉત્પ્રેરકીય પ્રતિક્રિયાઓમાં નોંધપાત્ર સુધારો થઈ શકે છે. સોનોકેમિકલ ઊર્જા પ્રતિક્રિયાનો સમય ઘટાડે છે અને ઉષ્મા તથા દ્રવ્યના સ્થાનાંતરણમાં સુધારો કરે છે, જેના પરિણામે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાના વેગ અચળાંકો, નીપજો અને પસંદગીક્ષમતાઓમાં વધારો થાય છે.
ઉચ્ચ શક્તિના અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અને તેની સોનોકેમિકલ અસરોના ઉપયોગથી ઘણી ઉત્પ્રેરકીય પ્રક્રિયાઓને ખૂબ જ મોટો લાભ થાય છે. બે કે તેથી વધુ પરસ્પર અમિશ્રણીય પ્રવાહીઓ અથવા પ્રવાહી-ઘન સંયોજન ધરાવતી કોઈપણ વિષમાંગી પ્રાવસ્થા સ્થાનાંતરણ ઉત્પ્રેરણ (PTC) પ્રતિક્રિયાને સોનિકેશન, સોનોકેમિકલ ઊર્જા અને સુધરેલા દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણથી લાભ થાય છે.
દાખલા તરીકે, પાણીમાં ફિનોલના ધ્વનિપ્રયોગ વિનાના અને અલ્ટ્રાસોનિક સહાયિત ઉત્પ્રેરકીય ભીના પેરોક્સાઇડ ઑક્સિડેશનના તુલનાત્મક વિશ્લેષણથી જાણવા મળ્યું કે સોનિકેશનથી પ્રતિક્રિયાનો ઊર્જા અવરોધ ઘટ્યો હતો, પરંતુ પ્રતિક્રિયામાર્ગ પર કોઈ અસર થઈ નહોતી. સોનિકેશન દરમિયાન RuI3 ઉત્પ્રેરક પર ફિનોલના ઑક્સિડેશન માટેની સક્રિયણ ઊર્જા 13 kJ mol-1 હોવાનું જણાયું હતું, જે ધ્વનિપ્રયોગ વિનાની ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયાની તુલનામાં ચાર ગણી ઓછી હતી (57 kJ mol-1). (Rokhina et al, 2010)
સોનોકેમિકલ ઉત્પ્રેરણનો ઉપયોગ રાસાયણિક ઉત્પાદનો બનાવવા માટે તેમજ ધાતુઓ, મિશ્રધાતુઓ, ધાતુ સંયોજનો, અધાતુ પદાર્થો અને અકાર્બનિક સંયુક્ત પદાર્થો જેવા માઇક્રોન અને નેનો સ્તરની સંરચના ધરાવતા અકાર્બનિક પદાર્થોના ઉત્પાદન માટે સફળતાપૂર્વક થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક સહાયિત PTCનાં સામાન્ય ઉદાહરણોમાં મુક્ત ફેટી એસિડનું મિથાઇલ એસ્ટર (બાયોડીઝલ)માં ટ્રાન્સએસ્ટરીકરણ, જલવિઘટન, વનસ્પતિ તેલોનું સાબુનીકરણ, સોનો-ફેન્ટન પ્રતિક્રિયા (ફેન્ટન જેવી પ્રક્રિયાઓ), સોનોકેટાલિટિક વિઘટન વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.
સોનો-ઉત્પ્રેરણ અને વિશિષ્ટ ઉપયોગો વિશે વધુ વાંચો!
સોનિકેશન એઝાઇડ-આલ્કાઇન ચક્રીય સંકલન પ્રતિક્રિયાઓ જેવી ક્લિક રસાયણશાસ્ત્રની પ્રતિક્રિયાઓમાં સુધારો કરે છે!
અન્ય સોનોકેમિકલ ઉપયોગો
વૈવિધ્યસભર ઉપયોગો, વિશ્વસનીયતા અને સરળ સંચાલનને કારણે UP400St અથવા UIP2000hdT જેવી સોનોકેમિકલ પ્રણાલીઓ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ માટે કાર્યક્ષમ ઉપકરણો તરીકે મૂલ્યવાન ગણાય છે. Hielscher Ultrasonicsનાં સોનોકેમિકલ ઉપકરણોનો ઉપયોગ બેચ સોનિકેશન (ખુલ્લા બીકરમાં) માટે અને સોનોકેમિકલ ફ્લો સેલ દ્વારા સતત ઇનલાઇન સોનિકેશન માટે સરળતાથી કરી શકાય છે. સોનો-સંશ્લેષણ, સોનો-ઉત્પ્રેરણ, વિઘટન અથવા પોલિમરીકરણ સહિતના સોનોકેમિસ્ટ્રીના ઉપયોગો રસાયણશાસ્ત્ર, નેનો ટેક્નોલોજી, પદાર્થ વિજ્ઞાન, ઔષધ ઉદ્યોગ, સૂક્ષ્મજીવવિજ્ઞાન તેમજ અન્ય ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે થાય છે.
ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિકેટર UIP2000hdT (2kW) સોનોકેમિકલ ઇનલાઇન રિએક્ટર સાથે સજ્જ છે.
ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળાં સોનોકેમિકલ ઉપકરણો
કાર્યક્ષમ અને વિશ્વસનીય સોનોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ માટે નવીન, અત્યાધુનિક અલ્ટ્રાસોનિકેટરો, સોનોકેમિકલ ફ્લો સેલ, રિએક્ટરો અને સહાયક સાધનો પૂરા પાડવામાં Hielscher Ultrasonics તમારો અગ્રણી પુરવઠાકર્તા છે. તમામ Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની રચના, ઉત્પાદન અને પરીક્ષણ માત્ર જર્મનીના ટેલ્ટો (બર્લિન નજીક) ખાતે આવેલા Hielscher Ultrasonicsના મુખ્ય મથકમાં જ થાય છે. સર્વોચ્ચ તકનીકી ધોરણો, ઉત્કૃષ્ટ મજબૂતાઈ અને અત્યંત કાર્યક્ષમ કામગીરી માટે 24/7/365 સંચાલન ઉપરાંત, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરોનું સંચાલન સરળ અને વિશ્વસનીય છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, સ્માર્ટ સોફ્ટવેર, સાહજિક મેનુ, સ્વચાલિત ડેટા નોંધણી અને બ્રાઉઝર દ્વારા દૂરસ્થ નિયંત્રણ એ Hielscher Ultrasonicsને અન્ય સોનોકેમિકલ ઉપકરણ ઉત્પાદકોથી અલગ પાડતી વિશેષતાઓમાંથી માત્ર કેટલીક છે.
ચોકસાઈથી સમાયોજિત કરી શકાય તેવા કંપનવિસ્તારો
કંપનવિસ્તાર એ સોનોટ્રોડના આગળના છેડે (ટોચ પર) થતું વિસ્થાપન છે (સોનોટ્રોડને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ અથવા હોર્ન પણ કહેવાય છે) અને તે અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનને પ્રભાવિત કરતું મુખ્ય પરિબળ છે. વધુ ઊંચા કંપનવિસ્તારનો અર્થ વધુ તીવ્ર કેવિટેશન થાય છે. કેવિટેશનની જરૂરી તીવ્રતા પ્રતિક્રિયાના પ્રકાર, વપરાતા રાસાયણિક અભિકારકો અને વિશિષ્ટ સોનોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાનાં લક્ષિત પરિણામો પર મોટા પ્રમાણમાં આધાર રાખે છે. આનો અર્થ એ છે કે ધ્વનિક કેવિટેશનની તીવ્રતાને આદર્શ સ્તરે ગોઠવવા માટે કંપનવિસ્તારનું ચોકસાઈથી સમાયોજન કરી શકાય તે જરૂરી છે. તમામ Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરોને બુદ્ધિશાળી ડિજિટલ નિયંત્રણ દ્વારા વિશ્વસનીય રીતે અને ચોકસાઈથી આદર્શ કંપનવિસ્તાર પર ગોઠવી શકાય છે. કંપનવિસ્તારને યાંત્રિક રીતે ઘટાડવા અથવા વધારવા માટે બૂસ્ટર હોર્નનો વધારાનો ઉપયોગ પણ કરી શકાય છે. Ultrasonicsના ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો ખૂબ ઊંચા કંપનવિસ્તારો આપી શકે છે. 200µm સુધીના કંપનવિસ્તારો પર 24/7 કામગીરીમાં સરળતાથી સતત સંચાલન કરી શકાય છે. તેનાથી પણ ઊંચા કંપનવિસ્તારો માટે જરૂરિયાત મુજબ તૈયાર કરેલા અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડ ઉપલબ્ધ છે.
સોનોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન તાપમાનનું ચોક્કસ નિયંત્રણ
કેવિટેશનના હોટ-સ્પોટમાં અનેક હજાર ડિગ્રી સેલ્સિયસ જેટલું અત્યંત ઊંચું તાપમાન જોવા મળી શકે છે. જોકે, આ અતિશય તાપમાન અંદરની તરફ ધસી પડતા કેવિટેશન બબલના અતિસૂક્ષ્મ આંતરિક ભાગ અને તેની આસપાસના વિસ્તાર પૂરતું સ્થાનિક રીતે મર્યાદિત હોય છે. સમગ્ર દ્રાવણમાં, એક કે થોડા કેવિટેશન બબલ અંદરની તરફ ધસી પડવાથી થતો તાપમાનનો વધારો નગણ્ય હોય છે. પરંતુ લાંબા સમય સુધી સતત, તીવ્ર સોનિકેશન કરવાથી સમગ્ર પ્રવાહીના તાપમાનમાં ક્રમશઃ વધારો થઈ શકે છે. તાપમાનનો આ વધારો ઘણી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ફાળો આપે છે અને તેને ઘણી વાર લાભદાયક ગણવામાં આવે છે. જોકે, જુદી જુદી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ માટે જુદાં જુદાં શ્રેષ્ઠ પ્રતિક્રિયા તાપમાન હોય છે. ગરમી પ્રત્યે સંવેદનશીલ સામગ્રીની પ્રક્રિયા કરતી વખતે તાપમાન નિયંત્રણ જરૂરી હોઈ શકે છે. સોનોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન આદર્શ ઉષ્મીય પરિસ્થિતિઓ જાળવવા માટે, Hielscher Ultrasonics તાપમાનના ચોકસાઈપૂર્વક નિયંત્રણ માટે વિવિધ અદ્યતન ઉકેલો આપે છે, જેમ કે શીતક જેકેટથી સજ્જ સોનોકેમિકલ રિએક્ટરો અને ફ્લો સેલ.
અમારા સોનોકેમિકલ ફ્લો સેલ અને રિએક્ટરો શીતક જેકેટ સાથે ઉપલબ્ધ છે, જે અસરકારક ઉષ્મા નિકાલમાં મદદ કરે છે. તાપમાનનું સતત નિરીક્ષણ કરવા માટે, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો જોડીને વાપરી શકાય તેવા તાપમાન સેન્સરથી સજ્જ હોય છે, જેને સમગ્ર પ્રવાહીનું તાપમાન સતત માપવા માટે પ્રવાહીમાં દાખલ કરી શકાય છે. અદ્યતન સોફ્ટવેર દ્વારા તાપમાનની શ્રેણી સેટ કરી શકાય છે. તાપમાનની મર્યાદા વટાવાય ત્યારે અલ્ટ્રાસોનિકેટર આપમેળે થોભે છે અને પ્રવાહીનું તાપમાન નિર્ધારિત સેટ પોઇન્ટ સુધી ઘટે ત્યાર પછી આપમેળે ફરી સોનિકેશન શરૂ કરે છે. તાપમાનનાં તમામ માપન તેમજ અન્ય મહત્વપૂર્ણ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા ડેટા બિલ્ટ-ઇન SD કાર્ડ પર આપમેળે નોંધાય છે અને પ્રક્રિયા નિયંત્રણ માટે સરળતાથી સમીક્ષી શકાય છે.
તાપમાન સોનોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓનું એક નિર્ણાયક પરિમાણ છે. Hielscher ની સુવિકસિત ટેક્નોલોજી તમારી સોનોકેમિકલ એપ્લિકેશનનું તાપમાન આદર્શ તાપમાન શ્રેણીમાં જાળવવામાં તમને મદદ કરે છે.
- ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા
- અત્યાધુનિક ટેક્નોલોજી
- ચલાવવામાં સરળ અને સલામત
- વિશ્વસનીયતા અને મજબૂતાઈ
- બેચ અને ઇનલાઇન
- કોઈપણ આયતન માટે
- બુદ્ધિશાળી સોફ્ટવેર
- સ્માર્ટ સુવિધાઓ (દા.ત., ડેટાની આપમેળે નોંધણી)
- CIP (સ્થાન પર જ સફાઈ)
સોનોકેમિકલ રિએક્ટર: તીવ્ર સોનિકેશન અને તેના પરિણામે થતું કેવિટેશન રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ શરૂ કરે છે અને તેમને તીવ્ર બનાવે છે તથા પ્રતિક્રિયાના માર્ગો પણ બદલી શકે છે.
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
| બેચનું આયતન | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500mL | 10 થી 200mL/min | UP100H |
| 10 થી 2000mL | 20 થી 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 થી 100L | 2 થી 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | વધુ | ક્લસ્ટરમાં ગોઠવેલા UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
Hielscher Ultrasonics પ્રયોગશાળા, પાઇલટ અને ઔદ્યોગિક સ્તરે મિશ્રણ, વિક્ષેપન, ઇમલ્સિફિકેશન અને નિષ્કર્ષણની એપ્લિકેશનો માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝરોનું ઉત્પાદન કરે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે સુધારેલી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ અને પરંપરાગત પ્રતિક્રિયાઓની સરખામણીનાં ઉદાહરણો
નીચેનું કોષ્ટક કેટલીક સામાન્ય રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનો વિહંગાવલોકન આપે છે. દરેક પ્રકારની પ્રતિક્રિયા માટે, પરંપરાગત રીતે ચલાવેલી પ્રતિક્રિયા અને અલ્ટ્રાસોનિક રીતે તીવ્ર બનાવેલી પ્રતિક્રિયાની સરખામણી ઉપજ અને રૂપાંતરણની ઝડપના સંદર્ભમાં કરવામાં આવે છે.
