MultiPhaseCavitator-Insert for Ultrasonic Flow Cell
MultiPhaseCavitator ներդիրը (InsertMPC48) նախատեսված է բարելավելու հեղուկ/հեղուկ կամ հեղուկ/գազի խառնուրդների ուլտրաձայնային մշակումը: 48 շատ նուրբ կանուլաներ հեղուկ կամ գազ են ներարկում հեղուկ փուլ հենց կավիտացիայի գոտում: Սա ստեղծում է շատ փոքր կախովի կաթիլներ կամ գազի պղպջակներ, որոնք տալիս են շատ բարձր հատուկ մակերես:
Այս ներդիրը հատկապես օգտակար է էմուլսիայի քիմիայի համար, ինչպիսիք են Phase-Transfer-Reactions, Փուլ-փոխանցում-կատալիզ (PTC) կամ Liquid-Liquid-Extraction: Կիրառման մեկ այլ հետաքրքիր ոլորտ է հեղուկի երկու պրեկուրսորների մասնիկների նստեցումը կամ սոնոբյուրեղացումը։ Այս ներդիրը նախատեսված է Hielscher հոսքային բջիջների ռեակտորների համար և թույլ է տալիս խմբաքանակի կամ շարունակական մշակման համար:
Մեկ և 48 ներարկման պորտեր
Ultrasonication-ը էմուլսացման և խառնման արդյունավետ միջոց է: Տարբերվում է սովորական կարգավորումից, որտեղ առանձին փուլերը համակցվում են նախքան հոսքի բջիջը և կավիտացիան մտնելը, այս հոսքային բջիջի ներդիրը բարելավում է երկու փուլերի համադրությունը: Երբ հեղուկը ներարկվում է 48 նուրբ շղթաների միջով, այն մտնում է հոսքի բջիջ շատ նեղ շղթաներով: Ներդիրում օգտագործվում են 48 նուրբ բժշկական կանուլաներ՝ 0,3 մմ-ից մինչև 1,2 մմ ներքին տրամագծով: Այս կանուլաները կարող են հեշտությամբ փոխարինվել և ցածր գնով սպառվող են (ստերիլ, մոտ 2 տտ/հատ): Ուլտրաձայնային կավիտացիան (20 կՀց հաճախականությամբ) կտրում է 48 մուտքային հեղուկի շղթաները փոքր կաթիլների մեջ, երբ դրանք մտնում են հոսքի բջիջի հեղուկ փուլ:
Դիզայնը կիրառում է սնուցման նույն ճնշումը մեկ մատակարարումից բոլոր 48 կաննյուլաների վրա, որպեսզի հարթեցնի հոսքը շանթերի միջև:
48 մուտքի նավահանգիստներ ուլտրաձայնային ռեակտորում՝ հեղուկ-հեղուկ ռեակցիաների համար
Ներարկում ուլտրաձայնային բազմաֆազ կավիտատորի մեջ
Տեղադրեք MPC48 – Կավիտացիայի գոտում ավարտվում են 48 նուրբ կանուլաներ
Ultrasonic Flow Cell Reactor FC100L1K-1S insertMPC48-ով
Օգտագործումներ և կիրառություններ
Hielscher ուլտրաձայնային ռեակտորները հաճախ օգտագործվում են էմուլգացիայի, փուլային փոխանցման գործընթացի կինետիկան բարելավելու կամ հեղուկ-հեղուկ փուլային համակարգերում տարրալուծման արագությունը: Նման պրոցեսների օրինակներ են ջրածնի պերօքսիդով օքսիդատիվ ծծմբազրկումը և դրան հաջորդող լուծիչով արդյունահանումը կամ բազային կատալիզացված տրիգլիցերիդների տրանսեսթերիֆիկացումը:
Ռեագենտի մեկ փուլի սահմանափակ լուծելիությունը մեկ այլ ռեագենտի փուլում էական խնդիր է գործընթացի էմուլսիայի քիմիայում, քանի որ երկու փուլերն էլ փոխազդում են միմյանց հետ միայն միջֆազում: Առանց ուլտրաձայնի, դա հանգեցնում է ռեակցիայի ցածր արագության և դանդաղ փոխակերպման կինետիկի երկփուլ համակարգերում:
Օգտագործելով ներդիրը ուլտրաձայնային ռեակտորով, կավիտացիան առաջացնում է բարձր հիդրավլիկ կտրվածք և ներարկվող փուլը բաժանում է ենթամիկրոն և նանո չափերի կաթիլների: Քանի որ փուլի սահմանի հատուկ մակերեսը ազդեցիկ է ռեակցիայի քիմիական արագության վրա, այս կաթիլների տրամագծի զգալի նվազումը բարելավում է ռեակցիայի կինետիկան և կարող է նվազեցնել կամ վերացնել փուլային փոխանցման նյութերի անհրաժեշտությունը: Ներարկվող փուլի ծավալային տոկոսը կարող է նվազել, քանի որ ավելի նուրբ էմուլսիաներին անհրաժեշտ է ավելի քիչ ծավալ՝ ռեագենտի մյուս փուլի հետ նույն շփման մակերեսը ապահովելու համար:
Այս ներդիրի օգտագործումը կարող է նվազեցնել ամֆիֆիլային էմուլսիայի կատալիզատորների անհրաժեշտ քանակությունը կամ փուլային փոխանցման կատալիզատորներ (PTC), ինչպես օրինակ՝ չորրորդական ամոնիումի աղերը՝ ինչպես ջրային, այնպես էլ օրգանական հեղուկներում լուծվելու իրենց եզակի ունակությամբ։
Ընդլայնված զանգվածային փոխանցում քիմիական ռեակցիաների համար
Երբ ռեագենտի երկու փուլերը փոխազդում են փուլային սահմանի վրա, ռեակցիայի արտադրանքը կուտակվում է կաթիլային մակերեսին և արգելափակում է ռեագենտի փուլերի փոխազդեցությունը միջերեսում: Ուլտրաձայնային կավիտացիայի հետևանքով առաջացած հիդրավլիկ ճեղքումը հանգեցնում է անհանգիստ հոսքի և նյութի տեղափոխմանը կաթիլային մակերեսներից և դեպի կաթիլներ և հանգեցնում է կրկնվող միաձուլման և հետագա նոր կաթիլների ձևավորման: Քանի որ ռեակցիան ժամանակի ընթացքում զարգանում է, sonication-ը առավելագույնի է հասցնում ռեակտիվների ազդեցությունը և փոխազդեցությունը:
Այս էֆեկտն օգտագործվում է բազմաթիվ գործընթացներում, օրինակ՝ բուսական յուղերի տրանսեսթերիֆիկացումը կենսադիզելին կամ պոլիեսթերների սինթեզը՝ դիեսթերների դիոլներով տրանսեսթերիֆիկացման միջոցով՝ մակրոմոլեկուլներ ձևավորելու համար:
Էմուլսացնող / Էմուլսացում
Այս հոսքի բջիջների ներդիրը բարելավում է էմուլսացումը չխառնվող հեղուկները խառնելիս: Սա հանգեցնում է կաթիլների ավելի փոքր չափերի և ավելի նեղ չափերի բաշխման – էմուլսիայի կայունության հիմնական գործոնը: Այս դիզայնով դուք կարող եք ներարկել և էմուլգացնել ցածր և միջին մածուցիկության հեղուկները նույնիսկ բարձր մածուցիկությամբ հեղուկների մեջ, ինչպիսիք են ծանր մազութային յուղերը (HFOs), պոլիմերները կամ գելերը: Որոշ ձևակերպումներ կարող են պահանջել էմուլգատորներ կամ կայունացուցիչներ ավելացնել: Այս դեպքում այն օգնում է միատեսակ խառնել էմուլգատորը: Մեկից ավելի փուլերի ներարկման համար հարմարեցված նմուշներ, թեև կանուլաները հասանելի են ըստ պահանջի:
հեղուկ-հեղուկ արդյունահանում
Այս ներդիրը խթանում է հեղուկ-հեղուկ արդյունահանման գործընթացները՝ պատրաստելով նուրբ չափի տուրբուլենտ էմուլսիա, օրինակ՝ լուծիչ փուլ յուղային փուլում: Կրկին, սա մեծացնում է փուլային շփման մակերեսը և հանգեցնում է ավելի լավ արդյունահանման և լուծիչների օգտագործման նվազեցման:
Aqua-վառելիքներ ավելի մաքուր այրման համար
Ցածր դասի մազութ յուղերը, ինչպիսիք են ծանր մազութը, որն օգտագործվում է ծովային նավերի կամ էներգիայի արտադրության համար, կարող են էմուլսացվել ջրով: Սա հանգեցնում է ավելի արդյունավետ այրման և NO-ի զգալի կրճատմանըx արտանետումները և մուրը:
Կարդացեք ավելին ջրային վառելիքի ուլտրաձայնային էմուլսացման մասին (էմուլսիա-վառելիքներ):
Տեղումներ / Սոնո-բյուրեղացում
Գունանյութեր կամ նանո-մասնիկներ կարող են առաջանալ ներքևից վեր՝ հեղուկներում տեղումների միջոցով: Այս դեպքում գերհագեցած խառնուրդը սկսում է պինդ մասնիկներ կամ բյուրեղներ ձևավորել բարձր խտացված նյութից: Այս մասնիկները կաճեն մինչև որոշակի կետ և վերջապես կտեղավորվեն: Մասնիկների/բյուրեղների չափը և մորֆոլոգիան վերահսկելու համար անհրաժեշտ է վերահսկել պրեկուրսորի/ռեագենտի խառնուրդը:
Ընդհանուր առմամբ, տեղումների գործընթացը ներառում է` խառնում, գերհագեցում, միջուկացում, մասնիկների աճ և կուտակում: Վերջինս խուսափում է ցածր պինդ կոնցենտրացիայի կամ կայունացնող նյութերի միջոցով: Խառնումը կարևոր է. քանի որ տեղումների մեծ մասի դեպքում ռեակցիայի արագությունը շատ բարձր է: The InsertMPC48-ը համատեղում է արագ նեղ ներարկվող շիթերը ուժեղ ուլտրաձայնային կավիտացիոն կտրվածքի հետ: Սա առավելագույնի է հասցնում խառնման արագությունը և կատարողականությունը՝ ստեղծելով ավելի ու ավելի փոքր մասնիկներ:
Fe3O4 (մագնետիտ) մասնիկների մասնիկների չափի բաշխումը, որոնք առաջացել են շարունակական ուլտրաձայնային տեղումների ռեակցիայի մեջ (Banert et al., 2004):
Լաբորատոր փորձարկումից մինչև փորձնական մասշտաբ և արտադրություն
Hielscher Ultrasonics-ն առաջարկում է սարքավորումներ այս տեխնոլոգիան ցանկացած մասշտաբով փորձարկելու, ստուգելու և օգտագործելու համար: Հայեցակարգը հեշտ է ներառել գոյություն ունեցող գործընթացներում:
- Սնուցեք A փուլը հեղուկի մուտքի անցք՝ հոսքի խցիկի ներքևի մասում
- Սնուցեք B փուլը հեղուկի մուտքի ավելի փոքր անցք(ներ)` հոսքի խցիկի կողքին: Այս սնուցումը կներարկվի կավիտացիոն տարածք 48 նուրբ խողովակների միջոցով
- Կարգավորեք ռեակտորի ճնշումը՝ օգտագործելով հետադարձ ճնշման փականի հոսքի բջիջի ելքի միացքում
Նստարանի վերին մակարդակում ա UIP1000hd (1 կՎտ) կարող է մշակել հոսքի արագությունը 100-ից մինչև 1000 լ/ժ (25-ից 250 գալ/ժամ) գործընթացի ցուցադրման և ձայնային արտանետման պարամետրերի օպտիմալացման համար: Hielscher ուլտրաձայնային պրոցեսորները նախատեսված են փորձնական կամ արտադրական մասշտաբով գծային մասշտաբով մինչև ավելի մեծ մշակման ծավալներ: Ստորև բերված աղյուսակում թվարկված են վերամշակման ծավալները և սարքավորումների առաջարկվող չափերը:
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 0.2լ | 0.25-ից 2մ3/ժ | UIP1000hd, UIP2000hd |
| 0.2լ | 1-ից 8 մ3/ժ | UIP4000 |
| ԱԺ | 4-ից 30 մ3/ժ | UIP16000 |
| ԱԺ | 30 մ-ից բարձր3/ժ | կլաստերի UIP10000 կամ UIP16000 |