Saponifikaciju – Proces izrade sapuna s ultrazvukom
Saponifikacija je kemijski proces izrade sapuna. To je reakcija u kojoj sirovina masti ili ulja (trigliceridi) reagira s alkalnim reaktivnim slajdom kako bi se formirao sapun. Ultrazvuka poboljšava katalizu prijenosa faze što rezultira povećanom brzinom reakcije, potpunijom pretvorbom i izbjegava prekomjernu uporabu baznih reagensa kao što su kalijev hidroksid (KOH) ili natrijev hidroksid (NaOH). Ultrazvukato pokrenuta alkalna hidroliza može se lako provesti u komercijalnoj proizvodnji sapuna. Ultrazvučni reaktori za saponifikaciju proizvode veću snagu u kraćem vremenu bez upotrebe katalizatora ili smanjenja količine korištenog katalizatora.
Ultrazvučno promoviran Saponifikacija
- brže reakcije
- Viša konverzija
- Bez prekomjernog korištenja baznih reagensa
- Nema prekomjerne uporabe katalizatora
- Potpunija reakcija
- zelena proces
Studije slučaja ultrazvučnog saponification
Razne istraživačke studije su pokazali da ultrazvukom promiče saponifikacija triglicerida u sapun. Ultrazvučno saponifikacija ubrzava i povećava pretvorbu dok štedi ili izbjegava korištenje katalizatora. To čini ultrazvučni saponifikaciju vrlo učinkovit način proizvodnje.
Ultrazvučni početak alkalne hidrolize triglicerida (Saponifikacija) bez faznog katalizatora
Mercantili Al. (2013) studirao učinke ultrazvuka na alkalne hidrolize triglicerida, poznat kao saponifikacija. Oni koriste ultrazvukom za pokretanje alkalne hidrolize suncokretovog ulja. Kalij hidroksid (KOH) korišten je kao alkalna baza. Pokazalo se da je ultrazvuk učinkovit kao izvor napajanja za pokretanje i pokretanje reakcije, da se visoki prinos reakcije može ostvariti u samo 15 minuta ukupne primjene energije tijekom rada na sobnoj temperaturi, te da se ne mogu detektirati nusproizvodi tijekom reakcije. Usporedba ultrazvučne kupke i sonda tipa ultrasonocator pokazuje ultrazvučnu sondu biti superiorna tehnika. Studija pokazuje da ultrazvučno saponifikacija prinosa u dobrom obraćenju bez potrebe za višak alkalne ili faze prijenosa katalize.
Alkalna hidroliza triacilglicerol
UIP2000hdT (2kW) ultrazvučni reaktor spremnika za saponifikaciju
- Ultrasonication rezultira bržom reakcijom saponifikacije i u potpunijoj pretvorbi.
- Saponifikacija ultrasonikacijom je široko korišten kemijski proces za proizvodnju sapuna iz ulja ili masti i baze.
- Ultrazvučno potpomognuta saponifikacija izbjegava prekomjernu uporabu katalizatora poboljšava ukupnu energetsku učinkovitost
Ultrazvučno promovira faza prijenosa Reakcija za Saponifikacija
Bhatkhande et Al. (1998) pokazala je da sonication biljnih ulja kao što su sojino ulje može biti učinkovito saponificirani pomoću vodene KOH i različitih PTC na sobnoj temperaturi. Opseg saponifikacije ispitan je pomoću vrijednosti saponifikacije kao referenca. Optimizacije različitih parametara kao što su vrijeme, odabir faznog prijenosa katalizatora, količina katalizatora koristi, količina KOH i količina vode su provedena pomoću ultrazvuka i miješanje. Za proučavanje učinka ultrazvuka, saponifikacija je također provedena na 35 º C pod različitim uvjetima, naime miješanje, sonication, miješanje i ultrazvuka, i grijanje na 100 º C. Utvrđeno je da je heterogene tekuće faze saponifikacija različitih biljnih ulja pomoću vodene KOH/CTAB značajno ubrzan na 35 º C pod sonication i miješanje.
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Visoke performanse ultrasonicators
Hielscher Ultrasonics opskrbljuje High-Performance ultrazvučnu opremu za laboratorij, pilot i industrijsku proizvodnju. Robustan i pouzdan ultrasonicators se koriste za razne sonochemical reakcije kao što su saponifikacija. Hielscher je sonda tipa ultrasonicators može se koristiti u batch i inline modu. Svi važni parametri procesa – amplitude, tlak, temperatura – mogu se precizno kontrolirati i osigurati ponovljiv rezultat.
Digitalna kontrola automatski bilježi parametre procesa i pohranjuje ih na integriranu SD-karticu. Pre-postavke i daljinski preglednik kontrola čine proces ultrazvuka vrlo jednostavan i user-friendly.
Za mnoge sonochemical reakcije treba održavati određenu temperaturu, tako da je kontrola temperature je važno. Hielscher je digitalni ultrasonicators dolaze s termo-par i kontrolu temperature. Stanica toka omogućuje disipaciju topline.
Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava rad 24 sata dnevno i 7 dana u teškim uvjetima iu zahtjevnim okruženjima.
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Batch Volumen | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 mL | 10 do 200 mL / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 mL / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l / min | UIP4000hdT |
| N.a. | 10 do 100 l / min | UIP16000 |
| N.a. | veći | grozd UIP16000 |
High-Power ultrazvučni procesori od laboratorija do pilota i industrijske ljestvice.
Literatura / Reference
- Bhatkhande,. Samant, Shriniis D. (1998): ultrazvučno potpomognuto PTC kataliziran saponifikacija biljnih ulja pomoću vodene lužine. Ultrasonics ultrazvučna kemija Vol. 5, izdanje 1, 1998. 7-12.
- Mercantili, Laura; Séamus, Frank Davis; Higson, P. J. (2014): ultrazvučni početak alkalne hidrolize triglicerida (Saponifikacija) bez faze katalize. Dnevnik Suraktivnih tvari i deterdženata Vol. 17, Isssue 1, Jan 2014. 133-141.
Činjenice koje vrijedi znati
ultrazvučna kemija
Snaga ultrazvuk se primjenjuje na kemijske procese kao što su sinteza i kataliza (također se naziva sinteza sono i sono-kataliza, odnosno) kako bi se pokrenula i pojačati reakciju. Različite primjene ultrazvučnog zračenja u organskoj sintezi su u dubini istražena i razvijena za industrijsku proizvodnju. Sonochemical tretmani mogu povećati stopu reakcije, prinos i selektivnost željenih proizvoda pod znatno blažim stanjem. To čini ultrazvučni tretman učinkovit i ekološki prihvatljiv tehnika obrade. Ultrazvučno potpomognuta kataliza za prijenos faza (PTC) dokazano je drastično učinkovitija i učinkovitija metoda za organske reakcije u usporedbi s istom reakcijom u stanju šutnje. Na primjer, Cannizarro reakcija katalizirana ultrazvučno potpomognuta faznim prijenosom kataliza značajno se ubrzava, što rezultira brzom pretvorbom. Drugi istaknuti primjer je transesterifikacija triglicerida (tj. biljnih ulja, životinjskih masti) i metanola u prisutnosti KOH kao katalizatora i snage ultrazvuka. Ultrazvučni transesterifikacija daje u visokoj kvaliteti biodizela proizvedenih u brzoj pretvorbi i vrlo učinkovit, ekonomičan proces.
Ultrazvučna ekstrakcija se temelji na akustičnoj kavitacije i njegove hidrododinamske sile smicanja
Saponifikaciju
Saponifikacija opisuje kemijsku reakciju koja proizvodi sapun. U procesu saponifikacije, biljna ulja ili životinjske masti pretvaraju se u soli masnih kiselina – "sapun" – i glicerol, što je alkohol. Reakcija zahtijeva otopinu alkalne baze (npr., NaOH ili KOH) u vodi, a također i toplinu za pokretanje reakcije.
Koraci reakcije saponifikacije su sljedeći:
- Nukl inofilni napad estera masne kiseline od strane hidroksida
- Napuštanje grupnog uklanjanja
- Deprotonacija
Reakcija na saponifikaciju koristi se komercijalno za proizvodnju sapuna i maziva.
Dok se u svakodnevnom čišćenju koriste metalni hidroklorid i mekani sapun kalij hidroksid za svakodnevno čišćenje, tu su i posebni sapuni proizvedeni drugim metalnim hidroksiidima. Na primjer, litij sapuna i kalcij sapuni se koriste kao podmazivanje masti. Postoje i “složeni sapuni” koja se sastoji od smjese metalnih sapuna.
hidroliza
Hidroliza uključuje reakciju organske kemikalije s vodom za formiranje dvije ili više novih tvari i obično znači dekoltea kemijskih obveznica dodavanjem vode. Esteri mogu biti dekoltea natrag u karboksilne kiseline i alkohol reakcijom s vodom i bazom. Sapun se proizvodi hidrolizom estera masti ili ulja.
Alkalna baza
Alkalne baze reaktanata (lyes) su potrebne za saponifikaciju ulja i masti. Trigliceridi reagiraju s osnovnom – natrij ili kalijev hidroksid – za proizvodnju glicerola i soli masnih kiselina, takozvani "sapun". Kalij hidroksid je anorganski spoj s formulom KOH, a obično se zove Kaustični Potash. Natrijev hidroksid (NaOH) je još jedna prototipna snažna baza. Kada se koristi natrijev hidroksid, proizvodi se tvrdi sapun, dok uporaba kalijevog hidroksida rezultira mekim sapunom.
Reactant vs reagent
Reaktanat je tvar koja se koristi ili konzumira u kemijskoj reakciji. U odnosu na reagensa, reakant je potreban u većim količinama. Reagensa je tvar koja se koristi za pokretanje reakcije, za potporu reakciji i konzumira se u reakciji, u suprotnosti s katalizatora koji se ne troše u reakciji.