| પ્રતિક્રિયા | પ્રતિક્રિયા સમય – પરંપરાગત | પ્રતિક્રિયા સમય – અલ્ટ્રાસોનિક્સ | ઉપજ – પરંપરાગત (%) | ઉપજ – અલ્ટ્રાસોનિક્સ (%) |
|---|---|---|---|---|
| ડિલ્સ–આલ્ડર ચક્રીકરણ | 35 h | 3.5 h | 77.9 | 97.3 |
| ઇન્ડેનનું ઇન્ડેન-1-ઓનમાં ઓક્સિડેશન | 3 h | 3 h | 27% કરતાં ઓછી | 73% |
| મેથોક્સિએમિનોસિલેનનું અપચયન | કોઈ પ્રતિક્રિયા થતી નથી | 3 h | 0% | 100% |
| લાંબી શૃંખલાવાળા અસંતૃપ્ત ફેટી એસ્ટરોનું ઇપોક્સિડેશન | 2 h | 15 min | 48% | 92% |
| એરિલઆલ્કેનોનું ઓક્સિડેશન | 4 h | 4 h | 12% | 80% |
| એક પ્રતિસ્થાપક ધરાવતા α,β-અસંતૃપ્ત એસ્ટરોમાં નાઇટ્રોઆલ્કેનોની માઇકલ યોગશીલન પ્રતિક્રિયા | 2 દિવસ | 2 h | 85% | 90% |
| પરમેંગેનેટ દ્વારા 2-ઓક્ટેનોલનું ઓક્સિડેશન | 5 h | 5 h | 3% | 93% |
| ક્લાઇઝન–શ્મિટ સંઘનન દ્વારા ચાલ્કોનોનું સંશ્લેષણ | 60 min | 10 min | 5% | 76% |
| 2-આયોડોનાઇટ્રોબેન્ઝીનનું ઉલ્માન કપલિંગ | 2 h | 2h | 1.5% કરતાં ઓછી | 70.4% |
| રિફોર્માત્સ્કી પ્રતિક્રિયા | 12h | 30 min | 50% | 98% |
(જુઓ Andrzej Stankiewicz, Tom Van Gerven, Georgios Stefanidis: પ્રક્રિયા તીવ્રીકરણના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો, પ્રથમ આવૃત્તિ. Wiley દ્વારા 2019માં પ્રકાશિત)
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- Suslick, Kenneth S.; Hyeon, Taeghwan; Fang, Mingming; Cichowlas, Andrzej A. (1995): Sonochemical synthesis of nanostructured catalysts. Materials Science and Engineering: A. Proceedings of the Symposium on Engineering of Nanostructured Materials. ScienceDirect 204 (1–2): 186–192.
- Ekaterina V. Rokhina, Eveliina Repo, Jurate Virkutyte (2010): Comparative kinetic analysis of silent and ultrasound-assisted catalytic wet peroxide oxidation of phenol. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 17, Issue 3, 2010. 541-546.
- Brundavanam, R. K.; Jinag, Z.-T., Chapman, P.; Le, X.-T.; Mondinos, N.; Fawcett, D.; Poinern, G. E. J. (2011): Effect of dilute gelatine on the ultrasonic thermally assisted synthesis of nano hydroxyapatite. Ultrason. Sonochem. 18, 2011. 697-703.
- Poinern, G.E.J.; Brundavanam, R.K.; Thi Le, X.; Fawcett, D. (2012): The Mechanical Properties of a Porous Ceramic Derived from a 30 nm Sized Particle Based Powder of Hydroxyapatite for Potential Hard Tissue Engineering Applications. American Journal of Biomedical Engineering 2/6; 2012. 278-286.
- Poinern, G.J.E.; Brundavanam, R.; Thi Le, X.; Djordjevic, S.; Prokic, M.; Fawcett, D. (2011): Thermal and ultrasonic influence in the formation of nanometer scale hydroxyapatite bio-ceramic. International Journal of Nanomedicine 6; 2011. 2083–2095.
- Poinern, G.J.E.; Brundavanam, R.K.; Mondinos, N.; Jiang, Z.-T. (2009): Synthesis and characterisation of nanohydroxyapatite using an ultrasound assisted method. Ultrasonics Sonochemistry, 16 /4; 2009. 469- 474.
- Suslick, K. S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; 4th Ed. J. Wiley & Sons: New York, Vol. 26, 1998. 517-541.
Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝરો પ્રયોગશાળાના કદથી લઈને ઔદ્યોગિક કદ સુધી બનાવે છે.