Հայտնի է, որ ուլտրաձայնային ախտորոշումը ուժեղացնում և/կամ առաջացնում է քիմիական ռեակցիաներ: Հետևաբար, բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնի ինտեգրումը համարվում է որպես հուսալի գործիք քիմիական ռեակտորները խթանելու ռեակցիայի բարելավված արդյունքների համար: Hielscher Ultrasonics-ն առաջարկում է տարբեր ռեակտորային լուծումներ՝ ձեր քիմիական գործընթացը կարգավորելու համար: Իմացեք, թե ինչպես ուլտրաձայնը կարող է բարելավել ձեր քիմիական ռեակտորը:

Ինչպե՞ս է ուժային ուլտրաձայնը բարելավում քիմիական ռեակտորները:

Մեկ կամ մի քանի ուլտրաձայնային զոնդերի (sonotrodes) ինտեգրումը թույլ է տալիս միացնել հզոր ուլտրաձայնային ալիքները քիմիական ռեակտորում: Հեղուկների և մաղձաթաղանթների ինտենսիվ ուլտրաձայնային ազդեցությունը ոչ միայն ուժեղ տուրբուլենտներ է ստեղծում ակուստիկ թրթռումների պատճառով, այլև հայտնի է բազմաթիվ էֆեկտներով, որոնք սահմանվում են «սոնոքիմիա» տերմինի ներքո:

Ի՞նչ է Սոնոքիմիան: Ինչպե՞ս է այն խթանում ռեակցիաները:

Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային / բարձր հզորության ուլտրաձայնը կիրառվում է քիմիական համակարգերի վրա՝ ռեակցիաներ սկսելու և/կամ խթանելու, փոխակերպման արագությունը և բերքատվությունը բարելավելու կամ ռեակցիայի ուղիները փոխելու համար: Ֆիզիկական երևույթը, որը պատասխանատու է սոնոքիմիական ազդեցությունների համար, ակուստիկ կավիտացիան է: Երբ բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ալիքները զուգակցվում են հեղուկ միջավայրի մեջ, ալիքները անցնում են հեղուկի միջով՝ ստեղծելով փոփոխվող ցածր ճնշման (հազվադեպ) և բարձր ճնշման (սեղմում) ցիկլեր: Ցածր ճնշման/հազվադեպության ժամանակ հեղուկում առաջանում են րոպեական վակուումային պղպջակներ, որոնք աճում են ճնշման մի քանի ցիկլերի ընթացքում, մինչև վակուումային պղպջակը հասնում է մի կետի, որտեղ այն չի կարող կլանել հետագա էներգիան: Պղպջակների առավելագույն աճի կետում պղպջակը ուժգին պայթում է բարձր ճնշման ցիկլի ժամանակ: Պայթուցիկ պղպջակների փլուզման ժամանակ կարելի է նկատել կավիտացիայի երեւույթը։ Ուլտրաձայնային կավիտացիան ստեղծում է այսպես կոչված «թեժ կետեր», որոնք բնութագրվում են ծայրահեղ պայմաններով, ինչպիսիք են մինչև ~ 5000 K ջերմաստիճանը, շատ բարձր տաքացման/սառեցման արագությամբ՝ ավելի քան 1000 K վրկ:^-1, ճնշում մինչև ~ 1000 բար, ինչպես նաև ջերմաստիճանի և ճնշման համապատասխան տարբերություններ: Հեղուկը կամ ցեխը մեծապես խառնվում է հեղուկ շիթերի և կտրող ուժերով:

Քիմիական էֆեկտները (օրինակ՝ ռադիկալ տեսակների ձևավորում, մոլեկուլների ճկում և այլն) և ֆիզիկա/ֆիզիկա-մեխանիկական ազդեցությունները սոնոքիմիայի հաջողությամբ կիրառվում են բազմաթիվ քիմիական ռեակցիաների վրա, ինչպիսիք են օրգանական կատալիզը, օրգանոկատալիտիկ ռեակցիաներ,, Փուլի փոխանցման ռեակցիաներ,, նանոմասնիկների սինթեզ,, Տեղումներ / բյուրեղացում,, սոլ-գել ռեակցիաներ,, Suzuki զուգավորում,, Դիելս-Ալդեր ռեակցիաներ,, Մաննիխի ռեակցիաները,, Միքայել հավելում, Wurtz-ի տիպի զուգավորում և շատ ուրիշներ։ Սոնոքիմիապես խթանված ռեակցիաները հաճախ ցույց են տալիս փոխակերպման զգալիորեն աճ, ավելի բարձր եկամտաբերություն, արագացված ռեակցիա, ավելի ամբողջական ռեակցիա, կարող են օգտագործվել ավելի մեղմ լուծիչներով շրջակա միջավայրի պայմաններում, ստեղծել ավելի քիչ անցանկալի կողմնակի արտադրանքներ և նպաստել կանաչ քիմիայի բարձր արդյունավետության շնորհիվ:

Ուլտրաձայնային վրա հիմնված քիմիական խմբաքանակի ռեակտորներ

Ուլտրաձայնային սարքերի ինտեգրումը բաց կամ փակ խմբաքանակային ռեակտորների մեջ սովորաբար կիրառվող տեխնիկա է լաբորատորիաներում, փորձնական կայաններում և արտադրական օբյեկտներում ռեակցիաները արագացնելու համար: Կախված նավի չափսից, երկրաչափությունից և քիմիական ռեակցիայի համակարգից, մեկ կամ մի քանի սոնոտրոդներ կարող են ինտեգրվել խմբաքանակի ռեակտորին: Ultrasonication-ը նույնպես հաճախ օգտագործվում է բարելավելու համար անընդհատ խառնվող ռեակտորներ (CSTR):

Ուլտրաձայնային կիսախմբային ռեակտորներ. Իհարկե, sonication-ը կարող է նաև ինտեգրվել կիսափուլային ռեակտորների մեջ: Կիսախմբաքանակային համակարգերի համար մեկ քիմիական ռեակտիվ բեռնվում է ռեակտորում, մինչդեռ երկրորդ քիմիական նյութը ավելացվում է շարունակական հոսքի արագությամբ (օրինակ՝ դանդաղ սնուցմամբ՝ կողմնակի ռեակցիաները կանխելու համար)՝ միանալով ուլտրաձայնային տաք տեղում: Որպես այլընտրանք, քիմիական ռեակցիայի արտադրանքը, որը առաջանում է ռեակտորում ռեակցիայի արդյունքում, շարունակաբար հեռացվում է, օրինակ՝ սինթեզված նստվածքները կամ բյուրեղները, կամ վերջնական արտադրանքի միջանկյալ նյութը, որը կարող է հեռացվել փուլային տարանջատման պատճառով:

Ուլտրաձայնային հուզված քիմիական հոսքի միջով ռեակտոր

Հոսող ռեակտորում, որը նաև հայտնի է որպես հոսքի բջիջ կամ ներկառուցված ռեակտոր, ռեակտիվները սնվում են մեկ կամ մի քանի սնուցող նավահանգիստների միջոցով դեպի ռեակցիայի պալատ, որտեղ տեղի է ունենում քիմիական ռեակցիան: Որոշակի պահպանման ժամանակից հետո, որն անհրաժեշտ է կոնկրետ ռեակցիայի առաջացման համար, միջավայրը շարունակաբար արտանետվում է ռեակտորից: Ուլտրաձայնային հոսքի բջիջները և ներդիրային ռեակտորները թույլ են տալիս արտադրանքի անխափան արտադրություն, որը կախված է միայն ռեակտիվների շարունակական մատակարարումից:

Նկարը ցույց է տալիս ուլտրաձայնային սարք UIP1000hdT խմբաքանակային ռեակտորով (ձախից) և հոսքային բջջային ռեակտորով ներկառուցված մշակման համար (աջից):

