ヒールシャー超音波技術

超音波流量電池用MultiPhaseCavitator、インサート

MultiPhaseCavitatorインサート(InsertMPC48)は、液体/液体または液体/気体混合物の超音波処理を改善するために設計されています。 48の非常に微細なカニューレは右キャビテーションゾーンで液相に液体または気体を注入します。これは、非常に高い比表面積を生じる懸濁液滴又は気泡非常に小さなを作成します。
このインサートは、そのような相転移 - 反応として、エマルジョン化学のために特に有用です 相間移動触媒作用 (PTC)または液液抽出。アプリケーションのもう一つの興味深い分野は、二つの液体前駆体またはソノ結晶からの粒子の沈降です。このインサートは、ヒールシャーフローセル炉用に設計されており、バッチ又は連続処理を可能にします。
マルチフェーズキャビテーターの相注入の詳細を表示します

超音波multiphasecavitatorへの注射

Oneと48の注入口

超音波乳化および混合のための有効な手段です。それらはフローセルとキャビテーションを入力する前に、別個の相を組み合わせた従来の設定とは異なる、このフローセルインサートは、二つの相の組み合わせを改善します。液体は48の微細カニューレを介して注入されると、それは非常に狭いストランドでフローセルに入ります。インサートは、0.3ミリメートルから1.2ミリメートルの内径を持つ非常に48細かい医療カニューレを使用しています。これらのカニューレは簡単に交換し、低コストの消耗品(無菌、約2CT / PC)されていることができます。それらは、フローセル内の液相に入るとき(20kHzの時)超音波キャビテーションは、小滴に48本の入ってくる液体ストランドを切断します。
設計は、カニューレの間の流れを平準化するために、すべての48件のカニューレ1つの電源から同一の供給圧力を加えます。

フローセル炉用InsertMPC48

液 - 液反応のための超音波反応器に48個の入口ポート

使用および適用

乳剤化学のためのミキシング超音波ヒールシャー超音波反応器は、多くの場合、液 - 液相系において相間移動プロセス速度又は溶解速度を改善するために、乳化するために使用されます。そのようなプロセスの例としては、過酸化水素およびその後の溶媒抽出またはトリグリセリドの塩基触媒エステル交換反応と酸化脱硫あります。
両方の相のみ相間で互いに反応するような別の試薬相における1つの試薬相の限られた溶解度は、プロセス、乳化化学において重要な問題です。超音波がなければ、これは低反応速度と二相系における遅い変換速度になります。
超音波反応器でインサートを使用して、キャビテーションが高い油圧剪断力を生成し、サブミクロンおよびナノサイズの液滴に注入位相を破ります。相境界の比表面積は、反応の化学量のために有力であるように、液滴直径におけるこの有意な減少が反応速度を向上し、相間移動剤の必要性を低減または排除することができます。より微細なエマルジョンは、他の試薬相と同じ接触面を提供するために、より少ない量を必要とするので注入相の体積率が低下することができます。
この挿入物の使用は、両親媒性エマルジョン触媒の必要量を低下させることができますか、 相間移動触媒(PTC)このような水性及び有機液体の両方に溶解する独自の能力を有する四級アンモニウム塩として。

化学反応のための強化された物質移動

2つの試薬の相が相境界で反応する場合、反応生成物は、液滴表面に蓄積し、界面で相互作用する試薬相を遮断します。乱流と物質輸送における超音波キャビテーション結果によって繰り返し合体し、新しい小滴のその後の形成に表面とリード滴せる油圧剪断。反応が時間をかけて進行するにつれて、超音波処理は、試薬の暴露との相互作用を最大にします。
この効果は、バイオディーゼルする植物油のエステル交換または巨大分子を形成するためのジオールとのジエステルのエステル交換によるポリエステルの合成など、多くのプロセスで使用されています。

乳化/乳化

非混和性液体を混合すると、このフローセルインサートは、乳化を改善します。これは、より小さな液滴サイズおよび狭いサイズ分布につながります – エマルジョンの安定性のための重要な要因。この設計では、あなたは、このような重い燃料油としても、高粘度の液体、オレフィン(HFO)、ポリマーまたはゲルに低・中粘度の液体を注入し、乳化することができます。いくつかの製剤は、添加される乳化剤または安定剤を必要とし得ます。このケースでは、一様に乳化剤を混合するために役立ちます。カニューレしかし、複数の相の注入のためのカスタマイズされたデザインは、リクエストに応じてご利用いただけます。

液 - 液抽出

このインサートは、例えば、微細なサイズ乱乳剤を行うことで、液 - 液抽出プロセスを昇圧します油相中の溶媒相の。再び、これは相接触面より良い抽出をもたらし、減少溶媒使用量を増加させます。

クリーナー燃焼のためのアクア燃料

船舶や発電に使用されるこのような重油などの低品位燃料油は、水で乳化させることができます。これは、より効率的な燃焼にとNOの大幅な減少をもたらしますバツ 排出量やすす。
アクア燃料(エマルジョン燃料)の超音波乳化についてもっと読む!

48の細かいカニューレとInsertMPC48

インサートMPC48 – 48の細かいカニューレはキャビテーションゾーンで終了します

InsertMPC48とFC100L1K-1S

超音波フローセルInsertMPC48と原子炉FC100L1K-1S

より良いデザインは、より良い結果を作成します!

降水/ソノ結晶

顔料またはナノ粒子は、液体中で沈殿させてボトムアップを生成することができます。この場合には、過飽和混合物は、高度に濃縮された材料から固体粒子または結晶を形成開始します。これらの粒子は、特定のポイントに成長し、最終的に沈殿します。粒子/結晶サイズおよび形態を制御するために、前駆体/試薬の混合を制御することが不可欠です。
一般に、沈殿プロセスを含む:混合、過飽和、核、粒子成長および凝集を。後者は、低固形分濃度によって、または安定化剤によって回避されます。混合は非常に重要です。ほとんどの沈殿プロセスのためのような反応の速度が非常に高いです。 InsertMPC48は、強力な超音波キャビテーションのせん断と速い狭い注入されたジェットを兼ね備えています。これは、より小さな粒子を作成する混合速度と性能を最大にします。

Fe 3 O 4の粒度分布

連続超音波沈殿反応において生成のFe 3 O 4(マグネタイト)粒子の粒度分布(Banertら、2004)。

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ラボのテストからパイロットスケールや生産へ

ヒールシャー超音波は、テスト検証し、任意のスケールで、この技術を利用する設備を提供しています。コンセプトは、既存のプロセスに組み込むことが容易です。

  1. フローセルの底部の液体入口ポートに供給相A
  2. フローセルの側に小さな液体入口ポート(複数可)に相Bを供給する。このフィードは48本の微細パイプを介してキャビテーション領域内に注入されます
  3. フローセル出口での背圧弁を用いて反応器の圧力を調整します

ベンチトップレベルAの UIP1000hd (1kWの)は、プロセスの実証のために、超音波処理パラメータの最適化のために100から1000L /時間(25〜250ガロン/時)に流量を処理することができます。ヒールシャー超音波プロセッサは、パイロットまたは生産規模で大きな処理量にリニアスケールアップのために設計されています。ボリュームを処理リストと推奨機器のサイズを下記の表。

バッチ容量 流量 推奨デバイス
0.2L 02メートルへ0.253/ hrで UIP1000hdUIP2000hd
0.2L 8メートルまで13/ hrで UIP4000
N.A。 30メートルに43/ hrで UIP16000
N.A。 30メートル以上3/ hrで のクラスタ UIP10000 または UIP16000