超音波フローリアクター – デザイン、用途、利点
超音波リアクターは、強力な超音波を利用して液体やスラリーをインラインで連続処理することができます。超音波リアクターは、ホモジナイズ、混合、乳化、分散、抽出、細胞崩壊、低温殺菌、脱気、溶解、合成や触媒反応などの化学反応の強化に使用されます。超音波リアクター技術の詳細と、超音波処理によるプロセスの利点についてお読みください!
ソニケーション・プロセスにおけるフローセルとは?
フローセル(フロースルー・セルまたはフロー・リアクターとも呼ばれる)は、様々な科学的・工学的応用において、連続フロープロセスを可能にするために使用される装置である。フローセルは、特に大量の超音波を出力する超音波処理プロセスでよく使用されます。超音波フローセルまたはソノケミカルリアクターは、超音波処理を施しながら液体またはスラリーを通過させるように設計された特殊なチャンバーまたはセルです。
フローセルは、混合やホモジナイゼーション、化学、生物学、電気化学、バイオテクノロジーなどの分野で一般的に使用されています。フローセルは、バッチプロセスと比較して、より均一な超音波処理、高度な制御、反応速度論の改善、効率的な物質移動、インライン生産プロセスにおける超音波処理プロセスの効率的な統合能力など、いくつかの利点を提供します。
超音波フローセルとソノケミカルリアクターの用途
Hielscher社製の超音波リアクターは、液体-固体、液体-液体、液体-気体の界面を含む幅広い化学反応に有用である。超音波リアクターを使用して向上させることができる反応の例には、以下のようなものがある:
- エマルションの均質化超音波リアクターは、エマルション中の粒子を分解・分散させ、より安定した均一な製品を作るのに役立ちます。
- 結晶化: 超音波照射は溶液中の結晶化を誘発し、高純度で小さく均一な結晶の形成をもたらす。
- ガス抜き: 超音波照射は、液体から溶存ガスを除去するために使用することができ、製品の品質と安定性を向上させることができる。
- 抽出: 超音波リアクターは、膜や界面を横切る溶質の拡散を促進することで、抽出プロセスの効率を高めることができる。
- 重合: 超音波照射は、重合反応の開始と進行を促進し、反応速度の高速化と高分子量化につながる。
- ナノ粒子の合成: 超音波リアクターは、サイズ、形状、表面特性を制御したナノ粒子の合成に使用できる。
- ソノカタリシス: 超音波照射は、ある種の材料の触媒活性を高め、反応速度の高速化と選択性の向上につながる。
工業用ソニケーター UIP6000hdT 超音波フローセル・リアクターと防音キャビネット付き。
優れたプロセス結果をもたらす洗練された超音波リアクター設計
液体処理用のインラインリアクターに関しては、いくつかの重要な要素を考慮する必要があります。Hielscher 社の超音波リアクターは、設計・製造されています。 これらの要因は、特定のアプリケーションや要件によって異なりますが、以下に関連する考慮事項を示します:
工業用4kW超音波ホモジナイザー UIP4000hdT インライン混合と均質化のためのフロースルー反応器付き
インラインフロープロセス用ソニケーターとソノケミカルリアクター
Hielscher Ultrasonics社は、あらゆるサイズの液体処理用の高性能ソニケーターと超音波リアクターを提供しています。
デザイン、製造、コンサルティング – 品質 ドイツ製
Hielscher社のソニケーターとソノケミカルリアクターは、その最高の品質と設計基準でよく知られています。堅牢性と容易な操作性により、当社のソニケーターと超音波フローセルを産業施設にスムーズに組み込むことができます。過酷な条件や厳しい環境でも、Hielscherのソニケーターは容易に対応できます。
Hielscher Ultrasonics社は、ISO認証取得企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波振動子に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。
下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です:
| バッチ量 | 流量 | 推奨デバイス |
|---|---|---|
| 00.5〜1.5mL | n.a. | バイアルツイーター | 1〜500mL | 10~200mL/分 | UP100H |
| 10〜2000mL | 20~400mL/分 | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1~20L | 0.2~4L/分 | UIP2000hdT |
| 10~100L | 2~10L/分 | UIP4000hdT |
| 15~150L | 3~15L/分 | UIP6000hdT |
| n.a. | 10~100L/分 | uip16000 |
| n.a. | より大きい | クラスタ uip16000 |
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文献・参考文献
- Barrera-Salgado, Karen; Ramírez-Robledo, Gabriela; Alvarez-Gallegos, Alberto; Arellano, Carlos; Sierra, Fernando; Perez, J. A.; Silva Martínez, Susana (2016): Fenton Process Coupled to Ultrasound and UV Light Irradiation for the Oxidation of a Model Pollutant. Journal of Chemistry, 2016. 1-7.
- Han N.S., Basri M., Abd Rahman M.B. Abd Rahman R.N., Salleh A.B., Ismail Z. (2012): Preparation of emulsions by rotor-stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science Sep-Oct; 63(5), 2012. 333-44.
- Antonia Tamborrino, Agnese Taticchi, Roberto Romaniello, Claudio Perone, Sonia Esposto, Alessandro Leone, Maurizio Servili (2021): Assessment of the olive oil extraction plant layout implementing a high-power ultrasound machine. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 73, 2021.



