超音波フローリアクター – 設計、用途および利点
超音波リアクターは、強力な超音波を利用して、液体やスラリーを連続的にインライン処理できます。超音波リアクターは、均質化、混合、乳化、分散、抽出、細胞破砕、低温殺菌、脱気、溶解、および合成や触媒反応などの化学反応の促進に使用されます。超音波リアクター技術と、超音波処理がプロセスにもたらす利点について詳しくご紹介します。
超音波処理プロセスでフローセルは何に使用されますか?
フローセルは、フロースルーセルまたはフローリアクターとも呼ばれ、連続流プロセスを可能にするために、科学や工学のさまざまな用途で使用される装置です。フローセルは、特に大量の材料を強力超音波で処理する場合に、超音波処理プロセスで広く使用されています。超音波フローセルまたはソノケミカルリアクターは、液体やスラリーが超音波処理を受けながら内部を流れるように設計された専用のチャンバーまたはセルです。
フローセルは、混合と均質化、化学、生物学、電気化学、バイオテクノロジーなどの分野で広く使用されています。バッチプロセスと比較して、より均一な超音波処理、制御性の向上、反応速度論的特性の改善、効率的な物質移動、超音波処理をインライン生産プロセスに効率的に組み込めることなど、いくつかの利点があります。
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–気体の界面が関与する幅広い化学反応に役立つ可能性があります。超音波リアクターを使用して促進できる反応の例を以下に示します。
- 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の微細化と分散を助け、より安定した均一な製品につながります。
- 結晶化: 超音波照射は溶液中で結晶化を誘起し、純度の高い、小さく均一な結晶の形成につながる可能性があります。
- 脱気: 超音波照射は液体から溶存ガスを除去するために使用でき、製品の品質と安定性を向上させる可能性があります。
- 抽出: 超音波リアクターは、膜や界面を通過す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ます。
- 重合: 超音波照射は重合反応の開始と成長を促進し、反応速度の向上と分子量の増大につながる可能性があります。
- 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ます。
- 超音波触媒作用: 超音波照射は特定の材料の触媒活性を高め、反応速度の向上と選択性の改善につながる可能性があります。
産業用超音波処理装置UIP6000hdT には、超音波フローセルリアクターと防音キャビネットが装備されています。
優れたプロセス結果を実現する高度な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では、いくつかの重要な要因を考慮する必要があります。Hielscherの超音波リアクターは設計・製造されています。これらの要因は具体的な用途や要件によって異なりますが、関連する考慮事項を以下に示します。
産業用4kW超音波ホモジナイザーUIP4000hdT には、インライン混合と均質化のためのフロースルーリアクターが装備されています。
インライン連続流プロセス用の超音波処理装置とソノケミカルリアクター
Hielscher Ultrasonicsは、あらゆる規模の液体処理に対応する高性能超音波処理装置と超音波リアクターを提供しています。
設計、製造、コンサルティング – ドイツ製の品質
Hielscherの超音波処理装置とソノケミカルリアクターは、最高水準の品質と設計基準で広く知られています。堅牢性と操作の容易さにより、当社の超音波処理装置と超音波フローセルを産業施設に円滑に組み込むことができます。Hielscherの超音波処理装置は、過酷な条件や厳しい環境にも容易に対応します。
Hielscher UltrasonicsはISO認証企業であり、最先端技術と使いやすさを備えた高性能超音波処理装置を特に重視しています。もちろん、Hielscherの超音波処理装置はCEに適合し、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。
以下の表は、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力を示しています。
| バッチ容量 | 流量 | 推奨装置 |
|---|---|---|
| 0.5–1.5mL | n.a. | VialTweeter | 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1–20L | 0.2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | より大きい流量 | 複数台を組み合わせた UIP16000 |
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文献・参考資料
- 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.
Hielscher Ultrasonicsは、高性能超音波ホモジナイザーを 実験室規模 から 産業規模まで製造しています。