Բարձր արդյունավետության քիմիական սոնո-ռեակտորներ

Hielscher Ultrasonics-ը ձեր վստահելի արտադրողն է սոնո-քիմիական ռեակտորների և բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքավորումների համար, որոնք կարող են հուսալիորեն բարելավել ձեր քիմիական ռեակցիան: Hielscher Ultrasonics-ի արտադրանքի տեսականին ներառում է լաբորատոր և արդյունաբերական լայնածավալ սոնորեակտորների տարբեր տեսակներ և դասեր խմբաքանակի և հոսքի ռեժիմի համար: Hielscher բարձր կատարողականությամբ զոնդային տիպի ուլտրաձայնային ախտորոշմամբ, բազմաթիվ առաջընթացներով – ինչպիսիք են ռեակցիայի բարելավված արագությունը, ավելի ամբողջական փոխակերպումը, բարձր եկամտաբերությունը, ռեակցիայի ճշգրիտ վերահսկումը և գերազանց ընդհանուր արդյունավետությունը – հուսալիորեն ձեռք են բերվում խմբաքանակային և հոսքային ռեակտորներում: Նախագծված բարձր արդյունավետության և ամրության համար՝ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը և սոնո-ռեակտորները կարող են տեղադրվել կոշտ քիմիական նյութերի օգտագործման համար, պահանջկոտ միջավայրերում և ծանր աշխատանքային ծրագրերում:
Hielscher ուլտրաձայնային ռեակտորները նախագծված են միջավայրի միասնական ուլտրաձայնային ճառագայթման կիզակետով, որպեսզի ակուստիկ ճնշման դաշտը կարողանա հավասարապես ընդլայնվել: Այս պահանջի բավարարումը բարելավում է սոնոքիմիական ռեակցիայի ընդհանուր արդյունավետությունը, քանի որ ուլտրաձայնը հասնում է գործընթացի ամենաբարձր ինտենսիվացմանը:

Սոնոքիմիական ռեակտորում տեղի ունեցող երևույթների սխեմատիկ տեսք.
Նկար և ուսումնասիրություն՝ ©Dahlem et al., 1999 թ.

Ապրանքի տեսականին ներառում է կոմպակտ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքեր Ռ&D, հզոր նստարանային և փորձնական ուլտրաձայնային համակարգեր, ինչպես նաև լիովին արդյունաբերական կարգի սարքավորումներ մեծ ծավալների արտադրության համար: Սա թույլ է տալիս փոքր մասշտաբով իրականացնել իրագործելիության ռիսկերից զերծ փորձարկումներ, իսկ հետագա՝ ամբողջովին գծային մասշտաբով մինչև ավելի մեծ ծավալներ:

Ճշգրիտ Sonication Control

Թվային գունավոր էկրանը և զննարկիչի հեռակառավարման խելացի ծրագրակազմը և տվյալների ավտոմատ արձանագրումը ինտեգրված SD-քարտի վրա թույլ են տալիս ուլտրաձայնային պարամետրերի բարդ կարգավորումն ու մոնիտորինգը սոնո-քիմիական ռեակտորում:
Sonochemically պայմանավորված ռեակցիաների գեղեցկությունը արդյունավետությունն է, որը կարելի է հուսալիորեն հասնել գործընթացի օպտիմալացման միջոցով: Օպտիմալ ուլտրաձայնային ամպլիտուդը, ուլտրաձայնային հզորության մուտքագրումը, ջերմաստիճանը և ճնշումը կարող են որոշվել յուրաքանչյուր կոնկրետ ռեակցիայի համար: Սա թույլ է տալիս գտնել իդեալական ձայնային պարամետրերը, որպեսզի օպտիմալ ռեակցիայի արդյունքներ և արդյունավետություն ձեռք բերվեն:

ջերմաստիճանի վերահսկում

Մեր բոլոր թվային ուլտրաձայնային սարքերը հագեցված են խցանվող ջերմաստիճանի սենսորով ջերմաստիճանի շարունակական մոնիտորինգի համար, որը կարող է տեղադրվել հեղուկի մեջ՝ զանգվածային ջերմաստիճանի մշտական չափման համար: Բարդ ծրագրակազմը թույլ է տալիս սահմանել ջերմաստիճանի միջակայք: Երբ ջերմաստիճանի սահմանաչափը գերազանցվում է, ուլտրաձայնային սարքը ինքնաբերաբար կանգ է առնում այնքան ժամանակ, մինչև հեղուկի ջերմաստիճանը իջնի որոշակի սահմանված կետի և նորից սկսում է ինքնաբերաբար արտահոսել: Ջերմաստիճանի բոլոր չափումները, ինչպես նաև ուլտրաձայնային գործընթացի այլ կարևոր տվյալները ավտոմատ կերպով գրանցվում են ներկառուցված SD քարտի վրա և կարող են հեշտությամբ վերանայվել գործընթացի վերահսկման համար:
Hielscher-ի սոնոքիմիական ռեակտորները հասանելի են սառեցնող բաճկոններով: Բացի այդ, ջերմափոխանակիչները և սառեցնող սարքերը կարող են միացված լինել՝ ապահովելու գործընթացի ցանկալի ջերմաստիճանը:

Հեշտ հասանելի բաղադրիչներ՝ իդեալական քիմիական ռեակտորը հավաքելու համար

Հասանելի ուլտրաձայնային սարքերի, զոնդերի (սոնոտրոդների), ուժեղացուցիչ եղջյուրների, խմբաքանակի ռեակտորների և հոսքի բջիջների մեծ փաթեթը, ինչպես նաև բազմաթիվ լրացուցիչ պարագաներ թույլ են տալիս կարգավորել իդեալական ուլտրաձայնային-քիմիական ռեակտորը (սոնո-ռեակտոր) ձեր կոնկրետ գործընթացի համար:
Բոլոր սարքավորումներն արդեն օպտիմիզացված են ձայնային կավիտացիայի և կայուն հոսքի օրինաչափությունների միատեսակ բաշխման համար, որոնք դիզայնի ամենակարևոր ասպեկտներն են՝ ուլտրաձայնային հուզված քիմիական ռեակտորում համասեռ, հուսալի արդյունքներ ստանալու համար:
Անցանկալի օքսիդացումից կարելի է խուսափել՝ ռեակտորը մաքրելով իներտ գազով, օրինակ՝ ազոտային ծածկով:

Հարմարեցված լուծումներ ձեր քիմիական ռեակտորի համար

Թեև Hielscher-ն առաջարկում է տարբեր չափերի և երկրաչափությունների տարբեր խմբաքանակային և ներկառուցված ռեակտորային լուծումներ՝ պատրաստված չժանգոտվող պողպատից կամ ապակուց, մենք ուրախ ենք արտադրել ձեր հատուկ քիմիական ռեակտորային անոթը՝ հաշվի առնելով ձեր կոնկրետ գործընթացի պահանջների վերլուծությունը և նախագծման հիմունքները: Ինժեներների և տեխնիկական մշակողների երկարամյա փորձառու թիմով մենք նախագծում ենք ձեր քիմիական ռեակտորը, որը բավարարում է ձեր պահանջները: Օրինակ՝ չափը, նյութը, երկրաչափությունը, սնուցման և լիցքաթափման պորտերը, ուլտրաձայնային զոնդերի քանակը և այլն կարող են նախագծվել՝ ձեր քիմիական գործընթացի համար իդեալական ուլտրաձայնային խթանվող քիմիական ռեակտոր ստեղծելու համար:

Ստորեւ ներկայացված աղյուսակը ձեզ ցույց է տալիս մեր ultrasonicators- ի մոտավոր մշակման հզորությունը: