მრავალფაზიანი კავიტატორი – ჩადეთ MPC48 ულტრაბგერითი ნაკადის უჯრედისთვის
The MultiPhaseCavitator Insert (Insert MPC48) is designed to improve the ultrasonic processing of liquid/liquid or liquid/gas mixes. 48 very fine cannulas inject liquid or gas into a liquid phase right in the cavitation zone. This creates very small suspended droplets or gas bubbles yielding a very high specific surface area.
ეს ჩანართი განსაკუთრებით სასარგებლოა ემულსიის ქიმიისთვის, როგორიცაა ფაზა-ტრანსფერ-რეაქცია, ფაზა-ტრანსფერ-კატალიზი (PTC) ან Liquid-Liquid-Extraction. გამოყენების კიდევ ერთი საინტერესო სფეროა ნაწილაკების დალექვა ორი თხევადი წინამორბედისგან ან სონოკრისტალიზაციისგან. ეს ჩანართი განკუთვნილია Hielscher ნაკადის უჯრედის რეაქტორებისთვის და იძლევა სერიული ან უწყვეტი დამუშავების საშუალებას.
ერთი და 48 ინექციის პორტი
ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციისა და შერევის ეფექტური საშუალებაა. ჩვეულებრივი კონფიგურაციისგან განსხვავებით, სადაც ცალკეული ფაზები გაერთიანებულია ნაკადის უჯრედში და კავიტაციამდე შესვლამდე, ეს ნაკადის უჯრედის ჩანართი აუმჯობესებს ორი ფაზის კომბინაციას. როდესაც სითხე შეჰყავთ 48 წვრილი კანულის მეშვეობით, ის შედის ნაკადის უჯრედში ძალიან ვიწრო ძაფებით. ჩანართი იყენებს ძალიან 48 წვრილ სამედიცინო კანულას შიდა დიამეტრით 0.3 მმ-დან 1.2 მმ-მდე. ეს კანულა ადვილად შეიძლება შეიცვალოს და არის დაბალფასიანი მოხმარებადი (სტერილური, დაახლოებით 2 კტ/ც.). ულტრაბგერითი კავიტაცია (20 kHz-ზე) ჭრის 48 შემომავალ სითხის ძაფს პატარა წვეთებად, როდესაც ისინი შედიან თხევად ფაზაში ნაკადის უჯრედში.
დიზაინი ახდენს კვების ერთსა და იმავე წნევას ერთი მიწოდებიდან 48 კანულაზე, რათა გაათანაბროს ნაკადი კანულებს შორის.
48 შესვლის პორტი ულტრაბგერითი რეაქტორში თხევადი-თხევადი რეაქციებისთვის
ინექცია ულტრაბგერითი მულტიფაზავიტატორში
ჩადეთ MPC48 – 48 წვრილი კანულა მთავრდება კავიტაციის ზონაში
Ultrasonic Flow Cell Reactor FC100L1K-1S insertMPC48-ით
გამოყენება და აპლიკაციები
Hielscher ულტრაბგერითი რეაქტორები ხშირად გამოიყენება ემულსიფიკაციისთვის, ფაზის გადაცემის პროცესის კინეტიკის გასაუმჯობესებლად ან თხევად-თხევადი ფაზის სისტემებში დაშლის სიჩქარის გასაუმჯობესებლად. ასეთი პროცესების მაგალითებია წყალბადის ზეჟანგით ოქსიდაციური დეგოგირდიზაცია და შემდგომი გამხსნელი ექსტრაქცია ან ტრიგლიცერიდების ბაზის-კატალიზებული ტრანსესტერიფიკაცია.
ერთი რეაგენტის ფაზის შეზღუდული ხსნადობა მეორე რეაგენტის ფაზაში მნიშვნელოვანი პრობლემაა ემულსიის პროცესის ქიმიაში, რადგან ორივე ფაზა ერთმანეთთან რეაგირებს მხოლოდ ინტერფაზაში. ულტრაბგერის გარეშე, ეს იწვევს რეაქციის დაბალ სიჩქარეს და ნელი კონვერტაციის კინეტიკას ორფაზიან სისტემებში.
ჩანართის გამოყენებით ულტრაბგერითი რეაქტორით, კავიტაცია წარმოქმნის მაღალ ჰიდრავლიკურ ათვლას და არღვევს შეყვანილ ფაზას ქვემიკრონულ და ნანოზომის წვეთებად. ვინაიდან ფაზის საზღვრის სპეციფიური ზედაპირის ფართობი გავლენას ახდენს რეაქციის ქიმიურ სიჩქარეზე, წვეთების დიამეტრის მნიშვნელოვანი შემცირება აუმჯობესებს რეაქციის კინეტიკას და შეიძლება შეამციროს ან აღმოფხვრას ფაზის გადამტანი აგენტების საჭიროება. ინექციური ფაზის მოცულობის პროცენტი შეიძლება შემცირდეს, რადგან წვრილ ემულსიებს ნაკლები მოცულობა სჭირდებათ, რათა უზრუნველყონ იგივე კონტაქტის ზედაპირი სხვა რეაგენტის ფაზასთან.
ამ ჩანართის გამოყენებამ შეიძლება შეამციროს ამფიფილური ემულსიის კატალიზატორების საჭირო რაოდენობა ან ფაზის გადაცემის კატალიზატორები (PTC), როგორიცაა მეოთხეული ამონიუმის მარილები მათი უნიკალური უნარით დაითხოვოს როგორც წყალში, ასევე ორგანულ სითხეებში.
გაძლიერებული მასის გადაცემა ქიმიური რეაქციებისთვის
როდესაც რეაგენტის ორი ფაზა რეაგირებს ფაზის საზღვარზე, რეაქციის პროდუქტები გროვდება წვეთების ზედაპირზე და ბლოკავს რეაგენტის ფაზებს ინტერფეისის ინტერფეისში. ულტრაბგერითი კავიტაციის შედეგად გამოწვეული ჰიდრავლიკური წანაცვლება იწვევს ტურბულენტურ ნაკადს და მასალის ტრანსპორტირებას წვეთოვანი ზედაპირებიდან და იწვევს განმეორებით შერწყმას და შემდგომში ახალი წვეთების წარმოქმნას. როგორც რეაქცია პროგრესირებს დროთა განმავლობაში, sonication მაქსიმალურად ზრდის რეაგენტების ექსპოზიციას და ურთიერთქმედებას.
ეს ეფექტი გამოიყენება მრავალ პროცესში, როგორიცაა მცენარეული ზეთების ტრანსესტერიფიკაცია ბიოდიზელში ან პოლიესტერების სინთეზი დიოლებით დიესტერების ტრანსესტერიფიკაციის გზით მაკრომოლეკულების წარმოქმნით.
ემულსიფიკაცია / ემულსიფიკაცია
ეს ნაკადის უჯრედის ჩანართი აუმჯობესებს ემულსიფიკაციას შეურევი სითხეების შერევისას. ეს იწვევს წვეთების უფრო მცირე ზომებს და უფრო ვიწრო ზომის განაწილებას – ძირითადი ფაქტორი ემულსიის სტაბილურობისთვის. ამ დიზაინით შეგიძლიათ დაბალი და საშუალო სიბლანტის სითხეების ინექცია და ემულგირება თუნდაც მაღალი სიბლანტის სითხეებში, როგორიცაა მძიმე საწვავის ზეთები (HFOs), პოლიმერები ან გელები. ზოგიერთ ფორმულირებას შეიძლება დასჭირდეს ემულგატორების ან სტაბილიზატორების დამატება. ამ შემთხვევაში ეს ხელს უწყობს ემულგატორის ერთგვაროვან შერევას. მორგებული დიზაინი ერთზე მეტი ფაზის ინექციისთვის, თუმცა კანულები ხელმისაწვდომია მოთხოვნით.
თხევადი-თხევადი ექსტრაქცია
ეს ჩანართი აძლიერებს თხევადი-თხევადი ექსტრაქციის პროცესებს მცირე ზომის ტურბულენტური ემულსიის მიღების გზით, მაგ., გამხსნელის ფაზა ზეთის ფაზაში. ისევ და ისევ, ეს ზრდის ფაზის კონტაქტურ ზედაპირს და იწვევს უკეთეს მოპოვებას და გამხსნელების მოხმარების შემცირებას.
აკვა-საწვავი უფრო სუფთა წვისთვის
დაბალი ხარისხის საწვავის ზეთები, როგორიცაა მძიმე საწვავი, რომელიც გამოიყენება საზღვაო გემებზე ან ელექტროენერგიის წარმოებისთვის, შეიძლება ემულსიფიცირდეს წყლით. ეს იწვევს უფრო ეფექტურ წვას და NO-ს მნიშვნელოვან შემცირებასx გამონაბოლქვი და ჭვარტლი.
წაიკითხეთ მეტი აკვა-საწვავის ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის შესახებ (ემულსია-საწვავი)!
ნალექი / სონოკრისტალიზაცია
პიგმენტები ან ნანო ნაწილაკები შეიძლება წარმოიქმნას ქვემოდან ზევით სითხეებში ნალექების შედეგად. ამ შემთხვევაში, ზეგაჯერებული ნარევი იწყებს მყარი ნაწილაკების ან კრისტალების წარმოქმნას მაღალი კონცენტრირებული მასალისგან. ეს ნაწილაკები გაიზრდებიან გარკვეულ წერტილამდე და საბოლოოდ ნალექი გამოჩნდებიან. ნაწილაკების/კრისტალების ზომისა და მორფოლოგიის გასაკონტროლებლად აუცილებელია წინამორბედის/რეაგენტის შერევის კონტროლი.
ზოგადად, ნალექების პროცესი მოიცავს: შერევას, ზეგაჯერებას, ნუკლეაციას, ნაწილაკების ზრდას და აგლომერაციას. ეს უკანასკნელი აცილებულია დაბალი მყარი კონცენტრაციით ან სტაბილიზატორით. შერევა კრიტიკულია; რაც შეეხება ნალექების პროცესების უმეტესობას, რეაქციის სიჩქარე ძალიან მაღალია. InsertMPC48 აერთიანებს სწრაფ ვიწრო ინექციურ ჭავლებს ძლიერ ულტრაბგერითი კავიტაციური თხრილით. ეს ზრდის შერევის სიჩქარეს და შესრულებას, ქმნის უფრო და უფრო მცირე ნაწილაკებს.
Fe3O4 (მაგნიტი) ნაწილაკების ნაწილაკების ზომის განაწილება წარმოქმნილი უწყვეტი ულტრაბგერითი ნალექების რეაქციაში (Banert et al., 2004).
ლაბორატორიული ტესტირებიდან საპილოტე მასშტაბამდე და წარმოებამდე
Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ აღჭურვილობას ამ ტექნოლოგიის შესამოწმებლად, შესამოწმებლად და გამოსაყენებლად ნებისმიერი მასშტაბით. კონცეფცია მარტივია ჩართვა არსებულ პროცესებში.
- შეიტანეთ A ფაზა სითხის შესასვლელ პორტში ნაკადის უჯრედის ბოლოში
- შეიტანეთ B ფაზა პატარა სითხის შესვლის პორტ(ებ)ში ნაკადის უჯრედის მხარეს. ეს საკვების შეყვანა მოხდება კავიტაციის არეში 48 წვრილი მილის მეშვეობით
- დაარეგულირეთ რეაქტორზე წნევა უკანა წნევის სარქვლის გამოყენებით ნაკადის უჯრედის გამოსასვლელ პორტში
სკამზე ზედა დონეზე 1kW sonicator UIP1000hdT შეუძლია დაამუშავოს ნაკადის სიჩქარე 100-დან 1000 ლ/სთ-მდე (25-დან 250 გალ/სთ-მდე) პროცესის დემონსტრირებისთვის და ბგერითი პარამეტრების ოპტიმიზაციისთვის. Hielscher ულტრაბგერითი პროცესორები განკუთვნილია ხაზოვანი მასშტაბით უფრო დიდ დამუშავების მოცულობამდე საპილოტე ან წარმოების მასშტაბით. ქვემოთ მოცემულ ცხრილში მოცემულია დამუშავების მოცულობა და რეკომენდებული აღჭურვილობის ზომები.
| სურათების მოცულობა | Დინების სიჩქარე | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 0.2ლ | 0.25-დან 2მ-მდე3/სთ | UIP1000hdT, UIP2000hdT |
| 0.2ლ | 1-დან 8 მ-მდე3/სთ | UIP4000hdT |
| na | 4-დან 30 მ-მდე3/სთ | UIP16000hdT |
| na | 30 მ-ზე ზემოთ3/სთ | კასეტური UIP10000 ან UIP16000hdT |
ხშირად დასმული კითხვები MultiPhaseCavitator-ის შესახებ – ულტრაბგერითი ნაკადის უჯრედის ჩასმა MPC48
რა არის MultiPhaseCavitator Insert (Flow Cell Insert MPC48)?
მულტიფაზური კავიტატორის ჩასამატებელი (InsertMPC48) არის ფლოუთი ცენტრალური ჩასმის ელემენტი, რომელიც შექმნილია სითხე/სითხე ან სითხე/გაზის მიკსების ულტრაბგერითი დამუშავების გასაუმჯობესებლად. ის იყენებს 48 ძალიან წვრილ კანიულას, რომლებიც ერთჯერზე ჩასვამენ სითხეს ან გაზს სითხის ფაზაში კავიტაციის ზონაში, ქმნიან ძალიან მცირე სუსპენდირებულ წვეთებს ან გაზის ბუშტუკებს მაღალი სპეციფიკური ზედაპირით.
MPC48 რას ნიშნავს?
MPC არის მულტიფაზური კავიტატორის შემოკლება. ნომერი 48 მიუთითებს, რომ ჩასაფარებელი ელემენტი შეიცავს 48 კანიულას, როგორც ინექციის საიტებს. მოთხოვნის შემთხვევაში, ფლოუთი ცენტრალური ჩასმის ელემენტი შეიძლება აღჭურვილი იყოს მეტ ან ნაკლებ კანიულით.
როგორ მუშაობს Flow Cell Insert MPC48?
როდესაც სითხე შეჰყავთ 48 წვრილ სამედიცინო კანულაში (შიდა დიამეტრი 0.3 მმ-დან 1.2 მმ-მდე), ის შედის ნაკადის უჯრედში ძალიან ვიწრო ძაფებით. ულტრაბგერითი კავიტაცია 20 კჰც-ზე ჭრის ამ შემომავალ ძაფებს მცირე წვეთებად, როდესაც ისინი თხევად ფაზაში შედიან. დიზაინი იყენებს იგივე კვების წნევას ერთი მიწოდებიდან 48-ვე კანულაზე, რათა გაათანაბროს მათ შორის ნაკადი.
რა აპლიკაციებისთვის არის შესაფერისი MultiPhaseCavitator Insert საუკეთესოდ?
ეს განსაკუთრებით სასარგებლოა ემულსიის ქიმიისთვის, როგორიცაა ფაზის გადაცემის რეაქციები, ფაზის გადაცემის კატალიზი (PTC) და სითხე-სითხის ექსტრაქცია. ასევე კარგად შეესაბამება ნაწილაკების დაძირება ორ სითხე прекურსორიდან და სონოკრისტალიზაციისთვის. ჩასადები შეესაბამება Hielscher-ის გარღვევის უჯრის რეაქტორებს და საშუალებას აძლევს ბატჩურ ან უწყვეტ დამუშავებას.
MPC48 ჩასადე როგორ აუმჯობესებს ფაზის გადაცემის რეაქციებს?
რადგან ერთი რეაგენტის ფაზის შეზღუდული ხსნადობა მეორეში აფერხებს რეაქციას ინტერფაზზე, ორ-ფაზიანი სისტემებს ხშირად აქვთ დაბალი რეაქციის სიჩქარე ულტრასონიკის გარეშე. ჩასმულით, კავიტაცია წარმოქმნის მაღალ ჰიდრავლიკურ აღიზნებას და აშლის შეყვანილ ფაზას სუბმიკრონულ და ნანო-მაჩვენებ ამბულატებში. წვეთების დიამეტრის ეს მნიშვნელოვანი შემცირება აუმჯობესებს რეაქციის კინეტიკას და შეიძლება შეამციროს ან აღმოფხვრას ფაზის-სტრანსფერული აგენტების საჭიროება.
შეგიძლიათ ჩასმა შეამციროს საჭირო კატალიზატორის რაოდენობა?
კი. ჩასმა შეიძლება შეამციროს ამფიფილური ემულსიური კატალიზატორების ან ფაზის-სტრანსფერული კატალიზატორების (PTC), როგორიცაა კვარტერნარული ამონიუმის მარილები, საჭირო რაოდენობა, რადგან ფინოდემულსირებული ემულსიები ნაკლებ მოცულობას საჭიროებს, რომ ხელი შეუწყოს ერთობის კონტაქტულ სიფასთან სხვა რეაგენტის ფაზასთან.
როგორ ამაღლებს მასობრივი გადაცემის პროცესს ქიმიურ რეაქციებში?
რეაქციების პროდუქტები შეიძლება გროვდებოდნენ წვეთის ზედაპირზე და დაბლოკონ რეაგენტების ურთიერთქმედება ინტერფეისზე. ულტრაჭავლური კავიტაციის ჰიდრავლიკური ჭრილობით წარმოიქმნება მორევოვანი ნაკადი და მასალის გადაცემა წვეთის ზედაპირებზე და მისგან, რაც იწვევს წვეთების განმეორებით შერწყმას და ახალი წვეთების ფორმირებას. დროთა განმავლობაში, სონიკაცია მაქსიმალურად ზრდის რეაგენტების გაჩენის და ურთიერთქმედების შესაძლებლობას – გამოყენება ხდება ისეთ პროცესებში, როგორიც არის მცენარეული ზეთების ტრანსესტერიფიკაცია ბიოდიზელისთვის ან პოლიესტერების სინთეზისთვის.
ჩალაგება ეფექტურია სითხე-სითხე ექსტრაქციისთვის?
კი. ინდუსტრიული ჩასმა ზრდის სითხე-სითხის ექსტრაქციას ცენტრალური ზომის ტურბულენტური ემულსიის შექმნით, მაგალითად, ხსნარის ფაზის ნავთობის ფაზაში. ეს ზრდის ფაზების კონტაქტის ზედაპირს და უკეთეს ექსტრაქციას უზრუნველყოფს ნაკლები ხსნარით.
შესაძლებელია თუ არა მისი გამოყენება აკვა-საწვავებისთვის?
კი. დაბალი ხარისხის საწვავი, როგორიცაა მძიმე საწვავი, რომელიც გამოიყენება საზღვაო გემებზე ან ენერგიის წარმოებისთვის, შეიძლება ემულგირებული იყოს წყლით. ეს იწვევს უკეთეს და ეფექტურ დაჟანგვას და მნიშვნელოვნად ამცირებს NOx-ის გამონაფრქვევას და სიოტრას.
აღმოაჩინეთ აკვა-საწვავის ულტრაბგერითი ემულგაციის უპირატესობები!
როგორ ეხმარება ჩასმა ნალექის და სონოკრისტალიზაციის პროცესში?
პიგმენტები ან ნანონაწილაკები შეიძლება წარმოიქმნას ქვემოდან ზევით სითხეებში ნალექით. ჩასმა MPC48 აერთიანებს სწრაფ ვიწრო ინექციურ ჭავლებს ძლიერ ულტრაბგერითი კავიტაციურ ათვლასთან, რაც მაქსიმალურად ზრდის შერევის სიჩქარეს და შესრულებას, ქმნის უფრო და უფრო მცირე ნაწილაკებს. ვინაიდან ნალექების მრავალი რეაქციის სიჩქარე ძალიან მაღალია, პრეკურსორების/რეაგენტის შერევის კონტროლი აუცილებელია და ჩანართი ხელს უწყობს ნაწილაკების/ბროლის ზომისა და მორფოლოგიის კონტროლს.
არის თუ არა კანულები სახარჯო მასალები?
დიახ. 48 წვრილი სამედიცინო კანულა ადვილად შეიძლება შეიცვალოს და არის იაფი სახარჯო მასალა (სტერილური, დაახლოებით 2 ct/pc). ეს კანულები სტანდარტული სახარჯო მასალებია და მათი ადვილად მოპოვება შესაძლებელია ადგილობრივად. მორგებული დიზაინი კანულების მეშვეობით ერთზე მეტი ფაზის ინექციისთვის ხელმისაწვდომია მოთხოვნით.
როგორ დააყენოთ ფლოუს უჯრა InsertMPC48-თან ერთად? კონცეფცია მარტივად ინტეგრირდება არსებულ პროცესებში: შეიყვანეთ ფაზა A ფლოუს უჯრის ქვედა ნაწილში განლაგებულ სითხის შესასვლელ პორტში, შეიყვანეთ ფაზა B გვერდით არსებულ მცირე სითხის შესასვლელ(ებ) პორტში (შეუყვანეთ კავიტაციურ ზონაში 48 თხელი მილის მეშვეობით), და აღადგინეთ რეაქტორის წნევა ფლოუს უჯრის გამყვანი პორტის უკანა წნევის სარქველით.
რა სკალირების ოპციები და მოწყობილობის ზომები არსებობს?
Hielscher გთავაზობთ აღჭურვილობას ამ ტექნოლოგიის შესამოწმებლად, გადამოწმებისა და გამოყენებისთვის ნებისმიერი მასშტაბით, ხაზოვანი მასშტაბით სკამიდან პილოტამდე და წარმოებამდე. მაგალითად, UIP1000hd-ს (1 კვტ) შეუძლია 100-1,000 ლ/სთ დამუშავება დემონსტრაციისა და პარამეტრების ოპტიმიზაციისთვის; რეკომენდებული მოწყობილობები მერყეობს UIP1000hd/UIP2000hd-დან UIP4000 და UIP16000-მდე, UIP10000 ან UIP16000 მტევანი 30 მ³/სთ-ზე მეტი ნაკადის სიჩქარისთვის.
ულტრაბგერითი ნაკადის უჯრედის ჩასმა MPC48 – მრავალფაზიანი კავიტატორი