Sintesis Poliol melalui Transesterifikasi Ultrasonik

Poliol adalah ester sintetis yang diproduksi terutama melalui transesterifikasi trigliserida dari minyak nabati atau lemak hewani. Poliol ini adalah bahan baku untuk produksi poliuretan, biolubricants dan cemicals lainnya. Ultrasonication digunakan untuk meningkatkan reaksi transesterifikasi dengan menerapkan gaya geser yang intens dan energi panas. Ultrasonografi dan efek sonokimianya memasok energi reaksi dan membantu mengatasi keterbatasan transfer massa. Dengan demikian, sonikasi secara signifikan meningkatkan kecepatan transesterifikasi, hasil, dan efisiensi keseluruhan.

Transesterifikasi Berbantuan Ultrasound

Reaksi transesterifikasi adalah salah satu rute sintesis yang paling penting dan banyak digunakan sebagai teknik yang efektif untuk mengubah minyak nabati menjadi pengganti produk minyak bumi. Sintesis sono (juga sintesis sonokimia, yang merupakan sintesis kimia yang dipromosikan melalui ultrasound berkinerja tinggi), terkenal karena efek menguntungkannya pada transesterifikasi serta proses kimia lainnya.

Keuntungan dari Transesterifikasi Ultrasonik

  • Konversi cepat
  • Reaksi lebih lengkap
  • Kurang Catalyst
  • Produk sampingan yang kurang diinginkan
  • hemat energi
  • Kimia hijau

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Ultrasonication dikenal untuk meningkatkan reaksi transesterifikasi sehingga memberikan misalnya ester metil dan poliol yang lebih tinggi. Hielscher Ultrasonics memproduksi probe ultrasonik industri dan reaktor untuk throughput tinggi.

Reaktor ultrasonik dengan 16.000 watt (probe 4x 4000 watt) untuk transesterifikasi inline yang ditingkatkan secara sonokimia.

Sintesis Poliol Berkelanjutan dari Minyak Nabati menggunakan Ultrasound

Asam lemak yang berasal dari tumbuhan, yaitu minyak nabati, adalah bahan baku yang tersedia secara luas dan terbarukan dan dapat digunakan untuk persiapan poliol dan poliuretan berbasis hayati. Penerapan ultrasound daya menciptakan efek sonokimia yang menguntungkan, yang secara signifikan mempercepat reaksi katalitik transesterifikasi. Selain itu, sonikasi meningkatkan hasil poliol yang disintesis karena energi pencampuran yang intens dari kavitasi akustik mengatasi keterbatasan transfer massa. Reaksi transesterifikasi ultrasonik dikenal untuk berjalan secara efisien dengan alkohol dan katalis yang lebih rendah sebagai reaksi transesterifikasi konvensional. Hal ini mengarah pada peningkatan efisiensi keseluruhan dengan ultrasonikasi.

Ultrasonic sintesis pentaerythritol Ester berbasis Biolubricant

Ultrasonicator UP400St, yang digunakan untuk transesterifikasi minyak sayur ke pentaerythritol ester.Pentaerythritol ester dapat disintesis secara efisien dari minyak lobak melalui proses sonokimia dua langkah seperti yang ditunjukkan oleh tim peneliti Arumugam. Dalam studi optimasi mereka, para peneliti menggunakan ultrasonicator Hielscher UP400St (lihat gambar kiri). Dalam transesterifikasi pertama yang dipromosikan secara sonokimia, minyak lobak direaksikan dengan metanol menjadi metil ester. Pada langkah transesterifikasi kedua, metil ester bereaksi dengan xylene dan katalis untuk pentaerythritol ester. Peneliti berfokus pada optimalisasi parameter proses ultrasonik untuk meningkatkan hasil dan efisiensi keseluruhan sintesis ester pentaerythritol di bawah ultrasound. Peningkatan hasil 81,4% pentaerythritol ester dicapai dengan pulsa ultrasonik 15 s, amplitudo ultrasonik 60%, konsentrasi katalis 1,5 wt%, dan suhu reaksi 100 °C. Untuk kontrol kualitas, ester pentaerythritol yang disintesis secara sonokimia dibandingkan dengan oli kompresor kelas sintetis. Sebagai kesimpulan, penelitian ini menunjukkan bahwa proses transesterifikasi berturut-turut yang dipromosikan secara ultrasonik adalah metode yang efisien untuk menggantikan proses transesterifikasi konvensional berturut-turut untuk sintesis biolubricant berbasis pentaerythritol ester. Keuntungan utama dari proses transesterifikasi ultrasonik adalah peningkatan hasil pentaerythritol ester, waktu reaksi yang dipersingkat dan suhu reaksi yang jauh lebih rendah. (lihat Arumugam dkk., 2019)

Ultrasonically intensififikasi transesterifikasi dua tahap minyak lobak ke ester poliol seperti pentaerythritol tetrastearate.

Ultrasonically diintensifkan transesterifikasi dua tahap minyak lobak ke pentaerythritol ester.
(diadaptasi dari Arumugam et al., 2019)

Ester Asetal Turunan Pentanal melalui Sintesis Ultrasonik

Tim peneliti Kurniawan mensintesis tiga ester asetal turunan pentanal melalui metode sonokimia yang menggunakan prinsip-prinsip kimia hijau. Sonikasi digunakan untuk mempromosikan dua langkah kimia:

  1. Esterifikasi asam 9,10-dihydroxyoctadecanoic
  2. Asetalisasi alkil 9,10-dihydroxyoctadecanoate

Untuk menghasilkan ester alkil 9,10- dihidroksistearat diperlukan dua langkah dan hasil 67-85% diperoleh. Untuk evaluasi efisiensi, metode sonokimia dibandingkan dengan teknik refluks konvensional. Selanjutnya, katalis asam homogen dan padat, yaitu asam sulfat (H2SO4), bentonit alami, dan H-bentonit, digunakan untuk menentukan pengaruh dan efisiensi berbagai katalis. Ditemukan bahwa esterifikasi sonokimia dari asam-dikatalisis oleh H-bentonit memberikan produk dalam hasil hingga 70% dalam waktu reaksi 3 kali lebih pendek daripada metode refluks, yang luar biasa. Langkah asetalisasi akhir dengan n-pentanal di hadapan H-bentonit menggunakan ultrasonikasi memberikan tiga turunan dioksolane yang diturunkan dari pentanal dalam hasil 69-85%, yang lebih tinggi dari metode konvensional. Metode refluks membutuhkan waktu reaksi yang lebih lama daripada metode sonokimia karena sintesis ultrasonik hanya membutuhkan 10-30 menit. Selain waktu reaksi yang jauh lebih pendek di bawah sonikasi, hasil yang luar biasa dari setiap ester diperoleh dengan menggunakan metode sonochemical.
Peneliti juga menghitung bahwa kebutuhan energi dari reaksi sonokimia kira-kira 62 kali lebih rendah daripada metode konvensional. Ini mengurangi biaya dan ramah lingkungan.
Pemeriksaan sifat fisikokimia dari setiap produk mengungkapkan bahwa metil 8-(2-butil-5-oktil-1,3-dioksolan-4-yl)oktanorat adalah biolubricant baru potensial dengan fungsi untuk menggantikan pelumas umum. (lihat Kurniawan dkk., 2021)

Reaktor ultrasonik untuk sintesis kimia, misalnya transesterifikasi, esterifikasi, atau proses asetilasi.

Reaktor ultrasonik dengan probe 4x 2000 watt (8kW) untuk proses sonokimia.

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Transesterifikasi Pentaerythryl Ester menggunakan Ultrasound

Ester Pentaerythryl dapat diperoleh dari minyak nabati seperti minyak bunga matahari, biji rami, dan jarak pagar. Tim peneliti Hashem mendemonstrasikan sintesis pelumas berbasis hayati melalui transesterifikasi yang dikatalisis dasar berturut-turut yang melibatkan dua langkah transesterifikasi. Mereka menunjukkan kelayakan sintesis menggunakan bunga matahari, biji rami, dan minyak jarak pagar. Pada langkah pertama, minyak diubah menjadi ester metil yang sesuai. Pada proses kedua, ester metil diubah menjadi ester pentaerythryl dengan aksi pentaerythritol seperti yang ditunjukkan dalam skema berikut: (lihat Hashem et al., 2013)

Setelah transesterifikasi minyak sayur menjadi metil ester, ester metil diubah menjadi ester pentaerythryl dengan aksi pentaerythritol seperti yang ditunjukkan dalam skema di atas.
(lihat Hashem et al., 2013)

Reaksi yang signifikan meningkatkan efek ultrasonikasi pada transesterifikasi terbukti secara ilmiah dan sudah sejak beberapa dekade diadopsi secara industri. Contoh yang paling menonjol untuk tranesterifikasi ultrasonically ditingkatkan adalah konversi minyak dan lemak menjadi asam lemak metil ester (FAME), yang dikenal sebagai biodiesel.
Baca lebih lanjut tentang transesterifikasi minyak dan lemak (limbah) yang dibantu ultrasound ke dalam biodiesel!

Probe Ultrasonik dan Reaktor untuk Transesterifikasi dan Sintesis Kimia lainnya

Hielscher Ultrasonics UIP1500hd adalah homogeniser ultrasonik kuat yang digunakan untuk batch dan sonikasi inline.Hielscher Ultrasonics adalah spesialis Anda ketika datang ke ultrasonicators berkinerja tinggi yang canggih untuk reaksi sonokimia. Hielscher merancang, memproduksi, dan mendistribusikan ultrasonicators dan aksesoris berdaya tinggi seperti probe (sonotrodes), reaktor, dan sel aliran pada berbagai ukuran dan memasok laboratorium kimia serta fasilitas produksi kimia pada skala industri. Dari perangkat ultrasonik laboratorium kompak untuk probe ultrasonik industri dan reaktor, Hielscher memiliki sistem ultrasonik yang ideal untuk proses Anda. Dengan pengalaman lama dalam aplikasi seperti sono-katalisis dan sintesis sono, staf terlatih kami akan merekomendasikan Anda pengaturan yang paling cocok untuk kebutuhan Anda.
Hielscher Ultrasonics memproduksi sistem ultrasonik berkinerja tinggi dengan ketahanan yang sangat tinggi dan mampu memberikan gelombang ultrasound yang intens karena semua ultrasonicators industri Hielscher dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi dalam operasi berkelanjutan (24/7). Sistem ultrasound yang kuat hampir tidak memerlukan perawatan dan dibangun untuk dijalankan. Hal ini membuat hielscher peralatan ultrasonik dapat diandalkan untuk aplikasi tugas berat dalam kondisi yang menuntut. Sonotrodes khusus untuk suhu tinggi atau bahan kimia yang sangat keras juga tersedia.
Kualitas Tertinggi – Didesain dan dibuat di Jerman: Semua peralatan dirancang dan diproduksi di kantor pusat kami di Jerman. Sebelum pengiriman ke pelanggan, setiap perangkat ultrasonik diuji dengan hati-hati di bawah beban penuh. Kami berusaha untuk kepuasan pelanggan dan produksi kami disusun untuk memenuhi jaminan kualitas tertinggi (misalnya, sertifikasi ISO).

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Batch Volume Flow Rate Direkomendasikan perangkat
1 hingga 500mL 10-200mL/min UP100H
10-2000mL 20 hingga 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 hingga 20L 0.2 sampai 4L/min UIP2000hdT
10 sampai 100L 2-10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 sampai 100L/menit UIP16000
n.a. kristal yang lebbig cluster UIP16000

Hubungi Kami! / Tanya Kami!

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini untuk meminta informasi tambahan tentang sintesis sonokimia, prosesor ultrasonik kami, dan harga. Kami akan dengan senang hati mendiskusikan proses Anda dengan Anda dan menawarkan sistem ultrasonik yang memenuhi kebutuhan Anda!









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Homogenizers geser tinggi ultrasonik digunakan di laboratorium, bangku-top, pilot dan pengolahan industri.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi dan ekstraksi pada laboratorium, pilot dan skala industri.



Literatur/referensi

Fakta-fakta yang Patut Diketahui

Rute Sintesis Poliol

Poliol minyak alami (abbrev. NOPs) atau biopoliol, adalah poliol yang berasal dari minyak nabati. Beberapa rute kimia yang berbeda tersedia untuk mensintesis biopoliol. Biopoliol terutama digunakan sebagai bahan baku untuk produksi poliuretan, tetapi juga masuk ke dalam produksi produk lain seperti pelumas, elastomer, perekat, kulit buatan, dan pelapis.
Mengenai poliol sintesis dari minyak nabati berbagai metode reaksi seperti epoksiidasi, transamidisasi dan transesterifikasi tersedia. Misalnya, poliol berbasis minyak lobak dapat disintesis dengan epoksiidasi parsial dari ikatan rangkap dalam rantai asam lemak dan cincin oksiran pembukaan secara keseluruhan dengan menggunakan dietilen glikol. Transamidisasi dan transesterifikasi ikatan ester trigliserida nabati dapat dijalankan dengan menggunakan diethanolamine dan triethanolamine, masing-masing.


Ultrasonics kinerja tinggi! Rangkaian produk Hielscher mencakup spektrum penuh dari ultrasonicator laboratorium kompak di atas unit bench-top hingga sistem ultrasonik industri penuh.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.