अल्ट्रासोनिक Transesterification के माध्यम से Polyol संश्लेषण

Polyols सिंथेटिक एस्टर मुख्य रूप से वनस्पति तेलों या पशु वसा से ट्राइग्लिसराइड्स के transesterification के माध्यम से उत्पादित कर रहे हैं। ये polyols polyurethans, biolubricants और अन्य cemicals के उत्पादन के लिए कच्चे माल हैं। Ultrasonication तीव्र कतरनी बलों और थर्मल ऊर्जा लागू करके transesterification प्रतिक्रियाओं को बढ़ाने के लिए प्रयोग किया जाता है। अल्ट्रासाउंड और इसके sonochemical प्रभाव प्रतिक्रिया ऊर्जा की आपूर्ति और बड़े पैमाने पर हस्तांतरण सीमाओं को दूर करने में मदद करते हैं। इस प्रकार, sonication काफी transesterification गति, उपज, और समग्र दक्षता में सुधार करता है।

अल्ट्रासाउंड-असिस्टेड ट्रांसएस्टेरिफिकेशन

Transesterification प्रतिक्रियाएं सबसे महत्वपूर्ण संश्लेषण मार्गों में से एक हैं और व्यापक रूप से वनस्पति तेलों को पेट्रोलियम उत्पादों के विकल्प में परिवर्तित करने के लिए एक प्रभावी तकनीक के रूप में उपयोग की जाती हैं। सोनो-संश्लेषण (यह भी sonochemical संश्लेषण, जो उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासाउंड के माध्यम से पदोन्नत रासायनिक संश्लेषण है), transesterification के साथ-साथ अन्य रासायनिक प्रक्रियाओं पर अपने लाभकारी प्रभावों के लिए अच्छी तरह से जाना जाता है।

अल्ट्रासाउंड का उपयोग कर वनस्पति तेलों से स्थायी Polyol संश्लेषण

पौधे व्युत्पन्न फैटी एसिड, यानी वनस्पति तेल, एक व्यापक रूप से उपलब्ध और नवीकरणीय कच्चे माल हैं और जैव आधारित पॉलीओल्स और पॉलीयुरेथेन की तैयारी के लिए उपयोग किया जा सकता है। पावर अल्ट्रासाउंड का अनुप्रयोग अनुकूल सोनोकेमिकल प्रभाव पैदा करता है, जो ट्रांसएस्टेरिफिकेशन की उत्प्रेरक प्रतिक्रिया को काफी तेज करता है। इसके अतिरिक्त, sonication संश्लेषित polyols की उपज को बढ़ाता है के रूप में ध्वनिक cavitation की तीव्र मिश्रण ऊर्जा बड़े पैमाने पर हस्तांतरण सीमा पर काबू पा लिया. अल्ट्रासोनिक transesterification प्रतिक्रियाओं अच्छी तरह से पारंपरिक transesterification प्रतिक्रियाओं के रूप में कम शराब और उत्प्रेरक के साथ कुशलतासे चलाने के लिए जाना जाता है। यह ultrasonication द्वारा एक बेहतर समग्र दक्षता की ओर जाता है।

अल्ट्रासोनिक संश्लेषण के एक Pentaerythritol एस्टर-आधारित Biolubricant

Pentaerythritol एस्टर को दो-चरणीय सोनोकेमिकल प्रक्रिया के माध्यम से रेपसीड तेल से कुशलतापूर्वक संश्लेषित किया जा सकता है जैसा कि अरुमुगम की शोध टीम द्वारा प्रदर्शित किया गया है। अपने अनुकूलन अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने Hielscher ultrasonicator UP400St का उपयोग किया (देखें तस्वीर छोड़ दिया)। पहले sonochemically बढ़ावा दिया transesterification में, rapeseed तेल मेथनॉल के साथ मिथाइल एस्टर के लिए प्रतिक्रिया की है. दूसरे transesterification चरण में, मिथाइल एस्टर xylene और pentaerythritol एस्टर के लिए एक उत्प्रेरक के साथ प्रतिक्रिया करता है। शोधकर्ता अल्ट्रासाउंड के तहत pentaerythritol एस्टर संश्लेषण की उपज और समग्र दक्षता को बढ़ाने के लिए अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया मापदंडों के अनुकूलन पर ध्यान केंद्रित किया। pentaerythritol एस्टर के 81.4% की बेहतर उपज 15 s की एक अल्ट्रासोनिक नाड़ी, 60% के एक अल्ट्रासोनिक आयाम, 1.5 wt% की उत्प्रेरक एकाग्रता, और 100 डिग्री सेल्सियस की प्रतिक्रिया तापमान के साथ पूरा किया गया था। गुणवत्ता नियंत्रण के लिए, sonochemically संश्लेषित pentaerythritol एस्टर सिंथेटिक ग्रेड कंप्रेसर तेल के साथ तुलना की गई थी। अंत में, अध्ययन से पता चलता है कि ultrasonically-पदोन्नत क्रमिक transesterification प्रक्रिया पेंटाएरिथ्रिटोल एस्टर-आधारित बायोलुब्रिकेंट के संश्लेषण के लिए पारंपरिक क्रमिक transesterification प्रक्रिया को बदलने के लिए एक कुशल विधि है। अल्ट्रासोनिक transesterification प्रक्रिया के प्रमुख लाभ pentaerythritol एस्टर, एक छोटी प्रतिक्रिया समय और काफी कम प्रतिक्रिया तापमान की पैदावार में वृद्धि कर रहे हैं। (cf. Arumugam et al., 2019)

