Saponifikasi – Proses Pembuatan Sabun dengan Ultrasonics
Saponifikasi adalah proses kimia pembuatan sabun. Ini adalah reaksi di mana bahan baku lemak atau minyak (trigliserida) bereaksi dengan reaktan alkali untuk membentuk sabun. Ultrasonication meningkatkan fase transfer katalisis yang mengakibatkan peningkatan kecepatan reaksi, konversi yang lebih lengkap dan menghindari penggunaan reagen dasar yang berlebihan seperti kalium hidroksida (KOH) atau natrium hidroksida (NaOH). Hidrolisis alkali yang diprakarsai secara ultrasonik dapat dengan mudah diimplementasikan dalam manufaktur sabun komersial. Reaktor ultrasonik untuk saponifikasi menghasilkan output yang lebih tinggi dalam waktu yang lebih singkat tanpa menggunakan katalis atau mengurangi jumlah katalis yang digunakan.
Ultrasonically dipromosikan saponification
- Reaksi cepat
- Konversi yang lebih tinggi
- Tidak berlebihan menggunakan basis reagen
- Tidak ada penggunaan katalis yang berlebihan
- Reaksi lebih lengkap
- serta proses yang aman
Studi kasus Ultrasonic saponification
Berbagai penelitian telah menunjukkan bahwa sonikasi mempromosikan saponifikasi trigliserida ke dalam sabun. Saponifikasi ultrasonik mempercepat dan meningkatkan konversi sementara menyimpan atau menghindari penggunaan katalis. Hal ini membuat saponifikasi ultrasonik metode produksi yang sangat efisien.
Ultrasonik inisiasi dari hidrolisis alkali trigliserida (saponifikasi) tanpa fasa katalis
Mercantili et al. (2013) mempelajari efek ultrasonication pada hidrolisis alkali trigliserida, dikenal sebagai saponification. Mereka menggunakan sonikasi untuk memulai hidrolisis alkali minyak bunga matahari. Kalium hidroksida (KOH) digunakan sebagai basa alkali. Hal ini menunjukkan bahwa USG efektif sebagai sumber listrik untuk memulai dan mendorong reaksi, bahwa hasil reaksi yang tinggi dicapai hanya dalam 15 menit dari total daya aplikasi saat bekerja pada suhu sekitar, dan bahwa tidak terdeteksi oleh-produk yang dihasilkan selama reaksi. Perbandingan ultrasonik Bath dan probe-type ultrasonocator menunjukkan probe ultrasonik untuk menjadi teknik unggul. Penelitian ini menunjukkan bahwa saponifikasi ultrasonik menghasilkan konversi yang baik tanpa perlu untuk katalis kelebihan alkali atau fasa transfer.
Hidrolisis alkali dari triacylgliserol
Reaktor tangki ultrasonik UIP2000hdT (2kW) untuk saponifikasi
- Ultrasonication menghasilkan reaksi saponifikasi yang lebih cepat dan dalam konversi yang lebih lengkap.
- Saponifikasi dengan ultrasonication adalah proses kimia yang banyak digunakan untuk menghasilkan sabun dari minyak atau lemak dan dasar.
- Ultrasonically dibantu saponifikasi menghindari penggunaan katalis yang berlebihan meningkatkan efisiensi energi secara keseluruhan
Ultrasonically dipromosikan fase transfer reaksi untuk saponifikasi
Bhatkhande et al. (1998) menunjukkan bahwa sonication dari minyak nabati seperti minyak kedelai dapat efisien saponified menggunakan air KOH dan PTCs berbeda pada suhu kamar. Tingkat saponifikasi dipelajari dengan menggunakan nilai saponifikasi sebagai referensi. Optimasi dari berbagai parameter seperti waktu, pemilihan fasa katalis transfer, kuantitas katalis yang digunakan, kuantitas KOH dan kuantitas air dilakukan dengan menggunakan sonikasi dan pengadukan. Untuk mempelajari efek USG, saponifikasi juga dilakukan pada 35 º C di bawah kondisi yang berbeda, yaitu pengadukan, sonikasi, pengadukan dan sonikasi, dan pemanasan pada 100 º C. Ditemukan bahwa heterogen fase cair-cair saponifikasi dari minyak nabati yang berbeda menggunakan air KOH/CTAB secara signifikan dipercepat pada 35 º C di bawah sonikasi dan pengadukan.
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Kinerja tinggi Ultrasonicators
Hielscher Ultrasonics memasok kinerja tinggi peralatan ultrasonik untuk laboratorium, pilot dan produksi industri. Ultrasonikator yang kuat dan andal digunakan untuk berbagai reaksi sonochemical seperti saponification. Ultrasonikator tipe probe Hielscher dapat digunakan dalam mode batch dan inline. Semua parameter proses penting – amplitudo, tekanan, suhu – dapat dikontrol dengan tepat dan memastikan hasil yang direproduksi.
Kontrol digital secara otomatis mencatat parameter proses dan menyimpannya pada SD-Card terpadu. Pre-setting dan remote browser Control membuat proses sonikasi sangat sederhana dan user-friendly.
Bagi banyak reaksi sonochemical suhu tertentu harus dipertahankan, sehingga kontrol temperatur penting. Ultrasonikator digital Hielscher dilengkapi dengan Thermo-Couple dan kontrol suhu. Flow Cell berjaket memungkinkan disipasi panas.
Ketahanan peralatan ultrasonik Hielscher's memungkinkan untuk operasi 24/7 untuk tugas yang berat dan untuk lingkungan yang menuntut.
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 |
Prosesor ultrasonik berdaya tinggi dari laboratorium hingga pilot dan skala industri.
Literatur / Referensi
- Bhatkhande, B.S.; Samant, Shriniwas D. (1998): USG dibantu PTC dikatalisis saponifikasi minyak nabati menggunakan alkali berair. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 5, Terbitan 1, 1998. 7-12.
- Mercantili, Laura; Séamus, Frank Davis; Higson, P. J. (2014): Ultrasonic inisiasi dari alkalin hidrolisis dari trigliserida (saponifikasi) tanpa fasa katalisis. Journal of Surfactant dan deterjen Vol. 17, Isssue 1, 2014 Januari. 133-141.
Fakta-fakta yang Patut Diketahui
Sonochemistry
Kekuatan USG diterapkan pada proses kimia seperti sintesis dan katalisis (juga disebut Sono-sintesis dan Sono-katalisis, masing-masing) dalam rangka untuk memulai dan mengintensifkan reaksi. Berbagai aplikasi ultrasonik iradiasi dalam sintesis organik telah diteliti secara mendalam dan dikembangkan untuk produksi industri. Sonochemical perawatan dapat meningkatkan laju reaksi, hasil dan selektivitas produk yang diinginkan di bawah kondisi secara signifikan lebih ringan. Hal ini membuat perlakuan ultrasonik menjadi teknik pengolahan yang efektif dan ramah lingkungan. Ultrasonically dibantu fase transfer katalisis (PTC) terbukti menjadi metode secara drastis lebih efisien dan efektif untuk reaksi organik dibandingkan dengan reaksi yang sama pada kondisi keheningan. Misalnya, reaksi Cannizarro yang dikatalisis oleh katalis transfer fase ultrasonically dibantu secara signifikan mempercepat menghasilkan konversi yang cepat. Contoh menonjol lainnya adalah transesterifikasi trigliserida (yaitu minyak nabati, lemak hewan) dan metanol di hadapan KOH sebagai katalis dan kekuatan USG. Transesterifikasi ultrasonik menghasilkan biodiesel berkualitas tinggi yang dihasilkan dalam konversi yang cepat dan proses yang sangat efisien dan ekonomis.
Ekstraksi ultrasonik didasarkan pada kavitasi akustik dan gaya geser hidrodinamisnya
Saponifikasi
Saponifikasi menggambarkan reaksi kimia yang menghasilkan sabun. Dalam proses saponifikasi, minyak sayur atau lemak hewan dikonversi menjadi garam asam lemak – "sabun" – dan gliserol, yang merupakan alkohol. Reaksi ini memerlukan larutan dari dasar alkali (misalnya, NaOH atau KOH) dalam air dan juga panas untuk memulai reaksi.
Langkah reaksi saponifikasi adalah sebagai berikut:
- Serangan nucleophilic Ester asam lemak oleh hidroksida
- Meninggalkan penghapusan grup
- Deprotonasi
Reaksi saponifikasi digunakan secara komersial untuk memproduksi sabun dan pelumas.
Sementara sabun keras natrium hidroksida dan sabun lembut kalium hidroksida digunakan untuk pembersihan sehari-hari, ada juga sabun khusus yang diproduksi dengan menggunakan hidroksida logam lainnya. Sebagai contoh, lithium sabun dan sabun kalsium digunakan sebagai Pelumas gemuk. Ada juga “sabun kompleks” terdiri dari campuran sabun metalik.
hidrolisis
Hidrolisis melibatkan reaksi kimia organik dengan air untuk membentuk dua atau lebih zat baru dan biasanya berarti pembelahan ikatan kimia dengan penambahan air. Ester dapat diratakan kembali menjadi asam karboksilat dan alkohol oleh reaksi dengan air dan basa. Sabun diproduksi oleh hidrolisis Ester lemak atau minyak.
Basa alkali
Reaktan basa basa (lyes) diperlukan untuk saponifikasi minyak dan lemak. Trigliserida direaksikan dengan basis – natrium atau kalium hidroksida – dalam rangka untuk menghasilkan gliserol dan asam lemak garam, yang disebut "sabun". Kalium hidroksida adalah senyawa anorganik dengan formula KOH, dan umumnya disebut dengan bahan yang bersifat kaustik. Sodium Hidroksida (NaOH) merupakan basis prototipikal kuat lainnya. Ketika natrium hidroksida digunakan, sabun keras diproduksi, sedangkan penggunaan kalium hidroksida menghasilkan sabun lembut.
Reagen lawan
Reaktan adalah zat yang digunakan atau dikonsumsi dalam reaksi kimia. Dalam perbandingan dengan reagen, reaktan diperlukan dalam jumlah yang lebih besar. Reagen adalah zat yang digunakan untuk memulai reaksi, untuk mendukung reaksi dan dikonsumsi dalam reaksi, dalam kontras untuk katalis yang tidak dikonsumsi dalam reaksi.