Ultrasonically असिस्टेड उत्प्रेरक निष्कर्षण

Hielscher अल्ट्रासोनिक रिएक्टरों की सहायता और उत्प्रेरक निष्कर्षण प्रसंस्करण (सीईपी) या तथाकथित चरण हस्तांतरण निष्कर्षण (PTE) में सुधार करने के कई उद्योगों में उपयोग किया जाता है। उत्प्रेरक निष्कर्षण इस तरह के तरल-तरल या तरल-ठोस रूप में एक heterogenous अमिश्रणीय चरण प्रणाली, शामिल है। अल्ट्रासोनिक उच्च कतरनी और cavitational बलों काफी तेजी से और अधिक पूरा निकासी के लिए अग्रणी विलेय के भंग की दर में सुधार। साथ ही, इस प्रभाव का इस्तेमाल किया विलायक या एसिड की मात्रा को कम करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता। एक सिद्ध तकनीक के रूप में, ultrasonically सहायता प्रदान की निष्कर्षण छोटा निष्कर्षण समय और कम कार्बनिक विलायक की खपत के साथ पर्यावरण के अनुकूल निष्कर्षण तकनीक के लिए एक से बढ़ रही मांग के कारण तेजी से प्रयोग किया जाता है।

उत्प्रेरक निष्कर्षण / चरण स्थानांतरण निष्कर्षण - बुनियादी बातों

अवधि “उत्प्रेरक निष्कर्षण प्रोसेसिंग (सीईपी) या चरण स्थानांतरण निष्कर्षण (PTE) तरल-तरल या ठोस तरल वितरण जब निष्कर्षण और analytes की हटाने ध्यान केंद्रित कर रहा है वर्णन करता है। इसलिए, द्रव या ठोस मंदक छितरी हुई है करने के लिए जा / विलायक (तरल चरण) में emulsified। अवधि तक “निकासी” केवल विलायक में सक्रिय पदार्थ का वर्णन किया जाता है (यानी सजातीय 'ऑर्गेनिक फेज़’ जो निकासी, मंदक और / या संशोधक) से जो 'जलीय से घुला हुआ पदार्थ के हस्तांतरण के लिए मुख्य रूप से जिम्मेदार है शामिल’ 'जैविक करने के लिए’ अवस्था। [IUPAC]। लक्ष्य बात है, जो निकाला जाता है निकालने कहा जाता है।
इस तरह के Soxhlet निकासी, थकावट, माइक्रोवेव, रिसाव, निष्कर्षण भाटा और भाप आसवन, या टर्बो निष्कर्षण के तहत के रूप में पारंपरिक निष्कर्षण तरीकों अक्सर धीमी और अक्षम हैं और / या खतरनाक एक लागत गहन और समय लेने वाली प्रक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप सॉल्वैंट्स के एक उच्च राशि की आवश्यकता होती कि पर्यावरण के लिए हानिकारक है।
अल्ट्रासाउंड कम या कोई खतरनाक सॉल्वैंट्स के साथ एक तेजी से और अधिक पूरा निष्कर्षण उपलब्ध कराने के पारंपरिक निष्कर्षण तरीकों की एक सिद्ध विकल्प है! अल्ट्रासाउंड हरे, evironmental के अनुकूल है प्रसंस्करण के लिए एक शक्तिशाली तकनीक है।

Ultrasonically के सिद्धांत उत्प्रेरक निष्कर्षण असिस्टेड

एक पदार्थ की निकासी के लिए, अमिश्रणीय चरणों मिलाया जाना चाहिए ताकि पदार्थ निकाले जाने की विलायक चरण में वाहक चरण से भंग किया जा सकता। सबसे अधिक चरण हस्तांतरण निष्कर्षण को एक सतत चरण है, जिसका अर्थ बूंदों और कणों विलायक में एक ही ढंग से तितर-बितर करने की आवश्यकता में एक फैलाने चरण से प्रदर्शन कर रहे हैं।
पावर अल्ट्रासाउंड एक प्रसिद्ध मिश्रण और निष्कर्षण प्रौद्योगिकी निकासी की प्रक्रिया पर कई सकारात्मक प्रभाव पड़ता है,:

बेहतर प्रतिक्रिया गतिकी
वाहक (sorbens) के ललित मिश्रण और विलायक
दो चरणों के बीच वृद्धि की इंटरफेसियल
वृद्धि हुई बड़े पैमाने पर स्थानांतरण
कण सतह से passivating परतों को हटाया
सेल व्यवधान & विघटन
अधिक पूरा निष्कर्षण उच्च पैदावार में जिसके परिणामस्वरूप
सरल & आपरेशन बचाने के
ग्रीन प्रक्रिया: पर्यावरण के अनुकूल

अल्ट्रासोनिक Cavitation का कार्य सिद्धांत

निष्कर्षण प्रक्रियाओं पर अल्ट्रासाउंड के ऊपर नाम फायदे अल्ट्रासोनिक का प्रभाव हैं गुहिकायन। जब शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड तरंगें तरल माध्यम में मिलती हैं, तरंगें उच्च दबाव / कम दबाव वाले चक्र बनाती हैं। कम दबाव चक्र के दौरान, छोटे बुलबुले या voids sonicated तरल में उभरा। ये बुलबुले कई कम दबाव वाले चक्रों में बढ़ते हैं जब तक कि वे अधिक ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकते। जब बुलबुले ने अधिकतम ऊर्जा अवशोषण का चरण प्राप्त किया है, तो वे उच्च दबाव चक्र के दौरान हिंसक रूप से गिर जाते हैं। बुलबुला प्रत्यारोपण बहुत ही उच्च तापमान (लगभग 5,000 किलो), बहुत अधिक दबाव (लगभग 2,000 एटीएम), बहुत अधिक शीतलन दर और तरल जेट्स 280 मिमी / एस (लगभग 630 मील प्रति घंटे) के वेग के साथ स्थानीय रूप से बहुत चरम स्थितियों को बनाता है। । इस घटना को कहा जाता है गुहिकायन। ये चरम स्थितियां अल्ट्रासोनिकेशन को तरल प्रसंस्करण के लिए एक शक्तिशाली और बहुमुखी विधि बनाती हैं।
निष्कर्षण उद्देश्यों के लिए, अल्ट्रासोनिक पोकेशन क्षेत्र में दो चरण तीव्र रूप से मिश्रित होते हैं। बूंदों और कणों को submicron- और नैनो आकार के लिए तोड़ दिया जाता है। यह एक चरण से दूसरे चरण में एक बेहतर द्रव्यमान स्थानांतरण के लिए बढ़ी हुई सतहों को विकसित करता है। दोनों चरणों के बीच बढ़ी इंटरफेसियल निष्कर्षण के लिए विस्तारित सतह सतह क्षेत्र में परिणामस्वरूप होता है ताकि चरण सीमा पर स्थिर तरल परतों को हटाने के कारण जन हस्तांतरण बढ़ाया जा सके। कण की सतह से निष्क्रिय परतों को हटाने के कारण द्रव्यमान स्थानांतरण में और वृद्धि हुई है। कोशिकाओं और ऊतकों से जैविक पदार्थ के निष्कर्षण के लिए, अल्ट्रासोनिक सेल व्यवधान द्वारा बड़े पैमाने पर स्थानांतरण में वृद्धि हुई है। इन सभी प्रभावों से अधिक पैदावार होती है जिसके परिणामस्वरूप उच्च पैदावार होती है।

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लाभ:

सीमा परतों को तोड़ने
वैन-der-वाल्स बल पर आते हैं
सतह से संपर्क करने के असंतृप्त तरल के लिए कदम
को कम करने या ट्रांसफर एजेंट के लिए eliminiate जरूरत
समय, तापमान और / या एकाग्रता को कम
कम अतिरिक्त पूर्ण परिपूर्णता के लिए आवश्यक मात्रा की तुलना में
कम मात्रा परिष्कृत करने की (जैसे आसवन द्वारा, वाष्पीकरण, सुखाने)
कोई लगातार हड़कंप मच गया रिएक्टरों (सीएसआर)
बिजली बचाएँ
कोई बैचिंग लेकिन इनलाइन प्रसंस्करण
कम अम्लीय या सस्ता विलायक का उपयोग
सॉल्वैंट्स बचने के लिए, बजाय जलीय का उपयोग
प्रक्रिया उच्च ठोस सांद्रता या उच्च चिपचिपाहट slurries
हरे रंग प्रसंस्करण: पर्यावरण के अनुकूल
इस तरह के मैलिक एसिड या साइट्रिक एसिड के रूप में कार्बनिक अम्ल, का उपयोग
बहुस्तरीय निष्कर्षण प्रक्रियाओं से बचने

उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड एक सिद्ध तकनीक अधिक उपज है और तेजी से प्रसंस्करण में जिसके परिणामस्वरूप घटकों को निकालने के लिए है (बड़ा आकार देखने के लिए क्लिक करें!)

sonication द्वारा फास्ट और कुशल निष्कर्षण

के लिए अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण:

जीवविज्ञान
रसायन विज्ञान
भोजन & फार्मा
विश्लेषण
परमाणु प्रसंस्करण
खनन अनुप्रयोगों
विसल्फुरण
कार्बनिक यौगिक
गेओचेमिस्त्र्य
शुद्धिकरण

तरल-तरल निष्कर्षण

पारंपरिक प्रक्रिया: तरल-तरल निष्कर्षण दो अलग अमिश्रणीय तरल पदार्थ चरणों में 'रिश्तेदार solubilities के आधार पर एक और तरल चरण में एक तरल अवस्था से पदार्थों को निकालने के लिए एक विभाजन विधि है। ultrasonics के उपयोग दर, जिस पर घुला हुआ पदार्थ उच्च निष्पादन द्वारा दो चरणों के बीच स्थानांतरित कर रहा है बेहतर बनाता है मिश्रण, पायसीकरण, तथा घुला देनेवाला!
तरल-तरल निष्कर्षण अलग करने और एक कार्बनिक विलायक का उपयोग करके एक जलीय घोल से बहुमूल्य घटक ध्यान केंद्रित करने की एक जुदाई तकनीक है। तरल-तरल निष्कर्षण अक्सर लागू किया जाता है जब एक अन्य जुदाई तकनीक (जैसे आसवन) अप्रभावी कर रहे हैं। तरल-तरल निष्कर्षण दवा में इस्तेमाल किया जाता है & कॉस्मेटिक (सक्रिय यौगिकों, एपीआई, सुगंध), और साथ ही भोजन और कृषि उद्योग, कार्बनिक और अकार्बनिक रसायन विज्ञान, पेट्रो रसायन उद्योग, और hydrometallurgy के लिए।

मुसीबत: एक आम समस्या तरल चरणों (विलायक और पतला अस्थिर हैं) की immiscibility है, ताकि एक उचित मिश्रण विधि की आवश्यकता है। दोनों तरल चरणों के मिश्रण के रूप में पतला और विलायक के बीच चरण हस्तांतरण को बढ़ावा देता है, एक विश्वसनीय फैलाव या emulsification विधि महत्वपूर्ण है। मिश्रण को बेहतर और दोनों चरणों के बीच संपर्क क्षेत्र जितना अधिक होगा, उतना ही बेहतर एक तरल चरण से दूसरे तरल चरण तक यात्रा कर सकता है। परंपरागत निष्कर्षण प्रक्रियाओं में ज्यादातर बड़े पैमाने पर स्थानांतरण के प्रचार में कमी होती है ताकि निष्कर्षण प्रक्रिया धीमी और अक्सर अपूर्ण हो। निष्कर्षण को बेहतर बनाने के लिए, अक्सर विलायक की अत्यधिक मात्रा का उपयोग किया जाता है, जो प्रक्रिया को महंगा और पर्यावरणीय रूप से प्रदूषित करता है।

उपाय: अल्ट्रासोनिक तरल-तरल निष्कर्षण विभिन्न बिंदुओं पर पारंपरिक तरल-तरल निष्कर्षण तकनीक excels:
पावर अल्ट्रासाउंड विश्वसनीय और आसानी से एक साथ दो या अधिक तरल चरणों घुलमिल। ultrasonication द्वारा, बूंदों ताकि ठीक नैनो-आकार को कम किया जा सकता है सूक्ष्म और नैनो-इमल्शन प्राप्त कर रहे हैं। इस प्रकार, उत्पन्न cavitational बलों तरल चरणों के बीच बड़े पैमाने पर स्थानांतरण को बढ़ावा देने के। sonication के एक सतत इनलाइन प्रणाली में चलाया जा सकता है के रूप में, बड़ी मात्रा में तथा उच्च चिपचिपा तरल पदार्थ समस्याओं के बिना संभाला जा सकता है।
लेकिन यह भी सूक्ष्म निष्कर्षण, उदा विश्लेषणात्मक प्रयोजनों के लिए, sonication द्वारा सुधार किया जा सकता भी (जैसे आयनिक तरल आधारित अल्ट्रासोनिक पायसीकरण के साथ सूक्ष्म निष्कर्षण)।

शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक बलों के एक प्रसिद्ध और विश्वसनीय तकनीक निकासी के लिए कर रहे हैं (बड़ा आकार देखने के लिए क्लिक करें!)

तरल में अल्ट्रासोनिक गुहिकायन

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लाभ:
शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक बलों – कम आवृत्ति / उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड द्वारा उत्पन्न – करने में मदद करता है

बूंदों नयी आकृति प्रदान
पायस ट्रांसफर एजेंट या amphiphillic उत्प्रेरक से बचने
डिटर्जेंट या सर्फेकेंट्स के उपयोग से बचने
amphiphillic catalsts, डिटर्जेंट या सर्फेकेंट्स से बचने
पृष्ठसक्रियकारक परतों के बिना अशांत अस्थिर इमल्शन उत्पन्न

अल्ट्रासाउंड ठीक आकार पायसीकरण के लिए एक प्रभावी तकनीक है और इस तरह तरल-तरल चरण हस्तांतरण निष्कर्षण के उत्प्रेरक निकासी की प्रक्रिया सहायता करता है।

अल्ट्रासोनिक Emulsification

ठोस-तरल निष्कर्षण

ठोस-तरल निष्कर्षण या ठोस चरण निष्कर्षण (एसपीई) का लक्ष्य यह analytes, जो भंग या एक तरल मिश्रण में निलंबित कर रहे हैं अलग करने के लिए, और उनके भौतिक और रासायनिक गुणों के अनुसार एक मैट्रिक्स से उन्हें अलग करने के लिए है। इसलिए, अलग एक उपयुक्त विलायक की सहायता से sorbens से eluted है। निकाले पदार्थ elute कहा जाता है।
परम्परागत एसपीई तकनीक थकावट, Soxhlet निकासी, रिसाव, भाटा और भाप आसवन, या उच्च गति मिश्रण / टर्बो निष्कर्षण के संयोजन कर रहे हैं। ठोस-तरल निष्कर्षण एक आम प्रक्रिया अलग जीव विज्ञान में यौगिकों, रसायन विज्ञान के साथ-साथ भोजन, दवा और कॉस्मेटिक उद्योग में किया जा सके। धातुओं की निकासी भी लीचिंग के रूप में जाना जाता है।
मुसीबत: परम्परागत एसपीई तकनीक समय लेने वाली के रूप में जाना जाता है और विलायक, जिसका ज्यादातर पर्यावरण की दृष्टि से खतरनाक और प्रदूषण कर रहे हैं की अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में आवश्यकता होती है। उच्च प्रक्रिया तापमान भी थर्मल संवेदनशील अर्क के विनाश के लिए नेतृत्व कर सकते हैं।
उपाय: एक ultrasonically सहायता प्रदान की ठोस-तरल निष्कर्षण के साथ, पारंपरिक एसपीई की आम समस्याओं सामान्य रूप से दूर किया जा सकता। sonication विलायक चरण में ठोस का जुर्माना वितरण प्रदान करता है के रूप में, एक बड़ा इंटरफेसियल सीमा उपलब्ध ताकि विलायक में लक्ष्य पदार्थ की बड़े पैमाने पर स्थानांतरण में सुधार हुआ है। यह एक तेजी से और अधिक पूरा निष्कर्षण में परिणाम है, जबकि विलायक उपयोग या (तरल चरण के रूप में के बजाय उपयोग पानी) कम हो जाता है पूरी तरह से परहेज किया। बिजली अल्ट्रासाउंड के आवेदन करके, ठोस चरण निष्कर्षण अधिक, कुशल, आर्थिक और environmetal के अनुकूल किया जा सकता है। कमी या प्रदूषण या खतरनाक सॉल्वैंट्स से बचाव के कारण, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण पर्यावरण के अनुकूल के रूप में माना जा सकता है हरे रंग की प्रक्रिया। आर्थिक दृष्टि से, प्रक्रिया लागत ऊर्जा, विलायक, और समय की बचत की वजह से कमी आती है।

सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन

एक विलायक निष्कर्षण के मामले में, एक विलायक (जैसे एक कार्बनिक विलायक) भंग करने और किसी अन्य तरल (जैसे एक जलीय चरण) से एक यौगिक अलग करने के लिए प्रयोग किया जाता है। आम तौर पर, अधिक ध्रुवीय विलेय अधिक ध्रुवीय विलायक में भंग, और कम ध्रुवीय विलायक में कम ध्रुवीय विलेय। विलायक निष्कर्षण का उपयोग करना, यह acetonitrile या अन्य ध्रुवीय सॉल्वैंट्स का उपयोग कर एक तेल चरण से ऑक्सीकरण thiophenes (sulfoxides, sulfones) अलग करने के लिए संभव है। विलायक निष्कर्षण भी इस तरह के यूरेनियम, प्लूटोनियम, या organophosphate त्रिकोणीय में एसिड समाधान से थोरियम के रूप में सामग्री, निकालने के लिए प्रयोग किया जाता हैएन-butyl फॉस्फेट (purex प्रक्रिया)।
अपने विलायक उपयोग कम करें: ultrasonics के उपयोग की प्रक्रिया में सॉल्वैंट्स का उपयोग कम कर और विलायक में उत्पाद लोड अनुकूलित करता है। यह भी एक तेजी से और अधिक पूरा निकासी की ओर जाता है।
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Ultrasonically असिस्टेड Soxhlet निकासी

Soxhlet निकासी एक ठोस-तरल निष्कर्षण अक्सर सिंथेटिक और विश्लेषणात्मक प्रयोगशालाओं में प्रयोग किया जाता तकनीक है। Soxhlet निकासी मुख्य रूप से लागू किया जब एक पदार्थ एक विलायक में केवल एक सीमित विलेयता है, और अशुद्धता कि विलायक में अघुलनशील है है।
अल्ट्रासाउंड बहुत सफलतापूर्वक Soxhlet निकासी वृद्धि हुई पैदावार और कम निष्कर्षण समय में जिसके परिणामस्वरूप के साथ जोड़ा जा सकता है।
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पिघला देता में निष्कर्षण

तरल तरल निष्कर्षण मिश्रण में किया जा सकता है जहां या तो एक या दोनों तरल चरणों पिघला रहे हैं, जैसे पिघला हुआ लवण या पिघला हुआ धातुओं, जैसे पारा के रूप में. अल्ट्रासोनिक प्रवाह सेल रिएक्टरों में शक्तिशाली इनलाइन sonication ऐसे पिघला देता है के रूप में उच्च विस्कोसिटी के साथ भी तरल पदार्थ प्रसंस्करण के लिए अनुमति देते हैं।

लीचिंग

लीचिंग एसिड, सॉल्वैंट्स या गर्म पानी के उपयोग के चुनिंदा एक अक्रिय अघुलनशील ठोस वाहक से घुला हुआ पदार्थ को भंग करने का वर्णन है। लीचिंग अक्सर खनन में प्रयोग किया जाता है अयस्कों से धातु निकालने के लिए।
अल्ट्रासोनिक Leaching के लाभ:

झरझरा सामग्री के छोटे orifices धोने
झिल्ली के selectivities पर काबू पाने
ठोस नष्ट, delaminate और ठोस deagglomerate
निष्क्रिय परतों के हटाने
ऑक्साइड परतों को हटाने
उच्च सतह तनाव तरल पदार्थ के लिए विशेष रूप से सभी सामग्री सतह गीला
शिअर थिनिंग

अल्ट्रासोनिक लीचिंग के बारे में अधिक जानने के लिए यहां क्लिक करें!

किसी भी स्तर के लिए Hielscher उपकरण

प्रयोगशाला, बेंच-टॉप और उत्पादन पैमाने पर Sonication
सभी Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरणों, 24 घंटों / 7 दिन चलाने के भी अल्ट्रासोनिक प्रयोगशाला homogenizers या तो बैच या प्रवाह के माध्यम से मोड में काफी मात्रा में संसाधित कर सकते हैं करने के लिए बनाया जाता है। बेंच-टॉप और औद्योगिक ultrasonicators बनाया गया है और औद्योगिक ग्रेड में बनाया जाता है ताकि उच्च मात्रा और उच्च विस्कोसिटी समस्याओं के बिना संसाधित किया जा सकता – यहां तक कि इस तरह के उच्च दबाव और उच्च तापमान (जैसे सुपरक्रिटिकल सीओ के साथ संयोजन में के रूप में हालत की मांग के तहत₂, बाहर निकालना प्रक्रियाओं आदि) के लिए। Hielscher की मजबूत ultrasonicators सॉल्वैंट्स, घर्षण तरल पदार्थ, और corrosives संभाल करने में सक्षम हैं। उपयुक्त सामान के लिए यह संभव अल्ट्रासोनिक प्रणाली निकासी की प्रक्रिया की आवश्यकताओं के बेहतर अनुकूल करने के लिए बनाते हैं। खतरनाक वातावरण में स्थापना के लिए, ATEX या एफएम दर्जा दिया विस्फोट प्रूफ अल्ट्रासोनिक प्रणालियों उपलब्ध हैं।
इस प्रकार, Hielscher की मजबूत और शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक प्रणाली और की व्यापक रेंज सामान इस तरह के गर्म पानी / तरल पदार्थ, acidics, धातु पिघलने, नमक पिघला देता है, विलायक के रूप में सामग्री sonicate के लिए सक्षम बनाता है (उदाहरण के लिए मेथनॉल, हेक्सेन, जैविक, ध्रुवीय सॉल्वैंट्स जैसे acetonitrile)।

अल्ट्रासोनिक चरण हस्तांतरण निष्कर्षण या उत्प्रेरक निष्कर्षण सरल दो चरणों वाली प्रक्रिया के रूप में महसूस किया जा सकता

फ़्लोचार्ट: अल्ट्रासोनिक चरण हस्तांतरण निष्कर्षण के चरण

अल्ट्रासोनिक प्रक्रियाओं:

सोनो-रसायन विज्ञान:

साहित्य / संदर्भ

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जानने के योग्य तथ्य

अल्ट्रासोनिक तरल प्रसंस्करण अक्सर sonication, ultrasonication, sonification, insonation, अल्ट्रासोनिक विकिरण, या ध्वनिक क्षेत्रों में आवेदन के रूप में जाना जाता है। इन सभी शब्दों एक तरल माध्यम में उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड तरंगों का युग्मन का वर्णन अल्ट्रासोनिक प्राप्त करने के लिए

बिजली अल्ट्रासाउंड इस तरह के एक बहुमुखी प्रसंस्करण तकनीक है के रूप में, अल्ट्रासोनिक उपकरणों इस तरह की जांच sonicator, ध्वनि lyser, अल्ट्रासाउंड disrupter, अल्ट्रासोनिक चक्की, सोनो-रप्टर, sonifier, ध्वनि dismembrator, सेल disrupter के रूप में विभिन्न शर्तों के तहत जाना जाता है, अल्ट्रासोनिक disperser या भंग करनेवाला।