Ultrasonically पेंटाएरिथ्रिटोल एस्टर के लिए rapeseed तेल के दो चरण transesterification तेज.
(Arumugam et al., 2019 से अनुकूलित)

अल्ट्रासोनिक संश्लेषण के माध्यम से Pentanal-व्युत्पन्न एसिटल एस्टर

कुर्नियावान की शोध टीम ने हरे रंग के रसायन विज्ञान के सिद्धांतों को नियोजित करने वाली सोनोकेमिकल विधि के माध्यम से तीन पेंटनल-व्युत्पन्न एसिटल एस्टर को संश्लेषित किया। Sonication का उपयोग दो रासायनिक चरणों को बढ़ावा देने के लिए किया गया था:

1. 9,10-dihydroxyoctadecanoic एसिड का एस्टरिफिकेशन
2. अल्किल 9,10-dihydroxyoctadecanoate का एसिटालाइज़ेशन

एल्काइल 9,10- डाइहाइड्रॉक्सीस्टेएरेट के एस्टर का उत्पादन करने के लिए दो चरणों की आवश्यकता होती है और 67-85% की पैदावार प्राप्त की जाती है। दक्षता मूल्यांकन के लिए, sonochemical विधि की तुलना पारंपरिक भाटा तकनीक से की गई थी। इसके अलावा, सजातीय और ठोस एसिड उत्प्रेरक, अर्थात् सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4), प्राकृतिक बेंटोनाइट, और एच-बेंटोनाइट, का उपयोग विभिन्न उत्प्रेरकों के प्रभाव और दक्षता को निर्धारित करने के लिए किया गया था। यह पाया गया कि एच-बेंटोनाइट द्वारा उत्प्रेरित एसिड-उत्प्रेरित के सोनोकेमिकल एस्टेरिफिकेशन ने भाटा विधि की तुलना में 3 गुना कम प्रतिक्रिया समय में 70% तक उपज में उत्पादों को दिया, जो उल्लेखनीय है। Ultrasonication का उपयोग कर एच-बेंटोनाइट की उपस्थिति में एन-पेंटानल के साथ अंतिम एसिटलाइजेशन चरण ने 69-85% पैदावार में तीन पेंटनल-व्युत्पन्न डाइऑक्सोलन डेरिवेटिव प्रदान किए, जो पारंपरिक विधि से अधिक हैं। रिफ्लक्स विधि को सोनोकेमिकल विधि की तुलना में लंबे समय तक प्रतिक्रिया समय की आवश्यकता होती है क्योंकि अल्ट्रासोनिक संश्लेषण को केवल 10-30 मिनट की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त sonication के तहत काफी कम प्रतिक्रिया समय के लिए, प्रत्येक एस्टर की एक उल्लेखनीय उपज sonochemical विधि का उपयोग कर प्राप्त किया गया था।
शोधकर्ता ने यह भी गणना की कि सोनोकेमिकल प्रतिक्रिया की ऊर्जा आवश्यकताएं पारंपरिक विधि की तुलना में लगभग 62 गुना कम हैं। यह लागत को कम करता है और पर्यावरण के अनुकूल है।
प्रत्येक उत्पाद के भौतिक-रासायनिक गुणों की जांच से पता चला कि मिथाइल 8-(2-butyl-5-octyl-1,3-dioxolan-4-yl) ऑक्टानोएट एक संभावित उपन्यास बायोलुब्रिकेंट है जो सामान्य स्नेहक को प्रतिस्थापित करने के लिए कार्यक्षमताओं के साथ है। (सीएफ कुर्नियावान एट अल, 2021)

अल्ट्रासाउंड का उपयोग कर Pentaerythryl एस्टर के transesterification

पेंटाएरिथ्रिल एस्टर वनस्पति तेलों जैसे सूरजमुखी, अलसी और जटरोफा तेल से प्राप्त किया जा सकता है। हैशेम की शोध टीम ने दो ट्रांसएस्टेरिफिकेशन चरणों को शामिल करते हुए एक क्रमिक आधार-उत्प्रेरित ट्रांसएस्टेरिफिकेशन के माध्यम से बायोबेस्ड स्नेहक के संश्लेषण का प्रदर्शन किया। उन्होंने सूरजमुखी, अलसी और जेट्रोफा तेल का उपयोग करके संश्लेषण की व्यवहार्यता का प्रदर्शन किया। पहले चरण में, तेलों को संबंधित मिथाइल एस्टर में परिवर्तित किया गया था। दूसरी प्रक्रिया में, मिथाइल एस्टर को पेंटाएरिथ्रिटोल की कार्रवाई द्वारा पेंटाएरिथ्रिल एस्टर में परिवर्तित किया गया था, जैसा कि निम्नलिखित योजना में दिखाया गया है: (cf. Hashem et al., 2013)

वनस्पति तेल को मिथाइल एस्टर में ट्रांसएस्टेरिफिकेशन के बाद, मिथाइल एस्टर को पेंटाएरिथ्रिटोल की कार्रवाई से पेंटाएरिथ्रिल एस्टर में परिवर्तित कर दिया जाता है जैसा कि ऊपर दी गई योजना में दिखाया गया है।
(cf. Hashem et al., 2013)

transesterification पर ultrasonication के महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया बढ़ाने प्रभाव वैज्ञानिक रूप से साबित कर रहे हैं और पहले से ही दशकों के बाद से औद्योगिक रूप से अपनाया. Ultrasonically बेहतर tranesterification के लिए सबसे प्रमुख उदाहरण फैटी एसिड मिथाइल एस्टर (फेम) में तेलों और वसा का रूपांतरण है, जिसे बायोडीजल के रूप में जाना जाता है।
Biodiesel में (अपशिष्ट) तेलों और वसा के अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त transesterification के बारे में और अधिक पढ़ें!

अल्ट्रासोनिक जांच और Transesterification और अन्य रासायनिक संश्लेषण के लिए रिएक्टरों

Hielscher Ultrasonics अपने विशेषज्ञ है जब यह sonochemical प्रतिक्रियाओं के लिए परिष्कृत उच्च प्रदर्शन ultrasonicators के लिए आता है। Hielscher डिजाइन, विनिर्माण, और इस तरह की जांच (sonotrodes), रिएक्टरों, और किसी भी आकार में प्रवाह कोशिकाओं के रूप में उच्च शक्ति ultrasonicators और सामान वितरित करता है और रासायनिक प्रयोगशालाओं के रूप में अच्छी तरह से औद्योगिक पैमाने पर रासायनिक उत्पादन सुविधाओं की आपूर्ति करता है। औद्योगिक अल्ट्रासोनिक जांच और रिएक्टरों के लिए कॉम्पैक्ट प्रयोगशाला अल्ट्रासोनिक उपकरणों से, Hielscher अपनी प्रक्रिया के लिए आदर्श अल्ट्रासोनिक प्रणाली है। सोनो-कटैलिसिस और सोनो-संश्लेषण जैसे अनुप्रयोगों में लंबे समय के अनुभव के साथ, हमारे अच्छी तरह से प्रशिक्षित कर्मचारी आपको अपनी आवश्यकताओं के लिए सबसे उपयुक्त सेटअप की सिफारिश करेंगे।
Hielscher Ultrasonics बहुत उच्च मजबूती के उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक प्रणालियों का निर्माण करता है और सभी Hielscher औद्योगिक ultrasonicators निरंतर आपरेशन (24/7) में बहुत उच्च amplitudes वितरित कर सकते हैं के बाद से तीव्र अल्ट्रासाउंड तरंगों को वितरित करने में सक्षम है। मजबूत अल्ट्रासाउंड प्रणालियों को लगभग कोई रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है और इसे चलाने के लिए बनाया जाता है। यह Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरण ों की मांग शर्तों के तहत भारी शुल्क अनुप्रयोगों के लिए विश्वसनीय बनाता है। उच्च तापमान या बहुत कठोर रसायन के लिए विशेष sonotrodes भी उपलब्ध हैं।
उच्चतम गुणवत्ता – डिजाइन और जर्मनी में निर्मित: सभी उपकरणों को जर्मनी में हमारे मुख्यालय में डिजाइन और निर्मित किया गया है। ग्राहक को डिलीवरी से पहले, हर अल्ट्रासोनिक डिवाइस को पूर्ण भार के तहत सावधानीपूर्वक परीक्षण किया जाता है। हम ग्राहकों की संतुष्टि के लिए प्रयास करते हैं और हमारे उत्पादन को उच्चतम गुणवत्ता आश्वासन (जैसे, आईएसओ प्रमाणन) को पूरा करने के लिए संरचित किया जाता है।

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