Ուլտրաձայնային բյուրեղացում և տեղումներ
Սոնո-բյուրեղացում և սոնո-տեղումներ
Ուլտրաձայնային ալիքների կիրառումը բյուրեղացման և տեղումների ժամանակ տարբեր դրական ազդեցություն ունի գործընթացի վրա:
Ուլտրաձայնային հզորությունը օգնում է
- ձևավորել գերհագեցած/գերհագեցած լուծույթներ
- սկսել արագ միջուկացում
- վերահսկել բյուրեղների աճի արագությունը
- վերահսկել տեղումները
- վերահսկող պոլիմորֆներ
- նվազեցնել կեղտերը
- ստացեք բյուրեղների չափերի միասնական բաշխում
- ձեռք բերել հավասար ձևաբանություն
- կանխել անցանկալի նստվածքները մակերեսների վրա
- սկսել երկրորդական միջուկացում
- բարելավել պինդ-հեղուկ բաժանումը
Sonicator UIP2000hdT սոնոբյուրեղացման խմբաքանակային ռեակտորով
Տարբերությունը բյուրեղացման և տեղումների միջև
Ե՛վ բյուրեղացումը, և՛ տեղումները լուծելիության վրա հիմնված գործընթացներ են, որտեղ պինդ փուլը, լինի դա բյուրեղ, թե նստվածք, առաջանում է լուծույթից, որը գերազանցել է իր հագեցվածության կետը: Բյուրեղացման և տեղումների միջև տարբերությունը կախված է ձևավորման մեխանիզմից և վերջնական արտադրանքի բնույթից:
Բյուրեղացման ժամանակ տեղի է ունենում բյուրեղային ցանցի մեթոդական և աստիճանական զարգացում, որը ընտրովի կերպով հավաքվում է օրգանական մոլեկուլներից՝ ի վերջո ստանալով մաքուր և հստակ սահմանված բյուրեղային կամ պոլիմորֆ միացություն: Ընդհակառակը, տեղումները հանգեցնում են գերհագեցած լուծույթից պինդ փուլերի արագ առաջացմանը, ինչը հանգեցնում է բյուրեղային կամ ամորֆ պինդ մարմինների ձևավորմանը: Կարևոր է նշել, որ բյուրեղացման և տեղումների միջև տարբերակումը կարող է դժվար լինել, քանի որ շատ օրգանական նյութեր սկզբում դրսևորվում են որպես ամորֆ, ոչ բյուրեղային պինդ մարմիններ, որոնք հետագայում անցնում են իրական բյուրեղային դառնալու: Նման դեպքերում միջուկացման և տեղումների ժամանակ ամորֆ պինդ ձևավորման միջև սահմանազատումը դառնում է բարդ:
Բյուրեղացման և տեղումների գործընթացները թելադրված են երկու հիմնարար քայլերով՝ միջուկացում և բյուրեղների աճ: Միջուկացումը սկսվում է, երբ գերհագեցած լուծույթում լուծված նյութի մոլեկուլները կուտակվում են՝ ձևավորելով կլաստերներ կամ միջուկներ, որոնք այնուհետև հիմք են հանդիսանում պինդ փուլերի հետագա աճի համար:
Բյուրեղացման և տեղումների գործընթացների հետ կապված ընդհանուր խնդիրներ
Բյուրեղացումը և տեղումները սովորաբար կամ շատ ընտրովի կամ շատ արագ տարածման գործընթացներ են և, հետևաբար, դժվար թե վերահսկվեն: Արդյունքն այն է, որ ընդհանուր առմամբ տեղի է ունենում միջուկացում պատահականորեն, այնպես որ ստացված բյուրեղների (թափող նյութերի) որակն անվերահսկելի է։ Համապատասխանաբար, դուրս եկող բյուրեղներն ունեն բյուրեղների ոչ հարմարեցված չափ, անհավասար բաշխված և ոչ միատեսակ ձև: Նման պատահական նստվածքային բյուրեղները մեծ են առաջացնում որակի խնդիրներ քանի որ բյուրեղների չափը, բյուրեղների բաշխումը և ձևաբանությունը նստվածքային մասնիկների որակի կարևոր չափանիշներն են: Անվերահսկելի բյուրեղացում և տեղումներ նշանակում է վատ արտադրանք:
Լուծում. բյուրեղացում և տեղումներ ձայնային ազդեցության տակ
Ուլտրաձայնային օգնությամբ բյուրեղացումը (sonocrystallization) և տեղումները (sonoprecipitation) թույլ են տալիս ճշգրիտ վերահսկել գործընթացի պայմանները: Ուլտրաձայնային բյուրեղացման բոլոր կարևոր պարամետրերը կարող են ճշգրիտ ազդել – ինչը հանգեցնում է վերահսկվող միջուկացման և բյուրեղացման: Ուլտրաձայնային նստվածքային բյուրեղների առանձնահատկությունն ունի ավելի միատեսակ չափ և ավելի խորանարդ ձևաբանություն: Սոնո-բյուրեղացման և սոնո-տեղումների վերահսկվող պայմանները թույլ են տալիս բարձր վերարտադրելիություն և շարունակական բյուրեղային որակ: Փոքր մասշտաբով ձեռք բերված բոլոր արդյունքները կարող են ընդլայնվել ամբողջությամբ գծային: Ուլտրաձայնային բյուրեղացումը և տեղումները հնարավորություն են տալիս բյուրեղային նանո-մասնիկների բարդ արտադրությանը – ինչպես լաբորատոր, այնպես էլ արդյունաբերական մասշտաբով:
Ուլտրաձայնային եղանակով սինթեզված պերովսկիտային նանոբյուրեղների TEM պատկեր՝ CH3NH3PbBr3 QDs (ա) և (բ) առանց ուլտրաձայնային մշակման:
(Նկար և ուսումնասիրություն. ©Chen et al., 2007)
Ուլտրաձայնային կավիտացիայի ազդեցությունը բյուրեղացման և տեղումների վրա
Երբ բարձր էներգետիկ ուլտրաձայնային ալիքները զուգակցվում են հեղուկների մեջ, փոփոխվող բարձր ճնշման/ցածր ճնշման ցիկլերը հեղուկում ստեղծում են փուչիկներ կամ դատարկություններ: Այդ փուչիկները աճում են մի քանի ցիկլերի ընթացքում, մինչև նրանք չկարողանան ավելի շատ էներգիա կլանել, այնպես որ նրանք ուժգին փլուզվում են բարձր ճնշման ցիկլի ընթացքում: Նման կատաղի պղպջակների պայթյունի երևույթը հայտնի է որպես ակուստիկ կավիտացիա և բնութագրվում է տեղական ծայրահեղ պայմաններով, ինչպիսիք են շատ բարձր ջերմաստիճանները, սառեցման բարձր արագությունները, բարձր ճնշման դիֆերենցիալները, հարվածային ալիքները և հեղուկ շիթերը:
Ուլտրաձայնային կավիտացիայի հետևանքները նպաստում են բյուրեղացմանը և տեղումներին՝ ապահովելով պրեկուրսորների շատ միատարր խառնուրդ: Ուլտրաձայնային լուծարումը գերհագեցած/գերհագեցած լուծույթներ արտադրելու լավ ձևավորված մեթոդ է: Ինտենսիվ խառնումը և դրանով իսկ բարելավված զանգվածի փոխանցումը բարելավում է միջուկների սերմացումը: Ուլտրաձայնային հարվածային ալիքները նպաստում են միջուկների ձևավորմանը: Որքան շատ միջուկներ ցանվեն, այնքան ավելի նուրբ և արագ կկատարվի բյուրեղների աճը: Քանի որ ուլտրաձայնային կավիտացիան կարող է շատ ճշգրիտ վերահսկվել, հնարավոր է վերահսկել բյուրեղացման գործընթացը: Բնականաբար գոյություն ունեցող միջուկային խոչընդոտները հեշտությամբ հաղթահարվում են ուլտրաձայնային ուժերի շնորհիվ:
Բացի այդ, sonication-ը օգնում է այսպես կոչված երկրորդական միջուկացման ժամանակ, քանի որ հզոր ուլտրաձայնային կտրող ուժերը կոտրում և ապաագլոմերացնում են ավելի մեծ բյուրեղներ կամ ագլոմերատներ:
