उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिकेशन द्वारा अनुकूलित रासायनिक रिएक्टर दक्षता

अल्ट्रासोनिकेशन रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करने और / या आरंभ करने के लिए अच्छी तरह से जाना जाता है। इसलिए, उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासाउंड के एकीकरण को बेहतर प्रतिक्रिया परिणामों के लिए रासायनिक रिएक्टरों को बढ़ावा देने के लिए विश्वसनीय उपकरण माना जाता है। Hielscher Ultrasonics आपकी रासायनिक प्रक्रिया को ट्विक करने के लिए विभिन्न रिएक्टर समाधान प्रदान करता है। जानें कि अल्ट्रासाउंड आपके रासायनिक रिएक्टर को कैसे बेहतर बना सकता है!

पावर अल्ट्रासाउंड रासायनिक रिएक्टरों में सुधार कैसे करता है?

एक या अधिक अल्ट्रासोनिक जांच (सोनोट्रोड्स) का एकीकरण रासायनिक रिएक्टर में शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड तरंगों को जोड़ने की अनुमति देता है। तरल पदार्थ और घोल की तीव्र अल्ट्रासोनिकेशन न केवल ध्वनिक कंपन के कारण मजबूत अशांति पैदा करती है, बल्कि कई प्रभावों के लिए जानी जाती है, जिन्हें "सोनोकेमिस्ट्री" शब्द के तहत परिभाषित किया गया है।

सोनोकेमिस्ट्री क्या है? यह प्रतिक्रियाओं को कैसे बढ़ावा देता है?

प्रतिक्रियाओं को शुरू करने और/या बढ़ावा देने, रूपांतरण दर और पैदावार में सुधार करने या प्रतिक्रिया मार्गों को बदलने के लिए रासायनिक प्रणालियों पर उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड / सोनोकेमिकल प्रभाव के लिए जिम्मेदार भौतिक घटना ध्वनिक गुहिकायन है। जब उच्च तीव्रता वाली अल्ट्रासाउंड तरंगों को एक तरल माध्यम में जोड़ा जाता है, तो तरंगें तरल के माध्यम से यात्रा करती हैं जिससे बारी-बारी से कम दबाव (दुर्लभता) और उच्च दबाव (संपीड़न) चक्र बनते हैं। कम दबाव / दुर्लभता के दौरान, तरल में मिनट वैक्यूम बुलबुले उत्पन्न होते हैं, जो कई दबाव चक्रों पर बढ़ते हैं जब तक कि वैक्यूम बुलबुला एक बिंदु तक नहीं पहुंच जाता है जहां यह किसी और ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकता है। अधिकतम बुलबुला वृद्धि के बिंदु पर, बुलबुला एक उच्च दबाव चक्र के दौरान हिंसक रूप से फट जाता है। इम्प्लोसिव बुलबुला पतन के दौरान, गुहिकायन की घटना देखी जा सकती है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन तथाकथित "हॉट स्पॉट" बनाता है, जो चरम स्थितियों की विशेषता है जैसे कि ∼5000 K तक का तापमान > 1000 K s की बहुत अधिक हीटिंग/कूलिंग दरों के साथ^-1, ∼1000 बार तक के दबाव के साथ-साथ संबंधित तापमान और दबाव अंतर। तरल या घोल तरल जेट और कतरनी बलों द्वारा भारी उत्तेजित होता है।

रासायनिक प्रभाव (जैसे, कट्टरपंथी प्रजातियों का निर्माण, अणुओं का फ्लेक्सिंग आदि) और सोनोकेमिस्ट्री के भौतिक / भौतिक-यांत्रिक प्रभाव कार्बनिक उत्प्रेरण जैसे कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर सफलतापूर्वक लागू होते हैं, ऑर्गेनोकैटलिटिक प्रतिक्रियाएं, चरण स्थानांतरण प्रतिक्रियाएं, नैनोपार्टिकल संश्लेषण, वर्षा/क्रिस्टलीकरण, sol-gel अभिक्रियाएँ, सुजुकी कपलिंग, डायल्स-एल्डर प्रतिक्रियाएं, पुणीय प्रतिक्रियाएं, माइकल एडिशन, वुर्ट्ज़-प्रकार युग्मन और कई अन्य। सोनोकेमिकल रूप से प्रचारित प्रतिक्रियाएं अक्सर काफी बढ़ी हुई रूपांतरण दर, उच्च पैदावार, त्वरित प्रतिक्रिया, अधिक पूर्ण प्रतिक्रिया दिखाती हैं, परिवेश की परिस्थितियों में हल्के सॉल्वैंट्स के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है, कम अवांछित उप-उत्पाद बना सकते हैं और हरे रसायन विज्ञान में इसकी उच्च दक्षता के कारण योगदान कर सकते हैं।

अल्ट्रासाउंड संचालित रासायनिक बैच रिएक्टर

खुले या बंद बैच रिएक्टरों में अल्ट्रासोनिकेटर का एकीकरण प्रयोगशालाओं, पायलट संयंत्रों और उत्पादन सुविधाओं में प्रतिक्रियाओं में तेजी लाने के लिए आमतौर पर लागू तकनीक है। पोत के आकार, ज्यामिति और रासायनिक प्रतिक्रिया प्रणाली के आधार पर, एक या कई सोनोट्रोड्स को बैच रिएक्टर में एकीकृत किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग अक्सर सुधार के लिए भी किया जाता है लगातार हिलते रिएक्टरों (सीएसटीआर)।

अल्ट्रासोनिक अर्ध-बैच रिएक्टर: बेशक, सोनिकेशन को अर्ध-बैच रिएक्टरों में भी एकीकृत किया जा सकता है। अर्ध-बैच सिस्टम के लिए, एक रासायनिक अभिकारक को रिएक्टर में लोड किया जाता है, जबकि एक दूसरे रसायन को निरंतर प्रवाह दर पर जोड़ा जाता है (उदाहरण के लिए, साइड प्रतिक्रियाओं को रोकने के लिए धीमी गति से फ़ीड पर) अल्ट्रासोनिक हॉट स्पॉट में संयुक्त हो रहा है। वैकल्पिक रूप से, एक रासायनिक प्रतिक्रिया का एक उत्पाद, जो रिएक्टर में प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप लगातार हटा दिया जाता है, उदाहरण के लिए, संश्लेषित अवक्षेप या क्रिस्टल, या अंतिम उत्पाद का एक मध्यवर्ती जिसे चरण पृथक्करण के कारण हटाया जा सकता है।

अल्ट्रासोनिक रूप से उत्तेजित रासायनिक प्रवाह-रिएक्टर के माध्यम से

एक प्रवाह-थ्रू रिएक्टर में, जिसे प्रवाह सेल या इनलाइन रिएक्टर के रूप में भी जाना जाता है, अभिकारकों को प्रतिक्रिया कक्ष में एक या कई फीडिंग पोर्ट के माध्यम से खिलाया जाता है, जहां रासायनिक प्रतिक्रिया होती है। एक निश्चित प्रतिधारण समय के बाद जो एक विशिष्ट प्रतिक्रिया होने के लिए आवश्यक है, माध्यम को रिएक्टर से लगातार छुट्टी दे दी जाती है। अल्ट्रासोनिक प्रवाह कोशिकाओं और इनलाइन रिएक्टर उत्पाद के निर्बाध उत्पादन की अनुमति देते हैं, जो केवल अभिकर्मकों की निरंतर आपूर्ति पर निर्भर है।

चित्र दिखाता है अल्ट्रासोनिकेटर UIP1000hdT बैच रिएक्टर (बाएं) के साथ और इनलाइन प्रसंस्करण (दाएं) के लिए फ्लो सेल रिएक्टर के साथ।

उच्च प्रदर्शन रासायनिक सोनो-रिएक्टर

Hielscher Ultrasonics सोनो-रासायनिक रिएक्टरों और उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक उपकरण के लिए आपका विश्वसनीय निर्माता है जो आपकी रासायनिक प्रतिक्रिया में मज़बूती से सुधार कर सकता है। Hielscher Ultrasonics उत्पाद श्रृंखला में बैच और प्रवाह-थ्रू मोड के लिए प्रयोगशाला और औद्योगिक बड़े पैमाने पर सोनोरेएक्टर्स के विभिन्न प्रकार और वर्ग शामिल हैं। Hielscher उच्च प्रदर्शन जांच-प्रकार ultrasonication के साथ, कई अग्रिम – जैसे बेहतर प्रतिक्रिया दर, अधिक पूर्ण रूपांतरण, उच्च पैदावार, सटीक प्रतिक्रिया नियंत्रण और उत्कृष्ट समग्र दक्षता – बैच और फ्लो-थ्रू रिएक्टरों में मज़बूती से हासिल किए जाते हैं। उच्च प्रदर्शन और मजबूती के लिए डिज़ाइन किया गया, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर और सोनो-रिएक्टर कठोर रसायनों के साथ उपयोग के लिए स्थापित किए जा सकते हैं, मांग वाले वातावरण और भारी शुल्क अनुप्रयोगों में।
Hielscher अल्ट्रासोनिक रिएक्टरों को माध्यम के एक समान अल्ट्रासोनिक विकिरण के फोकस के साथ डिज़ाइन किया गया है ताकि ध्वनिक दबाव क्षेत्र समान रूप से विस्तार कर सके। इस आवश्यकता को पूरा करने से सोनोकेमिकल प्रतिक्रिया की समग्र दक्षता में सुधार होता है क्योंकि अल्ट्रासाउंड उच्चतम प्रक्रिया गहनता प्राप्त करता है।

सोनोकेमिकल रिएक्टर में होने वाली घटनाओं का योजनाबद्ध दृश्य।
चित्र और अध्ययन: ©डाहलेम एट अल।

उत्पाद रेंज आर के लिए कॉम्पैक्ट प्रयोगशाला अल्ट्रासोनिकेटर को कवर करती है&डी, शक्तिशाली बेंच-टॉप और पायलट अल्ट्रासोनिक सिस्टम के साथ-साथ बड़ी मात्रा में उत्पादन के लिए पूरी तरह से औद्योगिक ग्रेड उपकरण। यह छोटे पैमाने पर जोखिम मुक्त व्यवहार्यता परीक्षण और बाद में पूरी तरह से रैखिक पैमाने पर बड़ी मात्रा में अनुमति देता है।

सटीक सोनीशन नियंत्रण

डिजिटल कलर डिस्प्ले और रिमोट ब्राउज़र कंट्रोल के साथ स्मार्ट सॉफ्टवेयर और एक एकीकृत एसडी-कार्ड पर स्वचालित डेटा प्रोटोकॉल सोनो-केमिकल रिएक्टर में अल्ट्रासोनिक मापदंडों की परिष्कृत सेटिंग और निगरानी की अनुमति देता है।
सोनोकेमिकल रूप से संचालित प्रतिक्रियाओं की सुंदरता वह दक्षता है जिसे प्रक्रिया अनुकूलन के माध्यम से मज़बूती से प्राप्त किया जा सकता है। इष्टतम अल्ट्रासोनिक आयाम, अल्ट्रासाउंड पावर इनपुट, तापमान और दबाव प्रत्येक विशेष प्रतिक्रिया के लिए निर्धारित किया जा सकता है। यह आदर्श सोनीशन मापदंडों को खोजने की अनुमति देता है ताकि इष्टतम प्रतिक्रिया परिणाम और दक्षता प्राप्त हो।

तापमान नियंत्रण

हमारे सभी डिजिटल अल्ट्रासोनिकेटर निरंतर तापमान निगरानी के लिए एक प्लग करने योग्य तापमान सेंसर से लैस हैं, जिसे थोक तापमान के निरंतर माप के लिए तरल में डाला जा सकता है। परिष्कृत सॉफ्टवेयर एक तापमान सीमा की स्थापना की अनुमति देता है। जब तापमान सीमा पार हो जाती है, तो अल्ट्रासोनिकेटर स्वचालित रूप से तब तक रुक जाता है जब तक कि तरल में तापमान एक निश्चित निर्धारित बिंदु तक कम न हो जाए और स्वचालित रूप से फिर से सोनिकेट करना शुरू कर दे। सभी तापमान माप के साथ-साथ अन्य महत्वपूर्ण अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया डेटा स्वचालित रूप से एक अंतर्निहित एसडी कार्ड पर दर्ज किए जाते हैं और प्रक्रिया नियंत्रण के लिए आसानी से संशोधित किए जा सकते हैं।
Hielscher से सोनोकेमिकल रिएक्टर कूलिंग जैकेट के साथ उपलब्ध हैं। इसके अतिरिक्त, वांछित प्रक्रिया तापमान सुनिश्चित करने के लिए हीट एक्सचेंजर्स और चिलर इकाइयों को जोड़ा जा सकता है।

आदर्श रासायनिक रिएक्टर को इकट्ठा करने के लिए आसानी से उपलब्ध घटक

आसानी से उपलब्ध अल्ट्रासोनिक उपकरणों, जांच (सोनोट्रोड्स), बूस्टर सींग, बैच रिएक्टरों और प्रवाह कोशिकाओं के साथ-साथ कई अतिरिक्त सामान के बड़े पोर्टफोलियो आपकी विशिष्ट प्रक्रिया के लिए आदर्श अल्ट्रासोनिक-रासायनिक रिएक्टर (सोनो-रिएक्टर) को कॉन्फ़िगर करने की अनुमति देते हैं।
सभी उपकरण पहले से ही ध्वनिक गुहिकायन और स्थिर प्रवाह पैटर्न के समान वितरण के लिए अनुकूलित हैं, जो अल्ट्रासोनिक रूप से उत्तेजित रासायनिक रिएक्टर में सजातीय, विश्वसनीय परिणाम प्राप्त करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण डिजाइन पहलू हैं।
एक अक्रिय गैस, जैसे नाइट्रोजन कंबल के साथ रिएक्टर को शुद्ध करके अवांछित ऑक्सीकरण से बचा जा सकता है।

आपके रासायनिक रिएक्टर के लिए अनुकूलित समाधान

जबकि Hielscher स्टेनलेस स्टील या ग्लास से बने विभिन्न आकारों और ज्यामिति में विभिन्न बैच और इनलाइन रिएक्टर समाधान प्रदान करता है, हम आपकी विशिष्ट प्रक्रिया आवश्यकताओं के विश्लेषण और डिजाइन मूल सिद्धांतों पर विचार करते हुए आपके विशेष रासायनिक रिएक्टर पोत का निर्माण करने में प्रसन्न हैं। इंजीनियरों और तकनीकी डेवलपर्स की एक लंबे समय से अनुभवी टीम के साथ, हम आपकी मांगों को पूरा करने वाले आपके रासायनिक रिएक्टर को डिजाइन करते हैं। उदाहरण के लिए, आकार, सामग्री, ज्यामिति, खिला और निर्वहन बंदरगाहों, अल्ट्रासोनिक जांच की संख्या आदि को आपकी रासायनिक प्रक्रिया के लिए आदर्श अल्ट्रासोनिक रूप से प्रचारित रासायनिक रिएक्टर बनाने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।

नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है: