सैपोनीकरण – अल्ट्रासोनिक्स के साथ साबुन बनाने की प्रक्रिया
सैपोनिफिकेशन साबुन बनाने की रासायनिक प्रक्रिया है। यह वह प्रतिक्रिया है जिसमें वसा या तेलों (ट्राइग्लिसराइड्स) का कच्चा माल साबुन बनाने के लिए क्षार प्रतिक्रिया के साथ प्रतिक्रिया करता है। अल्ट्रासोनिकेशन चरण हस्तांतरण उत्प्रेरक में सुधार करता है जिसके परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया गति में वृद्धि होती है, अधिक पूर्ण रूपांतरण होता है और पोटेशियम हाइड्रोक्साइड (कोह) या सोडियम हाइड्रोक्साइड (नाओएच) जैसे बेस रिएजेंट्स के अत्यधिक उपयोग से बचा जाता है। अल्ट्रासोनिक रूप से शुरू की गई क्षारीय हाइड्रोलिसिस को वाणिज्यिक साबुन निर्माण में आसानी से लागू किया जा सकता है। सैपोनिफिकेशन के लिए अल्ट्रासोनिक रिएक्टर किसी भी उत्प्रेरक का उपयोग किए बिना या उपयोग किए गए उत्प्रेरक की मात्रा को कम किए बिना कम समय में उच्च उत्पादन का उत्पादन करते हैं।
अल्ट्रासोनिक रूप से बढ़ावा दिया Saponification
- तेजी से प्रतिक्रिया
- उच्च रूपांतरण
- आधार अभिकर्मकों का कोई अत्यधिक उपयोग नहीं
- उत्प्रेरक का कोई अत्यधिक उपयोग नहीं
- अधिक पूर्ण प्रतिक्रिया
- हरे रंग की प्रक्रिया
अल्ट्रासोनिक Saponification के मामले अध्ययन
विभिन्न शोध अध्ययनों से पता चला है कि sonication साबुन में ट्राइग्लिसराइड्स के saponification को बढ़ावा देता है. अल्ट्रासोनिक saponification accelerates और बचत या उत्प्रेरक के उपयोग से बचने whilst रूपांतरण बढ़ जाती है। यह अल्ट्रासोनिक saponification एक अत्यधिक कुशल उत्पादन विधि बनाता है।
चरण उत्प्रेरक के बिना Triglycerides (Saponification) की क्षारीय हाइड्रोलिसिस की अल्ट्रासोनिक दीक्षा
Mercantili एट अल (2013) ट्राइग्लिसराइड्स की क्षारीय hydrolysis पर ultrasonication के प्रभाव का अध्ययन किया, saponification के रूप में जाना जाता है. वे सूरजमुखी के तेल की क्षारीय हाइड्रोलिसिस आरंभ करने के लिए sonication का इस्तेमाल किया। पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) क्षार आधार के रूप में इस्तेमाल किया गया था। यह अल्ट्रासाउंड शुरू करने और प्रतिक्रिया ड्राइव करने के लिए एक शक्ति के स्रोत के रूप में प्रभावी है कि दिखाया गया था, कि एक उच्च प्रतिक्रिया उपज कुल बिजली आवेदन के केवल 15 मिनट में प्राप्त किया जा सकता है, जबकि परिवेश के तापमान पर काम कर रहे हैं, और है कि कोई डिटेक्टेबल by-उत्पादों उत्पन्न कर रहे हैं प्रतिक्रिया के दौरान. एक अल्ट्रासोनिक स्नान और एक जांच प्रकार ultrasonocator की तुलना अल्ट्रासोनिक जांच बेहतर तकनीक होने के लिए पता चलता है। अध्ययन दर्शाता है कि अल्ट्रासोनिक saponification अतिरिक्त क्षार या चरण हस्तांतरण catalysis के लिए आवश्यकता के बिना एक अच्छा रूपांतरण में पैदावार।
ट्राइसाइल्ग्लिसरोल का क्षारीय हाइड्रोलिसिस
UIP2000hdT (2kW) अल्ट्रासोनिक टैंक रिएक्टर साबुनीकरण के लिए
- अल्ट्रासोनिकेशन के परिणामस्वरूप तेजी से सैपोनिफिकेशन प्रतिक्रिया होती है और अधिक पूर्ण रूपांतरण होता है।
- अल्ट्रासोनिकेशन द्वारा सैपोनिफिकेशन तेलों या वसा और एक आधार से साबुन का उत्पादन करने के लिए एक व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली रासायनिक प्रक्रिया है।
- अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त सैपोनिफिकेशन उत्प्रेरक के अत्यधिक उपयोग से बचा जाता है समग्र ऊर्जा दक्षता में सुधार करता है
Saponification के लिए Ultrasonically पदोन्नत चरण स्थानांतरण प्रतिक्रिया
Bhatkhande एट अल (1998) से पता चला है कि सोयाबीन तेल जैसे वनस्पति तेलों के sonication कुशलता से कमरे के तापमान पर जलीय KOH और विभिन्न PTCs का उपयोग कर saponified जा सकता है. एक संदर्भ के रूप में saponification मूल्य का उपयोग कर saponification की सीमा का अध्ययन किया गया था. इस तरह के समय के रूप में विभिन्न मापदंडों के अनुकूलन, चरण हस्तांतरण उत्प्रेरक का चयन, उत्प्रेरक की मात्रा, KOH की मात्रा और पानी की मात्रा sonication और सरगर्मी का उपयोग कर बाहर किया गया। अल्ट्रासाउंड के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए, saponification भी विभिन्न परिस्थितियों, अर्थात् सरगर्मी, sonication, सरगर्मी और sonication, और 100oC पर हीटिंग के तहत 35oC पर किया गया था। यह पाया गया कि जलीय KOH/CTAB का उपयोग कर विभिन्न वनस्पति तेलों के विषम तरल-तरल चरण सैपनीकरण sonication और सरगर्मी के तहत 35oC पर काफी त्वरित किया गया था।
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उच्च प्रदर्शन Ultrasonicators
Hielscher Ultrasonics प्रयोगशाला, पायलट और औद्योगिक उत्पादन के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक उपकरण की आपूर्ति। मजबूत और विश्वसनीय ultrasonicators इस तरह के saponification के रूप में विभिन्न sonochemical प्रतिक्रियाओं के लिए उपयोग किया जाता है। Hielscher की जांच प्रकार ultrasonicators बैच और इनलाइन मोड में इस्तेमाल किया जा सकता है। सभी महत्वपूर्ण प्रक्रिया पैरामीटर – आयाम, दबाव, तापमान – ठीक नियंत्रित किया जा सकता है और reproduible परिणाम सुनिश्चित कर सकते हैं.
डिजिटल नियंत्रण स्वचालित रूप से प्रक्रिया पैरामीटर रिकॉर्ड और एकीकृत एसडी कार्ड पर उन्हें स्टोर. पूर्व सेटिंग और रिमोट ब्राउज़र नियंत्रण sonication प्रक्रिया बहुत ही सरल और उपयोगकर्ता के अनुकूल बनाते हैं।
कई sonochemical प्रतिक्रियाओं के लिए एक निश्चित तापमान बनाए रखा जाना चाहिए, इसलिए तापमान नियंत्रण महत्वपूर्ण है. Hielscher के डिजिटल ultrasonicators एक थर्मो-युग्म और तापमान नियंत्रण के साथ आते हैं। जैकेट प्रवाह सेल गर्मी अपव्यय के लिए अनुमति देते हैं.
Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरण की मजबूती से भारी कर्तव्य और मांग वातावरण में 24/7 का संचालन करने की अनुमति मिलती है।
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच वॉल्यूम | प्रवाह की दर | अनुशंसित उपकरणों |
|---|---|---|
| 1 से 500 एमएल | 10 से 200 मील / मिनट | UP100H |
| 10 से 2000 मील | 20 से 400 एमएल / मिनट | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20 एल | 0.2 से 4 एल / मिनट | UIP2000hdT |
| 10 से 100 एल | 2 से 10 एल / मिनट | UIP4000hdT |
| एन.ए. | 10 से 100 एल / मिनट | UIP16000 |
| एन.ए. | बड़ा | के समूह UIP16000 |
प्रयोगशाला से पायलट और औद्योगिक पैमाने पर उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर।
साहित्य / संदर्भ
- भटखंडे, बी.एस.; समंद, श्रीनिवास डी (1998): अल्ट्रासाउंड सहायता प्राप्त पीटीसी जलीय क्षार का उपयोग कर वनस्पति तेलों के saponification उत्प्रेरित. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 5, अंक 1, 1998. 7-12.
- मर्कांताली, लौरा; सेमस, फ्रैंक डेविस; Higson, P. J. (2014): चरण उत्प्रेरक के बिना Triglycerides (Saponification) की क्षारीय हाइड्रोलिसिस की अल्ट्रासोनिक दीक्षा। Surfactant और डिटर्जेंट Vol. 17, Isssue 1, जनवरी 2014 के जर्नल. 133-141.
जानने के योग्य तथ्य
sonochemistry
प्रतिक्रिया शुरू करने और तेज करने के लिए पावर अल्ट्रासाउंड को संश्लेषण और उत्प्रेरक (जिसे क्रमशः सोनो-संश्लेषण और सोनो-उत्प्रेरक कहा जाता है) जैसी रासायनिक प्रक्रियाओं पर लागू किया जाता है। जैविक संश्लेषण में अल्ट्रासोनिक विकिरण के विभिन्न अनुप्रयोगों की गहराई से जांच की गई है और औद्योगिक उत्पादन के लिए विकसित किया गया है। सोनोकेमिकल उपचार काफी मामूली स्थिति के तहत वांछित उत्पादों की प्रतिक्रिया, उपज और चयनात्मकता की दर में वृद्धि कर सकते हैं। यह अल्ट्रासोनिक उपचार को एक प्रभावी और पर्यावरण के अनुकूल प्रसंस्करण तकनीक बनाता है। अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त चरण हस्तांतरण उत्प्रेरक (पीटीसी) मौन स्थिति में एक ही प्रतिक्रिया की तुलना में कार्बनिक प्रतिक्रियाओं के लिए एक काफी अधिक कुशल और प्रभावी तरीका साबित होता है। उदाहरण के लिए, एक अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त चरण हस्तांतरण उत्प्रेरक द्वारा उत्प्रेरक कैनीजारो प्रतिक्रिया काफी उड़ गई है जिसके परिणामस्वरूप तेजी से रूपांतरण होता है। एक अन्य प्रमुख उदाहरण उत्प्रेरक और पावर अल्ट्रासाउंड के रूप में कोएच की उपस्थिति में ट्राइग्लिसराइड्स (यानी वनस्पति तेल, पशु वसा) और मेथनॉल का ट्रांसेस्टेरिफिकेशन है। तेजी से रूपांतरण और एक बहुत ही कुशल, किफायती प्रक्रिया में उत्पादित उच्च गुणवत्ता वाले बायोडीजल में अल्ट्रासोनिक ट्रांसेस्टेरिफिकेशन पैदावार होती है।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण ध्वनिक गुहिकायन और उसके hydrodynamic कतरनी बलों पर आधारित है
सैपोनीकरण
साबुन का उत्पादन करने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया का वर्णन किया गया है। saponification प्रक्रिया में, वनस्पति तेल या पशु वसा फैटी एसिड लवण में परिवर्तित कर रहे हैं – "सोप" – और ग्लिसरोल, जो एक शराब है. प्रतिक्रिया के लिए पानी में क्षार आधार (उदा., NaOH या KOH) के विलयन की आवश्यकता होती है और अभिक्रिया को आरंभ करने के लिए ऊष्मा भी होती है।
सैपोनीकरण के प्रतिक्रिया चरण निम्नलिखित हैं:
- हाइड्रॉक्साइड द्वारा फैटी एसिड एस्टर का न्यूक्लिओफिलिक हमला
- समूह निष्कासन छोड़ना
- विप्रोटोनेशन
साबुनीकरण प्रतिक्रिया का उपयोग साबुन और स्नेहक बनाने के लिए वाणिज्यिक रूप से किया जाता है।
जबकि सोडियम हाइड्रॉक्साइड हार्ड साबुन और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड नरम साबुन हर रोज सफाई के लिए उपयोग किया जाता है, वहाँ भी विशेष साबुन अन्य धातु हाइड्रॉक्साइड का उपयोग कर उत्पादन कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, लिथियम साबुन और कैल्शियम साबुन चिकनाई greases के रूप में उपयोग किया जाता है. वहाँ भी कर रहे हैं “सम् मिश्र साबुन” धातु साबुन का मिश्रण।
हाइड्रोलिसिस
हाइड्रोलिसिस में दो या दो से अधिक नए पदार्थ बनाने के लिए जल के साथ एक कार्बनिक रसायन की प्रतिक्रिया शामिल होती है और आमतौर पर जल के अलावा रासायनिक आबंधों के दरार का अर्थ होता है। एस्टर एक carboxylic एसिड और पानी और एक आधार के साथ प्रतिक्रिया द्वारा एक शराब में वापस cleaved किया जा सकता है. साबुन वसा या तेल के एस्टर के hydrolysis द्वारा उत्पादित है.
क्षारीय आधार
क्षारीय आधार अभिक्रियक (lyes) तेल और वसा के saponification के लिए आवश्यक हैं. ट्राइग्लिसराइड्स एक आधार के साथ प्रतिक्रिया कर रहे हैं – सोडियम या पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड – ग्लिसरोल और एक फैटी एसिड नमक का उत्पादन करने के लिए, तथाकथित "सोप"। पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड सूत्र KOH के साथ एक अकार्बनिक यौगिक है, और आमतौर पर कास्टिक पोटाश कहा जाता है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) एक अन्य प्रोटोटाइप मजबूत आधार है। जब सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग किया जाता है, तो एक कठोर साबुन का उत्पादन होता है, जबकि पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के उपयोग के परिणामस्वरूप एक नरम साबुन होता है।
रिएक्टेंट बनाम रिएजेंट
एक अभिक्रियक एक पदार्थ है कि ऊपर प्रयोग किया जाता है या एक रासायनिक प्रतिक्रिया में भस्म हो जाता है। अभिकर्मक की तुलना में, एक अभिक्रियक को बड़ी मात्रा में आवश्यक होता है। अभिकर्मक एक पदार्थ है कि एक प्रतिक्रिया आरंभ करने के लिए प्रयोग किया जाता है, प्रतिक्रिया का समर्थन करने के लिए और एक प्रतिक्रिया में भस्म हो जाता है, उत्प्रेरक जो एक प्रतिक्रिया में भस्म नहीं कर रहे हैं के विपरीत.