अल्ट्रासाउंड से विलोडित निरंतर विलोडित टैंक रिएक्टर
निरंतर विलोडित टैंक रिएक्टरों (CSTR) का उपयोग उत्प्रेरण, इमल्शन रसायन विज्ञान, बहुलकीकरण, संश्लेषण, निष्कर्षण और क्रिस्टलीकरण सहित विभिन्न रासायनिक अभिक्रियाओं के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। धीमी अभिक्रिया गतिकी CSTR में एक सामान्य समस्या है, जिसे उच्च-शक्ति अल्ट्रासोनिकेशन के उपयोग से आसानी से दूर किया जा सकता है। उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड के तीव्र मिश्रण, विलोडन और सोनोकेमिकल प्रभाव अभिक्रिया गतिकी को तेज़ करते हैं और रूपांतरण दर में उल्लेखनीय सुधार करते हैं। अल्ट्रासोनिकेटरों को किसी भी आयतन के CSTR में आसानी से एकीकृत किया जा सकता है।
निरंतर विलोडित टैंक रिएक्टर में उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड का उपयोग क्यों करें?
निरंतर विलोडित टैंक रिएक्टर (CSTR, या संक्षेप में विलोडित टैंक रिएक्टर (STR)) अपनी प्रमुख विशेषताओं में बैच रिएक्टर के काफ़ी समान होता है। सबसे महत्वपूर्ण अंतर यह है कि निरंतर विलोडित टैंक रिएक्टर (CSTR) की व्यवस्था में सामग्री को निरंतर प्रवाह के रूप में रिएक्टर में पहुँचाना और उससे बाहर निकालना आवश्यक होता है। रिएक्टर में सामग्री की आपूर्ति गुरुत्वीय प्रवाह या पंप का उपयोग करके बलपूर्वक परिसंचरण प्रवाह से की जा सकती है। CSTR को कभी-कभी पश्च-मिश्रित प्रवाह रिएक्टर (BMR) कहा जाता है।
CSTR का उपयोग सामान्यतः तब किया जाता है जब दो या अधिक द्रवों का विलोडन आवश्यक हो। CSTR को एकल रिएक्टर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है या अलग-अलग सांद्रता वाली धाराओं और अभिक्रिया चरणों के लिए विन्यासों की एक शृंखला के रूप में स्थापित किया जा सकता है। एकल टैंक रिएक्टर के उपयोग के अलावा, विभिन्न टैंकों की क्रमिक स्थापना (एक के बाद एक) या कैस्केड व्यवस्था का भी सामान्यतः उपयोग किया जाता है।
अल्ट्रासोनिकेशन क्यों? अल्ट्रासोनिक मिश्रण और विलोडन के साथ-साथ उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड के सोनोकेमिकल प्रभाव रासायनिक अभिक्रियाओं की दक्षता में योगदान देने के लिए सुविख्यात हैं। अल्ट्रासोनिक कंपन और कैविटेशन के कारण बेहतर मिश्रण और कणों के आकार में कमी से अभिक्रिया गतिकी उल्लेखनीय रूप से तेज़ होती है और रूपांतरण दर बढ़ती है। सोनोकेमिकल प्रभाव रासायनिक अभिक्रियाएँ शुरू करने, रासायनिक अभिक्रिया मार्गों को बदलने और अधिक पूर्ण अभिक्रिया के कारण अधिक उपज प्राप्त करने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान कर सकते हैं।
अल्ट्रासोनिक रूप से तीव्र किए गए CSTR का उपयोग निम्न जैसे अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है:
- विषमांगी द्रव-द्रव अभिक्रियाएँ
- विषमांगी ठोस-द्रव अभिक्रियाएँ
- समांगी द्रव-प्रावस्था अभिक्रियाएँ
- विषमांगी गैस-द्रव अभिक्रियाएँ
- विषमांगी गैस-ठोस-द्रव अभिक्रियाएँ
निरंतर विलोडित टैंक रिएक्टर (CSTR), जिसमें अल्ट्रासोनिकेटर UP200St प्रक्रिया तीव्रीकरण के लिए लगा है
उच्च-गति संश्लेषणात्मक रासायनिक प्रणाली के रूप में अल्ट्रासोनिकेशन
उच्च-गति संश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान एक नवीन अभिक्रिया तकनीक है, जिसका उपयोग रासायनिक संश्लेषण शुरू करने और उसे तीव्र करने के लिए किया जाता है। पारंपरिक अभिक्रिया मार्गों की तुलना में, जिनमें रिफ्लक्स के अंतर्गत कई घंटे या दिन लगते हैं, अल्ट्रासोनिक रूप से संवर्धित संश्लेषण रिएक्टर अभिक्रिया की अवधि को घटाकर कुछ मिनट तक कर सकते हैं, जिससे संश्लेषण अभिक्रिया उल्लेखनीय रूप से तेज़ होती है। अल्ट्रासोनिक संश्लेषण तीव्रीकरण ध्वनिक कैविटेशन के कार्य सिद्धांत और उससे संबंधित बलों पर आधारित है, जिसमें स्थानीय रूप से सीमित अतितापन भी शामिल है। अगले खंड में अल्ट्रासाउंड, ध्वनिक कैविटेशन और सोनोकेमिस्ट्री के बारे में अधिक जानें।
अल्ट्रासोनिक कैविटेशन और इसके सोनोकेमिकल प्रभाव
अल्ट्रासोनिक (या ध्वनिक) कैविटेशन तब होता है जब उच्च-शक्ति वाली अल्ट्रासाउंड ऊर्जा द्रवों या स्लरी में संचारित की जाती है। कैविटेशन द्रव अवस्था से वाष्प अवस्था में संक्रमण है, जो दाब के घटकर द्रव के वाष्प दाब के स्तर तक पहुँचने के कारण होता है।
अल्ट्रासोनिक कैविटेशन अत्यंत प्रबल अपरूपण बल और 1000m/s तक की गति वाले द्रव जेट उत्पन्न करता है। ये द्रव जेट कणों को त्वरित करते हैं और कणों के बीच टक्कर कराते हैं, जिससे ठोस कणों और बूंदों का आकार कम होता है। इसके अतिरिक्त – अंतःस्फोट करने वाले कैविटेशन बुलबुले के भीतर और उसके अत्यंत निकट के स्थानीय क्षेत्र में – सैकड़ों वायुमंडलीय दाब के स्तर के अत्यंत उच्च दाब और हजारों डिग्री केल्विन के स्तर के तापमान उत्पन्न होते हैं।
यद्यपि अल्ट्रासोनिकेशन पूरी तरह से यांत्रिक प्रसंस्करण विधि है, फिर भी यह एक सीमित स्थानीय क्षेत्र में तापमान में अत्यधिक वृद्धि उत्पन्न कर सकता है। यह ध्वस्त होते कैविटेशन बुलबुलों के भीतर और उनके अत्यंत निकट उत्पन्न होने वाले प्रबल बलों के कारण होता है, जहाँ तापमान आसानी से कई हजार डिग्री सेल्सियस तक पहुँच सकता है। पूरे विलयन में, किसी एक बुलबुले के अंतःस्फोट से होने वाली तापमान वृद्धि लगभग नगण्य होती है, लेकिन अनेक कैविटेशन बुलबुलों से होने वाला ऊष्मा अपव्यय, जैसा कि कैविटेशन के हॉट-स्पॉट में देखा जाता है (जो उच्च-शक्ति वाले अल्ट्रासाउंड से सोनिकेशन द्वारा उत्पन्न होते हैं), अंततः पूरे विलयन के तापमान में मापने योग्य वृद्धि कर सकता है। अल्ट्रासोनिकेशन और सोनोकेमिस्ट्री का लाभ प्रसंस्करण के दौरान तापमान संबंधी प्रभावों को नियंत्रित कर सकने में है: पूरे विलयन के तापमान का नियंत्रण शीतलन जैकेट वाले टैंकों तथा स्पंदित सोनिकेशन का उपयोग करके किया जा सकता है। Hielscher Ultrasonics के परिष्कृत अल्ट्रासोनिकेटर ऊपरी तापमान सीमा पर पहुँचने पर अल्ट्रासाउंड को अस्थायी रूप से रोक सकते हैं और निर्धारित ∆T के निचले मान पर पहुँचते ही अल्ट्रासोनिकेशन फिर से शुरू कर सकते हैं। यह विशेष रूप से तब महत्वपूर्ण होता है जब ताप-संवेदनशील अभिकारकों का उपयोग किया जाता है।
सोनोकेमिस्ट्री अभिक्रिया गतिकी में सुधार करती है
चूँकि सोनिकेशन प्रबल कंपन और कैविटेशन उत्पन्न करता है, इसलिए रासायनिक अभिक्रिया गतिकी प्रभावित होती है। किसी रासायनिक तंत्र की अभिक्रिया गतिकी का कैविटेशन बुलबुले के विस्तार और अंतःस्फोट से घनिष्ठ संबंध होता है, जिससे बुलबुले की गति की गतिकी पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। रासायनिक अभिक्रिया के विलयन में घुली गैसें ऊष्मीय और रासायनिक, दोनों प्रभावों के माध्यम से सोनोकेमिकल अभिक्रिया की विशेषताओं को प्रभावित करती हैं। ऊष्मीय प्रभाव उन अधिकतम तापमानों को प्रभावित करते हैं जो कैविटेशन रिक्ति के भीतर बुलबुले के ध्वस्त होने के दौरान प्राप्त होते हैं; रासायनिक प्रभाव उन गैसों के प्रभावों को संशोधित करते हैं जो किसी अभिक्रिया में सीधे भाग लेती हैं।
धीमी अभिक्रिया गतिकी वाली विषमांगी और समांगी अभिक्रियाएँ, जिनमें सुज़ुकी युग्मन अभिक्रियाएँ, अवक्षेपण, क्रिस्टलीकरण और इमल्शन रसायन शामिल हैं, उच्च-शक्ति वाले अल्ट्रासाउंड और उसके सोनोकेमिकल प्रभावों द्वारा आरंभ और संवर्धित किए जाने के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं।
उदाहरण के लिए, फेरुलिक अम्ल के संश्लेषण में, 180 W की शक्ति पर निम्न-आवृत्ति (20kHz) सोनिकेशन से 60°C पर 3 h में फेरुलिक अम्ल की 94% प्राप्ति हुई। Truong et al. (2018) के ये परिणाम दर्शाते हैं कि निम्न आवृत्ति (हॉर्न प्रकार और उच्च-शक्ति विकिरण) के उपयोग ने रूपांतरण दर में उल्लेखनीय सुधार किया, जिससे 90% से अधिक प्राप्ति हुई।
सतत रूप से विलोडित टैंक रिएक्टर (CSTR), एकीकृत अल्ट्रासोनिकेटर UIP2000hdT (2kW, 20kHz) के साथ, बेहतर अभिक्रिया गतिकी और रूपांतरण दरों के लिए।
अल्ट्रासोनिक रूप से तीव्र किया गया इमल्शन रसायन
इमल्शन रसायनिकी जैसी विषमांगी अभिक्रियाओं को उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड के उपयोग से उल्लेखनीय लाभ मिलता है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन प्रत्येक प्रावस्था की बूंदों का आकार घटाता है और उन्हें एक-दूसरे में समरूप रूप से वितरित करता है, जिससे सब-माइक्रोन या नैनो-इमल्शन बनता है। चूँकि नैनो आकार की बूंदें अन्य बूंदों के साथ अंतःक्रिया के लिए बहुत अधिक सतह क्षेत्र प्रदान करती हैं, इसलिए द्रव्यमान स्थानांतरण और अभिक्रिया दर में उल्लेखनीय सुधार होता है। सोनिकेशन के अंतर्गत, सामान्यतः अपनी धीमी अभिक्रिया गतिकी के लिए जानी जाने वाली अभिक्रियाएँ रूपांतरण दरों में बहुत अधिक सुधार, अधिक उत्पाद प्राप्ति, कम उपोत्पाद या अपशिष्ट और बेहतर समग्र दक्षता प्रदर्शित करती हैं। अल्ट्रासोनिक रूप से उन्नत इमल्शन रसायनिकी का उपयोग अक्सर इमल्शन बहुलकीकरण में किया जाता है, उदाहरण के लिए बहुलक मिश्रण, जल-आधारित आसंजक और विशेष प्रयोजन के बहुलक बनाने के लिए।
रासायनिक रिएक्टर खरीदने से पहले जानने योग्य 10 बातें
किसी रासायनिक प्रक्रिया के लिए रासायनिक रिएक्टर चुनते समय कई कारक रिएक्टर के इष्टतम डिज़ाइन को प्रभावित करते हैं। यदि आपकी रासायनिक प्रक्रिया में बहु-प्रावस्थीय, विषमांगी रासायनिक अभिक्रियाएँ शामिल हैं और अभिक्रिया गतिकी धीमी है, तो सफल रासायनिक रूपांतरण और रासायनिक रिएक्टर की किफायती परिचालन लागत के लिए रिएक्टर में विलोडन और प्रक्रिया सक्रियण आवश्यक प्रभावकारी कारक हैं।
अल्ट्रासोनिकेशन रासायनिक बैच रिएक्टरों और इनलाइन अभिक्रिया पात्रों में द्रव-द्रव तथा द्रव-ठोस रासायनिक अभिक्रियाओं की गतिकी में उल्लेखनीय सुधार करता है। इसलिए, रासायनिक रिएक्टर में अल्ट्रासोनिक प्रोब का एकीकरण रिएक्टर की लागत घटा सकता है और समग्र दक्षता तथा अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है।
बहुत बार, रासायनिक रिएक्टर अभियांत्रिकी में अल्ट्रासोनिक सहायता से प्रक्रिया को उन्नत करने संबंधी ज्ञान का अभाव होता है। रासायनिक रिएक्टर के प्रदर्शन पर उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड, अल्ट्रासोनिक विलोडन, ध्वनिक कैविटेशन और सोनोकेमिकल प्रभावों के असर की गहन जानकारी के बिना, रासायनिक रिएक्टर का विश्लेषण और डिज़ाइन के पारंपरिक मूल सिद्धांत केवल निम्नतर परिणाम दे सकते हैं। नीचे आपको रासायनिक रिएक्टर के डिज़ाइन और अनुकूलन के लिए अल्ट्रासोनिक्स के बुनियादी लाभों का अवलोकन मिलेगा।
अल्ट्रासोनिक रूप से तीव्रित सतत विलोडित टैंक रिएक्टर (CSTR) के लाभ
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- प्रयोगशाला और उत्पादन के लिए अल्ट्रासोनिक रूप से उन्नत रिएक्टर:
पैमाने का आसान विस्तार: अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर प्रयोगशाला स्तर, पायलट स्तर और बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए आसानी से उपलब्ध हैं
पुनरुत्पादनीय / पुनरावर्तनीय परिणाम, क्योंकि अल्ट्रासोनिक मापदंडों को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है
क्षमता और अभिक्रिया की गति: अल्ट्रासोनिक रूप से तीव्रित अभिक्रियाएँ अधिक तेज़ होती हैं और इस कारण अधिक किफायती होती हैं (कम लागत) - सोनोकेमिस्ट्री सामान्य और विशेष, दोनों प्रकार के उद्देश्यों के लिए उपयोगी है
- प्रयोगशाला और उत्पादन के लिए अल्ट्रासोनिक रूप से उन्नत रिएक्टर:
– अनुकूलनशीलता और बहुमुखी उपयोगिता, उदाहरण के लिए स्थापना और व्यवस्था के लचीले विकल्प तथा विभिन्न विषय क्षेत्रों में उपयोग
- अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग विस्फोटक वातावरण में किया जा सकता है
– पर्जिंग (उदाहरण के लिए नाइट्रोजन की आवरण परत)
– कोई खुली सतह नहीं - आसान सफाई: स्व-सफाई (CIP – उपकरण को उसके स्थान पर ही साफ करना)
- निर्माण के लिए अपनी पसंद की सामग्री चुनें
– काँच, स्टेनलेस स्टील, टाइटेनियम
– कोई घूर्णी सील नहीं
– सीलेंट के अनेक विकल्प - अल्ट्रासोनिकेटरों का उपयोग तापमानों की एक विस्तृत सीमा में किया जा सकता है
- अल्ट्रासोनिकेटरों का उपयोग दाबों की एक विस्तृत सीमा पर किया जा सकता है
- अन्य तकनीकों के साथ सहक्रियात्मक प्रभाव, उदाहरण के लिए विद्युतरसायनिकी (सोनो-विद्युतरसायनिकी), उत्प्रेरण (सोनो-उत्प्रेरण), क्रिस्टलीकरण (सोनो-क्रिस्टलीकरण) आदि।
- सोनिकेशन बायोरिएक्टरों में प्रक्रियाओं, उदाहरण के लिए किण्वन, को उन्नत करने के लिए आदर्श है।
- विलयन / घुलना: विलयन प्रक्रियाओं में कण एक प्रावस्था से दूसरी प्रावस्था में जाते हैं, उदाहरण के लिए जब ठोस कण किसी द्रव में घुलते हैं। यह पाया गया है कि विलोडन की तीव्रता प्रक्रिया की गति को प्रभावित करती है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन के अंतर्गत कई छोटे क्रिस्टल, पारंपरिक रूप से विलोडित बैच रिएक्टरों में एक क्रिस्टल की तुलना में बहुत तेज़ी से घुलते हैं। यहाँ भी, गति में अंतर का कारण कणों की सतहों पर द्रव्यमान स्थानांतरण की दरों में अंतर है। उदाहरण के लिए, अतिसंतृप्त विलयन बनाने के लिए अल्ट्रासोनिकेशन का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है, जैसे क्रिस्टलीकरण प्रक्रियाओं (सोनो-क्रिस्टलीकरण) में।
- अल्ट्रासोनिक रूप से संवर्धित रासायनिक निष्कर्षण:
– द्रव–ठोस, जैसे पादप निष्कर्षण, रासायनिक निष्कर्षण
– द्रव–द्रव: जब किसी द्रव–द्रव निष्कर्षण प्रणाली में अल्ट्रासाउंड का प्रयोग किया जाता है, तो एक प्रावस्था का दूसरी प्रावस्था में इमल्शन बनता है। इस इमल्शन के बनने से दो अमिश्रणीय प्रावस्थाओं के बीच अंतरापृष्ठीय क्षेत्रफल बढ़ता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रावस्थाओं के बीच द्रव्यमान स्थानांतरण फ्लक्स बढ़ता है।
सोनिकेशन विलोडित टैंक रिएक्टरों में रासायनिक अभिक्रियाओं को कैसे बेहतर बनाता है?
- अधिक संपर्क सतह क्षेत्रफल: विषमांगी प्रावस्थाओं में मौजूद अभिकारकों के बीच होने वाली अभिक्रियाओं में केवल वे कण अभिक्रिया कर सकते हैं जो अंतरापृष्ठ पर एक-दूसरे से टकराते हैं। अंतरापृष्ठ जितना बड़ा होगा, उतनी अधिक टक्करें हो सकती हैं। जब किसी पदार्थ के द्रव या ठोस अंश को छोटी बूंदों या ठोस कणों में तोड़ा जाता है, जो सतत प्रावस्था वाले द्रव में निलंबित रहते हैं, तो इस पदार्थ का सतह क्षेत्रफल बढ़ जाता है। इसके अलावा, आकार घटने के परिणामस्वरूप कणों की संख्या बढ़ती है और इसलिए इन कणों के बीच औसत दूरी घटती है। इससे सतत प्रावस्था का परिक्षिप्त प्रावस्था के साथ संपर्क बेहतर होता है। इसलिए, परिक्षिप्त प्रावस्था के विखंडन की मात्रा बढ़ने के साथ अभिक्रिया दर बढ़ती है। परिक्षेपणों या इमल्शनों में होने वाली अनेक रासायनिक अभिक्रियाओं की गति में अल्ट्रासोनिक विधि से कणों का आकार घटाने के परिणामस्वरूप बहुत अधिक सुधार होता है।
- उत्प्रेरण (सक्रियण ऊर्जा): अनेक रासायनिक अभिक्रियाओं, प्रयोगशाला में विकास कार्य और औद्योगिक उत्पादन में उत्प्रेरकों का बहुत महत्व है। उत्प्रेरक प्रायः ठोस या द्रव प्रावस्था में होते हैं और किसी एक अभिकारक या सभी अभिकारकों के साथ अमिश्रणीय होते हैं। इसलिए, अधिकांश मामलों में उत्प्रेरण एक विषमांगी रासायनिक अभिक्रिया होती है। सल्फ्यूरिक अम्ल, अमोनिया, नाइट्रिक अम्ल, एथीन और मेथनॉल जैसे सबसे महत्वपूर्ण मूलभूत रसायनों के उत्पादन में उत्प्रेरक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। पर्यावरण प्रौद्योगिकी के व्यापक क्षेत्र उत्प्रेरकीय प्रक्रियाओं पर आधारित हैं। कणों की टक्कर से रासायनिक अभिक्रिया, अर्थात परमाणुओं का पुनर्समूहन, केवल तभी होती है जब कण पर्याप्त गतिज ऊर्जा के साथ टकराते हैं। रासायनिक रिएक्टरों में अभिक्रिया गतिकी बढ़ाने के लिए अल्ट्रासोनिकेशन एक अत्यधिक दक्ष साधन है। किसी विषमांगी उत्प्रेरण प्रक्रिया में रासायनिक रिएक्टर के डिज़ाइन में अल्ट्रासोनिक्स को शामिल करने से उत्प्रेरक की आवश्यकता कम हो सकती है। इसके परिणामस्वरूप उत्प्रेरक की कम मात्रा या निम्नतर गुणवत्ता वाले, कम नोबल उत्प्रेरकों का उपयोग किया जा सकता है।
- संपर्क की अधिक आवृत्ति / बेहतर द्रव्यमान स्थानांतरण: अल्ट्रासोनिक मिश्रण और विलोडन सूक्ष्म बूंदें और कण (अर्थात सब-माइक्रोन और नैनो-कण) उत्पन्न करने की एक अत्यंत प्रभावी विधि है, जो अभिक्रियाओं के लिए अधिक सक्रिय सतह क्षेत्रफल प्रदान करते हैं। पावर-अल्ट्रासाउंड से उत्पन्न अतिरिक्त तीव्र विलोडन और सूक्ष्म गति के कारण कणों के बीच संपर्क की आवृत्ति बहुत अधिक बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप रूपांतरण दर में उल्लेखनीय सुधार होता है।
- संपीडित प्लाज़्मा: अनेक अभिक्रियाओं में रिएक्टर के तापमान में 10 Kelvin की वृद्धि से अभिक्रिया दर लगभग दोगुनी हो जाती है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन रासायनिक रिएक्टर में द्रव के समग्र आयतन को पर्याप्त रूप से गर्म किए बिना, द्रव के भीतर 5000K तक के तापमान वाले स्थानीयकृत, अत्यधिक अभिक्रियाशील हॉटस्पॉट उत्पन्न करता है।
- तापीय ऊर्जा: रासायनिक रिएक्टर के डिज़ाइन में आप जो भी अल्ट्रासोनिक ऊर्जा जोड़ते हैं, वह अंततः तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाएगी। इसलिए, आप रासायनिक प्रक्रिया के लिए इस ऊर्जा का पुनः उपयोग कर सकते हैं। हीटिंग एलिमेंट या भाप द्वारा तापीय ऊर्जा देने के बजाय, अल्ट्रासोनिकेशन उच्च-आवृत्ति कंपन के माध्यम से प्रक्रिया को सक्रिय करने वाली यांत्रिक ऊर्जा प्रदान करता है। रासायनिक रिएक्टर में इससे अल्ट्रासोनिक कैविटेशन उत्पन्न होता है, जो रासायनिक प्रक्रिया को कई स्तरों पर सक्रिय करता है। अंततः रसायनों पर होने वाली अत्यधिक अल्ट्रासोनिक अपरूपण क्रिया के परिणामस्वरूप ऊर्जा तापीय ऊर्जा, अर्थात ऊष्मा, में परिवर्तित हो जाती है। अपनी रासायनिक अभिक्रिया के लिए प्रक्रिया का तापमान स्थिर बनाए रखने हेतु आप शीतलन के लिए जैकेट वाले बैच रिएक्टरों या इनलाइन रिएक्टरों का उपयोग कर सकते हैं।
CSTR में बेहतर रासायनिक अभिक्रियाओं के लिए उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर
Hielscher Ultrasonics सतत विलोडित टैंक रिएक्टरों (CSTR) में एकीकरण के लिए उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र और डिस्पर्सर का डिज़ाइन, निर्माण और वितरण करता है। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटरों का उपयोग दुनिया भर में रासायनिक अभिक्रियाओं को बढ़ावा देने, तीव्र करने, त्वरित करने और बेहतर बनाने के लिए किया जाता है।
Hielscher Ultrasonics के अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर प्रवाह रसायन के अनुप्रयोगों के लिए छोटे प्रयोगशाला उपकरणों से लेकर बड़े औद्योगिक प्रोसेसरों तक हर आकार में उपलब्ध हैं। अल्ट्रासोनिक आयाम का सटीक समायोजन (जो सबसे महत्वपूर्ण प्राचल है) Hielscher अल्ट्रासोनिकेटरों को कम से लेकर बहुत अधिक आयामों पर संचालित करने और विशिष्ट रासायनिक अभिक्रिया तंत्र की आवश्यक अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया स्थितियों के अनुरूप आयाम को बिल्कुल सटीक रूप से समायोजित करने की सुविधा देता है।
Hielscher के अल्ट्रासोनिक जनरेटरों में स्वचालित डेटा अभिलेखन वाला स्मार्ट सॉफ़्टवेयर होता है। उपकरण चालू होते ही अल्ट्रासोनिक ऊर्जा, तापमान, दाब और समय जैसे सभी महत्वपूर्ण प्रसंस्करण प्राचल अंतर्निर्मित SD-कार्ड पर स्वचालित रूप से सहेजे जाते हैं।
सतत प्रक्रिया मानकीकरण और उत्पाद की गुणवत्ता के लिए प्रक्रिया की निगरानी और डेटा रिकॉर्डिंग महत्वपूर्ण हैं। स्वचालित रूप से दर्ज किए गए प्रक्रिया डेटा तक पहुँचकर आप पिछले सोनिकेशन चक्रों की समीक्षा कर सकते हैं और परिणाम का मूल्यांकन कर सकते हैं।
एक अन्य उपयोगकर्ता-अनुकूल सुविधा हमारी डिजिटल अल्ट्रासोनिक प्रणालियों का ब्राउज़र के माध्यम से दूरस्थ नियंत्रण है। ब्राउज़र के माध्यम से दूरस्थ नियंत्रण द्वारा आप कहीं से भी अपने अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर को दूरस्थ रूप से शुरू और बंद कर सकते हैं, समायोजित कर सकते हैं और उसकी निगरानी कर सकते हैं।
हमारे उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र आपके सतत विलोडित टैंक रिएक्टर (CSTR) को कैसे बेहतर बना सकते हैं, इस बारे में अधिक जानने के लिए अभी हमसे संपर्क करें!
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/min | UP100H |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 से 100L | 2 से 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | अधिक | समूह: UIP16000 |
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साहित्य / संदर्भ
- Suslick, Kenneth S.; Didenko, Yuri ; Fang, Ming M.; Hyeon, Taeghwan; Kolbeck, Kenneth J.; McNamara, William B.; Mdleleni, Millan M.; Wong, Mike (1999): Acoustic cavitation and its chemical consequences. In: Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences Vol. 357, No. 1751, 1999. 335-353.
- Hoa Thi Truong, Manh Van Do, Long Duc Huynh, Linh Thi Nguyen, Anh Tuan Do, Thao Thanh Xuan Le, Hung Phuoc Duong, Norimichi Takenaka, Kiyoshi Imamura, Yasuaki Maeda (2018): Ultrasound-Assisted, Base-Catalyzed, Homogeneous Reaction for Ferulic Acid Production from γ-Oryzanol. Journal of Chemistry, Vol. 2018.
- Pollet, Bruno (2019): The Use of Power Ultrasound and Sonochemistry for the Production of Energy Materials. Ultrasonics Sonochemistry 64, 2019.
- Ádám, Adél; Szabados, Márton; Varga, Gábor; Papp, Ádám; Musza, Katalin; Kónya, Zoltán; Kukovecz, A.; Sipos, Pál; Palinko, Istvan (2020): Ultrasound-Assisted Hydrazine Reduction Method for the Preparation of Nickel Nanoparticles, Physicochemical Characterization and Catalytic Application in Suzuki-Miyaura Cross-Coupling Reaction. Nanomaterials 2020.
जानने योग्य तथ्य
रासायनिक रिएक्टरों में अल्ट्रासोनिक विलोडन पारंपरिक सतत विलोडित टैंक रिएक्टर या बैच मिश्रण रिएक्टर की तुलना में बेहतर परिणाम देता है। रिएक्टर टैंक या प्रवाह रिएक्टर में तरल के बेहतर मिश्रण और प्रसंस्करण के कारण, अल्ट्रासोनिक विलोडन जेट-विलोडित रिएक्टरों की तुलना में अधिक अपरूपण और अधिक पुनरुत्पादनीय परिणाम देता है।
अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र के कार्य सिद्धांत, अनुप्रयोगों और पैमाना बढ़ाने के बारे में अधिक जानने के लिए यहाँ क्लिक करें!
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