Ուլտրաձայնային հետազոտության միջոցով հնարավոր է խուսափել պրեկուրսորների նախնական մշակումից, քանի որ ձայնային արտանետումը ուժեղացնում է ռեակցիայի կինետիկան:
Ուլտրաձայնային կավիտացիան ստեղծում է բարձր ինտենսիվ ուժեր, որոնք նպաստում են բյուրեղացման և տեղումների գործընթացներին
Ազդելով բյուրեղների չափը Sonication-ով
Ուլտրաձայնային հետազոտությունը հնարավորություն է տալիս արտադրել բյուրեղներ, որոնք հարմարեցված են պահանջներին: Sonication-ի երեք ընդհանուր տարբերակները կարևոր ազդեցություն ունեն արդյունքի վրա.
- Նախնական Sonication:
Գերհագեցած լուծույթի վրա ուլտրաձայնային ալիքների կարճ կիրառումը կարող է սկիզբ դնել միջուկների սերմանմանը և ձևավորմանը: Քանի որ ձայնային ազդեցությունը կիրառվում է միայն սկզբնական փուլում, բյուրեղների հետագա աճը շարունակվում է անխոչընդոտ, ինչը հանգեցնում է. ավելի մեծ բյուրեղներ. - Շարունակական Sonication:
Գերհագեցած լուծույթի շարունակական ճառագայթումը հանգեցնում է փոքր բյուրեղների, քանի որ չդադարեցված ուլտրաձայնային ազդեցությունը ստեղծում է բազմաթիվ միջուկներ, ինչը հանգեցնում է շատերի աճի: փոքր բյուրեղներ. - Իմպուլսային Sonication:
Իմպուլսային ուլտրաձայնային հետազոտություն նշանակում է ուլտրաձայնի կիրառում որոշակի ընդմիջումներով: Ուլտրաձայնային էներգիայի ճշգրիտ վերահսկվող ներդրումը թույլ է տալիս ազդել բյուրեղների աճի վրա՝ ստանալու համար ա հարմարեցված բյուրեղյա չափս.
Sonicators բարելավված բյուրեղացման և տեղումների գործընթացների համար
Սոնո-բյուրեղացման և արտանետումների պրոցեսները կարող են իրականացվել խմբաքանակներում կամ փակ ռեակտորներում, որպես շարունակական ներգծային գործընթաց կամ որպես insitu ռեակցիա: Hielscher Ultrasonics-ը ձեզ տրամադրում է կատարյալ հարմար ձայնային սարք ձեր հատուկ սոնոբյուրեղացման և անձրևաջրման գործընթացի համար: – լինի դա հետազոտական նպատակով լաբորատոր և նստարանային մասշտաբով, թե արդյունաբերական արտադրության մեջ: Մեր լայն տեսականին ծածկում է ձեր կարիքները: Բոլոր ուլտրաձայնային սարքերը կարող են սահմանվել ուլտրաձայնային պուլսացիայի ցիկլերի վրա – հատկություն, որը թույլ է տալիս ազդել բյուրեղների հարմարեցված չափի վրա:
Ուլտրաձայնային բյուրեղացման առավելություններն էլ ավելի բարելավելու համար խորհուրդ է տրվում օգտագործել Hielscher հոսքային բջջային ներդիրի MultiPhaseCavitator: Այս հատուկ ներդիրն ապահովում է պրեկուրսորի ներարկումը 48 նուրբ շանուլների միջոցով՝ բարելավելով միջուկների սկզբնական սերմացումը: Պրեկուրսորները կարող են ճշգրիտ չափաբաժիններ ընդունել, ինչը հանգեցնում է բյուրեղացման գործընթացի բարձր վերահսկելիության:
MultiPhaseCavitator ուժեղացված բյուրեղացման գործընթացների համար
ուլտրաձայնային բյուրեղացում
- Արագ
- Արդյունավետ
- ճշգրիտ վերարտադրելի
- բարձր որակի արտադրանք
- բարձր բերքատվություն
- վերահսկելի
- Հուսալի
- տեղադրման տարբեր տարբերակներ
- Անվտանգ
- Հեշտ շահագործում
- հեշտ մաքրվող (CIP/SIP)
- ցածր սպասարկում
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 0.5-ից 1.5մլ | ԱԺ | VialTweeter | 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| 15-ից 150 լ | 3-ից 15 լ / րոպե | UIP6000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Ուլտրաձայնային ապակե ռեակտոր՝ ներկառուցված բյուրեղացման և տեղումների համար
Գրականություն / Հղումներ
- Gielen, B.; Jordens, J.; Thomassen, L.C.J.; Braeken, L.; Van Gerven, T. (2017): Agglomeration Control during Ultrasonic Crystallization of an Active Pharmaceutical Ingredient. Crystals 7, 40; 2017.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthesis of NaP zeolite at room temperature and short crystallization time by sonochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 1, 2013. 314-321.
- Bjorn Gielen, Piet Kusters, Jeroen Jordens, Leen C.J. Thomassen, Tom Van Gerven, Leen Braeken (2017): Energy efficient crystallization of paracetamol using pulsed ultrasound. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, Volume 114, 2017. 55-66.
- Szabados, Márton; Ádám, Adél Anna; Kónya, Zoltán; Kukovecz, Ákos; Carlson, Stefan; Sipos, Pál; Pálinkó, István (2019): Effects of ultrasonic irradiation on the synthesis, crystallization, thermal and dissolution behaviour of chloride-intercalated, co-precipitated CaFe-layered double hydroxide. Ultrasonics Sonochemistry 2019.
- Deora, N.S.; Misra, N.N.; Deswal, A.; Mishra, H.N.; Cullen, P.J.; Tiwari B.K. (2013): Ultrasound for Improved Crystallisation in Food Processing. Food Engineering Reviews, 5/1, 2013. 36-44.
- Jagtap, Vaibhavkumar A.; Vidyasagar, G.; Dvivedi, S. C. (2014): Solubility enhancement of rosiglitazone by using melt sonocrystallization technique. Journal of Ultrasound 17/1., 2014. 27-32.
- Luque de Castro, M.D.; Priego-Capote, F. (2007): Ultrasound-assisted crystallization (sonocrystallization). Ultrasonics Sonochemistry 14/6, 2007. 717-724.
- Sander, John R.G.; Zeiger, Brad W.; Suslick, Kenneth S. (2014): Sonocrystallization and sonofragmentation. Ultrasonics Sonochemistry 21/6, 2014. 1908-1915.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ուլտրաձայնային ինտենսիվ ալիքների կիրառումը հեղուկների, հեղուկ-պինդ և հեղուկ-գազի խառնուրդների վրա նպաստում է նյութերի գիտության, քիմիայի, կենսաբանության և կենսատեխնոլոգիայի բազմազան գործընթացներին: Իր բազմակողմանի կիրառման նման, ուլտրաձայնային ալիքների միացումը հեղուկների կամ ցեխերի մեջ կոչվում է տարբեր տերմիններով, որոնք նկարագրում են ձայնագրման գործընթացը: Ընդհանուր տերմիններն են՝ սոնիկացիա, ուլտրաձայնայինացում, sonification, ուլտրաձայնային ճառագայթում, ինսոնացիա, սոնորիզացիա և ինսոնիֆիկացիա:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափս.