Ultrasonication ידועה כדי להגביר ו/או ליזום תגובות כימיות. לכן, השילוב של אולטרסאונד ביצועים גבוהים נחשב ככלי אמין כדי לקדם כורים כימיים לתוצאות תגובה משופרת. Hielscher אולטרסוניקה מציעה פתרונות כור שונים כדי לכוונן את התהליך הכימי שלך. למד כיצד אולטרסאונד יכול לשפר את הכור הכימי שלך!

כיצד כוח אולטראסאונד לשפר כורים כימיים?

השילוב של בדיקה קולית אחת או יותר (sonotrodes) מאפשר זוג גלי אולטרסאונד חזקים לתוך הכור הכימי. ultrasonication אינטנסיבי של נוזלים והשמצות לא רק ליצור מערבולות חזקות עקב רטט אקוסטי, אבל ידוע אפקטים מרובים, אשר מוגדרים תחת המונח "sonochemistry".

מהי סונוכימיה? כיצד היא מקדמת תגובות?

אולטרסאונד בעוצמה גבוהה / אולטרסאונד בהספק גבוה מוחל על מערכות כימיות על מנת ליזום ו /או לקדם תגובות, לשפר את שיעור ההמרה ואת התשואות או לעבור מסלולי תגובה. התופעה הפיזית האחראית להשפעות סונוכימיות היא cavitation אקוסטי. כאשר גלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה מצמידים למדיום נוזלי, הגלים נעים דרך הנוזל ויוצרים מחזורי לחץ נמוך לסירוגין (נדיר) ולחץ גבוה (דחיסה). במהלך הלחץ הנמוך / rarefaction, בועות ואקום דקות להתעורר בנוזל, אשר גדלים על פני מספר מחזורי לחץ עד בועת הוואקום מגיע לנקודה שבה הוא לא יכול לספוג כל אנרגיה נוספת. בנקודה של צמיחת בועה מקסימלית, הבועה מתפרסת באלימות במהלך מחזור לחץ גבוה. במהלך קריסת הבועה הקריסה, ניתן לראות את תופעת cavitation. cavitation אולטרה סאונד יוצר מה שנקרא "נקודות חמות", אשר מאופיינים בתנאים קיצוניים כגון טמפרטורה של עד ∼5000 K עם שיעורי חימום / קירור גבוהים מאוד של > 1000 K s^{. אני לא מבין}לחצים של עד ∼1000 בר, כמו גם הפרשי טמפרטורה ולחץ בהתאמה., הנוזל או התסיסה נסערים מאוד על ידי מטוסים נוזליים וכוחות גיזה.

ההשפעות הכימיות (למשל, היווצרות מינים רדיקליים, כיפוף של מולקולות וכו ') והשפעות פיזיות / פיזיות-מכניות של סונוכימיה מוחלות בהצלחה על תגובות כימיות רבות כגון קטליזה אורגנית, תגובות אורגנוקטיות, תגובות העברת פאזה, סינתזת ננו-חלקיקים, משקעים / התגבשות, תגובות סול-ג'ל, סוזוקי צימוד, תגובות דילס-אלדר, תגובות מאניץ', מיכאל תוספתצימוד מסוג וורץ ורבים אחרים., תגובות מקודמות Sonochemically לעתים קרובות להראות שיעור המרה מוגברת באופן משמעותי, תשואות גבוהות יותר, תגובה מואצת, תגובה מלאה יותר, ניתן להשתמש עם ממיסים מתונים יותר בתנאי סביבה, ליצור פחות תוצרי לוואי לא רצויים ולתרום בשל היעילות הגבוהה שלה לכימיה ירוקה.

כורי אצווה כימית מונחי אולטרסאונד

השילוב של ultrasonicators לתוך כורי אצווה פתוחים או סגורים היא טכניקה מיושמת בדרך כלל כדי להאיץ תגובות במעבדות, מפעלי פיילוט ומתקני ייצור. בהתאם לגודל כלי השיט, לגיאומטריה ולמערכת התגובה הכימית, סונוטרודים אחד או מרובים יכולים להיות משולבים בכור האצווה. Ultrasonication משמש לעתים קרובות גם כדי לשפר כורים מעורבבים ברציפות (CSTR).

כורים אולטרה סאונד חצי אצווה: כמובן, sonication יכול להיות משולב גם לתוך כורים חצי אצווה. עבור מערכות חצי אצווה, מגיב כימי אחד נטען לתוך הכור, בעוד כימי שני מתווסף בקצב זרימה רציף (למשל, בהזנה איטית כדי למנוע תגובות צד) מקבל משולב בנקודה החמה הקולית. לחלופין, תוצר של תגובה כימית, הנובעת מהתגובה בכור מוסר ברציפות, למשל, משקעים מסונתזים או גבישים, או מתווך של מוצר קצה שניתן להסיר עקב הפרדת פאזה.

כור זרימה כימי נסער באולטרסאונד

בכור זרימה, הידוע גם בשם תא זרימה או כור מוטבע, המגיבים ניזונים דרך יציאות הזנה אחת או מרובה לתא התגובה, שם מתרחשת התגובה הכימית. לאחר זמן שימור מסוים הדרוש לתגובה ספציפית להתרחש, המדיום משוחרר ברציפות מהכור. תאי זרימה אולטרה סאונד וכורים מוטבעים מאפשרים ייצור ללא הפרעה של המוצר, אשר תלוי רק באספקה רציפה של ריאגנטים.

התמונה מציגה את אולטראסאונד UIP1000hdT עם כור אצווה (משמאל) ועם כור תא זרימה לעיבוד מוטבע (מימין).

כורים סונו כימיים בעלי ביצועים גבוהים

Hielscher אולטרסוניקה הוא היצרן המהימן שלך עבור כורים סונו-כימיים וציוד קולי ביצועים גבוהים שיכול לשפר באופן אמין את התגובה הכימית שלך. Hielscher אולטרסוניקה מגוון המוצרים כולל סוגים שונים וסוגים שונים של מעבדה ותעשייה בקנה מידה גדול sonoreactors עבור אצווה ומצב זרימה דרך. עם Hielscher ביצועים גבוהים בדיקה-סוג ultrasonication, התקדמות מרובה – כגון קצב תגובה משופר, המרה מלאה יותר, תשואות גבוהות יותר, בקרת תגובה מדויקת ויעילות כוללת מעולה – מושגים באופן אמין בכורים אצווה וזרימה דרך. מיועד לביצועים גבוהים וחוסן, Hielscher ultrasonicators ו sono-כורים ניתן להתקין לשימוש עם כימיקלים קשים, בסביבות תובעניות ויישומים כבדים.
כורים אולטראסאונד Hielscher מתוכננים עם המוקד של הקרנה קולית אחידה של המדיום, כך שדה הלחץ האקוסטי יכול להתרחב באופן שווה. עמידה בדרישה זו משפרת את היעילות הכוללת של התגובה הסונוכימית מאז האולטרסאונד משיג את התעצמות התהליך הגבוהה ביותר.

מבט סכמטי על התופעות המתרחשות בכור סונוכימי.
תמונה ולימוד: ©הלם ואח', 1999.

מגוון המוצרים מכסה ultrasonicators מעבדה קומפקטית עבור R&D, ספסל העליון חזק ומערכות אולטראסאונד פיילוט, כמו גם ציוד ברמה תעשייתית מלאה לייצור נפח גדול. זה מאפשר בדיקת היתכנות ללא סיכון בקנה מידה קטן ואת קנה המידה הליניארי לחלוטין לאחר מכן עד לנפחים גדולים יותר.

בקרת Sonication מדויקת

תצוגת הצבע הדיגיטלית והתוכנה החכמה עם שליטה מרחוק בדפדפן ופרוטוקול נתונים אוטומטי בכרטיס SD משולב מאפשרים הגדרה וניטור מתוחכמים של הפרמטרים הקוליים בכור הסונו-כימי.
היופי של תגובות sonochemically מונעות הוא היעילות שניתן להשיג באופן אמין באמצעות אופטימיזציה תהליך. משרעת אולטרה סאונד אופטימלית, קלט כוח אולטרסאונד, טמפרטורה ולחץ ניתן לקבוע עבור כל תגובה מסוימת. זה מאפשר למצוא את הפרמטרים sonication האידיאלי, כך תוצאות תגובה אופטימלית ויעילות מושגים.

בקרת טמפרטורה

כל ultrasonicators הדיגיטלי שלנו מצוידים חיישן טמפרטורה לחיבור לניטור טמפרטורה רציף, אשר ניתן להכניס לתוך הנוזל למדידה מתמדת של הטמפרטורה בתפזורת. תוכנה מתוחכמת מאפשרת הגדרה של טווח טמפרטורה. כאשר מגבלת הטמפרטורה היא חריגה, ultrasonicator באופן אוטומטי pause עד הטמפרטורה בנוזל ירד לנקודה מוגדרת מסוימת ומתחיל sonicating באופן אוטומטי שוב. כל מדידות הטמפרטורה, כמו גם נתוני תהליך קולי חשובים אחרים נרשמים באופן אוטומטי על כרטיס SD מובנה וניתן לתקן בקלות לבקרת תהליך.
כורים סונוכימיים מבית Hielscher זמינים עם מעילי קירור. בנוסף, ניתן לחבר מחליפי חום ויחידות צ'ילר כדי להבטיח את טמפרטורת התהליך הרצויה.

רכיבים זמינים להרכבה של הכור הכימי האידיאלי

הפורטפוליו הגדול של התקנים קוליים זמינים, בדיקות (sonotrodes), מאיצי קרניים, כורי אצווה ותאי זרימה, כמו גם אביזרים רבים נוספים לאפשר להגדיר את הכור אולטרה סאונד-כימי אידיאלי (סונו-כור) עבור התהליך הספציפי שלך.
כל הציוד כבר מותאם להפצה אחידה של cavitation אקוסטי ודפוסי זרימה יציבים, שהם ההיבטים העיצוביים החשובים ביותר כדי להשיג תוצאות הומוגניות ואמינות בכור כימי נסער באולטרסאונד.
חמצון לא רצוי ניתן להימנע על ידי טיהור הכור עם גז אינרטי, למשל שמיכת חנקן.

פתרונות מותאמים אישית עבור הכור הכימי שלך

בעוד Hielscher מציעה אצווה שונים פתרון כור מוטבע בגדלים שונים גיאומטריות, עשוי נירוסטה או זכוכית, אנו שמחים לייצר כלי הכור הכימי המיוחד שלך בהתחשב ביסודות הניתוח והעיצוב של דרישות התהליך הספציפיות שלך. עם צוות מהנדסים ותיק ומנוסה ומפתחים טכניים, אנו מתכננים את הכור הכימי שלך שיענו לדרישותיך. לדוגמה, גודל, חומר, גיאומטריה, האכלה ויציאות פירוק, מספר בדיקות קוליות וכו 'ניתן לתכנן על מנת להפוך את הכור הכימי האידיאלי מקודם באולטרסאונד עבור התהליך הכימי שלך.

הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו: