Reaktor ultrasonik Hielscher digunakan di banyak industri untuk membantu dan memperbaiki proses ekstraksi katalitik (CEP) atau yang disebut ekstraksi fasa transfer (PTE). Ekstraksi katalitik melibatkan sistem fase tak bercampur heterogen, seperti cair-cair atau cair-padat. Gaya geser tinggi dan kekuatan ultrasonik meningkatkan tingkat pelarutan zat terlarut secara signifikan mengarah pada ekstraksi yang lebih cepat dan lebih lengkap. Selain itu, efek ini dapat digunakan untuk mengurangi jumlah pelarut atau asam yang akan digunakan. Sebagai teknik yang telah terbukti, ekstraksi ultrasonikasi membantu ekstraksi serta sering digunakan, karena meningkatnya permintaan akan teknik ekstraksi yang ramah lingkungan dengan waktu ekstraksi yang mudah, singkat serta dapat mengurangi konsumsi dari pelarut organik.

Prinsip dari Ultrasoniksi Membantu Katalitik Ekstraksi

Untuk ekstraksi suatu zat, fasa yang tidak bercampur harus dicampur sehingga zat yang akan diekstraksi dapat dilarutkan dari fasa pembawa ke dalam fase pelarut. Ekstraksi transfer fasa yang paling umum dilakukan dari fase dispersi ke dalam fasa kontinu, yang berarti tetesan dan partikel perlu didispersikan secara homogen ke dalam pelarut.
Kekuatan ultrasound abdalah teknologi pencampuran dan ekstraksi yang terkenal yang memiliki beberapa efek positif pada proses ekstraksi:

Manfaat Ekstraksi dengan Ultrasonik:

• menghancurkan pembatas lapisan
• mengatasi kekuatan van-der-Waals
• pergerakan cairan tak jenuh ke kontak permukaan
• mengurangi atau eliminiate kebutuhan agen transfer
• mengurangi waktu, suhu, dan/atau konsentrasi
• kurang lebih dibandingkan dengan volume yang dibutuhkan untuk saturasi penuh
• kurang volume untuk dimurnikan (misal oleh distilasi, penguapan, pengeringan)
• reaktor tidak terus-menerus bergerak (CSR)
• menghemat daya
• tidak ada pemrosesan batch tapi inline
• gunakan pelarut kurang kadar asamnya atau lebih murah
• hindari pelarut, gunakan cairan sebagai gantinya
• proses konsentrasi padatan tinggi atau slurry viskositas yang tinggi
• pengolahan yang aman: ramah lingkungan
• menggunakan asam organik, seperti asam malat atau asam sitrat
• menghindari proses ekstraksi multistage

Ekstraksi Cair-Cair

Proses Konvensional: Ekstraksi cair-cair adalah metode partisi untuk mengekstrak zat dari satu fase cair ke dalam fase cair lain berdasarkan zat yang relatif solubilities dalam dua fase cair immiscible berbeda. Penggunaan ultrasonics meningkatkan tingkat di mana zat terlarut ditransfer antara dua fase oleh kinerja yang tinggi Mixing, Emulsifying, dan Dissolving / Melarutkan!
Ekstraksi cair-cair adalah teknik pemisahan untuk mengisolasi dan memusatkan komponen berharga dari larutan berair dengan menggunakan pelarut organik. Ekstraksi cair-cairan sering diterapkan bila teknik pemisahan lainnya (misalnya penyulingan) tidak efektif. Ekstraksi cair-cair digunakan dalam farmasi & kosmetik (senyawa aktif, APIs, wewangian), serta industri makanan dan pertanian, untuk kimia organik dan anorganik, industri petrokimia, dan hidrometalurgi.

Masalah: Masalah yang umum adalah immiscibility fasa cair (pelarut dan pengencer tidak bercampur), sehingga diperlukan metode pencampuran yang tepat. Sebagai pencampuran kedua fasa cair mendorong perpindahan fasa antara pelarut dan pelarut, metode pendispersi atau emulsifikasi yang andal sangat penting. Semakin halus campuran dan semakin tinggi area kontak antara kedua fase, semakin baik soluent dapat melakukan perjalanan dari satu fase cair ke fase cair lainnya. Proses ekstraksi konvensional kebanyakan kurang dalam pendorongan perpindahan massa sehingga proses ekstraksi lambat dan seringkali tidak lengkap. Untuk memperbaiki ekstraksi, seringkali pelarut dalam jumlah berlebihan digunakan, yang mengakibatkan prosesnya menjadi mahal dan menimbulkan polusi lingkungan.

Solusi: Ultrasonic Liquid-Liquid Extraction melengkapi teknik ekstraksi cairan cair tradisional di berbagai titik:
Kekuatan ultrasound menggabungkan dua atau lebih fase cair yang bisa diandalkan dan mudah bersama. Dengan ultrasonication, tetesan bisa dikurangi menjadi nano-size jadi halus mikro dan emulsi nano diperoleh. Dengan demikian, gaya kavitasi yang dihasilkan mendorong perpindahan massa antara fase cair. Dimana sonikasi dapat dijalankan dalam sistem inline yang kontinyu, volume yang besar dan cairan yang sangat kental dapat ditangani tanpa masalah.
Tetapi juga mikro ekstraksi, misalnya untuk keperluan analitis, dapat juga ditingkatkan dengan sonikasi (misalnya Ion berbasis cairan mikro-ekstraksi dengan emulsifikasi ultrasonik).

Manfaat Ekstraksi dengan Ultrasonik:
Daya ultrasonik yang kuat – dihasilkan oleh frekuensi rendah / daya yang besar dari ultrasound – membantu untuk

• membentuk kembali tetesan
• menghindari emulsi transfer agen atau katalis amphiphillic
• menghindari penggunaan deterjen atau surfaktan
• menghindari amphiphillic catalsts, deterjen atau surfaktan
• menghasilkan emulsi begolak yang tidal stabil tanpa lapisan surfaktan

Ekstraksi Padat-Cair

Tujuan ekstraksi padat-cair atau ekstraksi fase padat (SPE) adalah memisahkan analit, yang dilarutkan atau tersuspensi dalam campuran cair, dan untuk mengisolasinya dari matriks sesuai dengan sifat fisik dan kimianya. Oleh karena itu, isolat tersebut dielusi dari sorben dengan bantuan pelarut yang tepat. Zat yang diekstraksi disebut elute.
Teknik SPE konvensional adalah maserasi, ekstraksi soxhlet, perkolasi, kombinasi refluks dan distilasi uap, atau pencampuran kecepatan tinggi / turbo-ekstraksi. Ekstraksi padat-cair adalah prosedur umum untuk memisahkan senyawa dalam biologi, kimia dan juga di industri makanan, farmasi dan kosmetik. Ekstraksi logam juga dikenal sebagai pencucian.
Masalah: Teknik SPE konvensional dikenal memakan waktu dan memerlukan pelarut dalam jumlah relatif besar yang sebagian besar berbahaya bagi lingkungan dan mencemari lingkungan. Suhu proses yang tinggi bahkan dapat menyebabkan kerusakan ekstrak sensitif pada termal.
Solusi: Dengan ekstraksi padat-cair yang dibantu secara ultrasonik, masalah umum SPE tradisional dapat diatasi secara normal. Sebagai sonikasi memberikan distribusi padatan yang baik pada fase pelarut, batas antarmuka yang lebih besar tersedia sehingga perpindahan massa zat target ke dalam pelarut ditingkatkan. Hal ini menghasilkan ekstraksi yang lebih cepat dan lebih lengkap, sementara penggunaan pelarut dikurangi atau dihindari sama sekali (gunakan air sebagai fasa cair). Dengan penerapan ultrasound daya, ekstraksi fase padat dapat dilakukan lebih efisien, ekonomis, dan ramah lingkungan. Karena pengurangan atau penghindaran pelarut yang tercemar atau berbahaya, ekstraksi ultrasonik dapat dianggap ramah lingkungan serta proses yang aman. Secara ekonomi, biaya proses berkurang karena penghematan energi, pelarut, dan waktu.

Hielscher Peralatan untuk Setiap Skala

Sonication skala laboratorium, bench-Top dan skala produksi
Semua perangkat ultrasonik Hielscher dibangun untuk operasional 24h / 7d, bahkan homogenizers laboratorium ultrasonik dapat memproses volume yang cukup banyak baik dalam batch mode atau flow-through. Bench-top dan industri dirancang dan dibangun di kelas industri sehingga volume tinggi dan viskositas tinggi dapat diproses tanpa masalah. – bahkan di bawah kondisi yang menuntut seperti tekanan tinggi dan suhu tinggi (misalnya dikombinasikan dengan CO superkritis₂untuk proses ekstrusi dll). Ultrasonikator Hielscher kuat mampu menangani pelarut, cairan abrasif, dan korosif. Aksesori yang sesuai memungkinkan untuk menyesuaikan sistem ultrasonik secara optimal dengan persyaratan proses ekstraksi. Untuk instalasi di lingkungan berbahaya, sistem ultrasonik tahan ledakan ATEX atau FM available.
Dengan demikian, sistem ultrasonik Hielscher yang kuat dan daya yang kuat dari dan jangkauannya yang luas Aksesoris memungkinkan untuk sonikasi bahan-bahan seperti air panas / cairan, acidics, logam cair, cairan garam, pelarut (misalnya metanol, heksana; pelarut organik, kutub misalnya asetonitril).

Flowchart: Tahap tahap ultrasonik fasa transfer ekstraksi