MultiPhaseCavitator 인서트(InsertMPC48)는 액체/액체 또는 액체/가스 혼합물의 초음파 처리를 개선하도록 설계되었습니다. 48 매우 미세한 캐뉼라가 캐비테이션 구역에서 액체 또는 가스를 액체 상에 주입합니다. 이것은 매우 높은 비 표면적을 산출 매우 작은 부유 물방울 또는 가스 거품을 생성합니다.

이 인서트는 상-전사 반응과 같은 에멀젼 화학에 특히 유용하며, 위상 전달 촉매 (PTC) 또는 액체-액체 추출. 응용 프로그램의 또 다른 흥미로운 분야는 두 개의 액체 전구체 또는 소노 결정화에서 입자의 침전이다. 이 인서트를 Hielscher 유동 셀 반응기용으로 설계되었으며 배치 또는 연속 처리를 허용합니다.

1개 및 48개의 사출 포트

초음파는 유화 및 혼합을위한 효과적인 수단입니다. 유동 셀과 캐비테이션에 들어가기 전에 별도의 상이 결합되는 기존의 설정과 는 달리, 이 유량 셀 삽입은 두 단계의 조합을 향상시킵니다. 액체가 48 개의 미세 캐뉼라를 통해 주입되면 매우 좁은 가닥에서 유동 세포로 들어갑니다. 인서트가 0.3mm ~ 1.2mm의 내경을 가진 매우 48개의 고급 의료용 캐뉼라를 사용합니다. 이 캐뉼러를 쉽게 교체할 수 있으며 저렴한 소모품(멸균, 약 2ct/pc)입니다. 초음파 캐비테이션 (20kHz에서)은 유동 전지의 액체 상에 들어갈 때 48 개의 들어오는 액체 가닥을 작은 물방울로 잘라줍니다.
이 설계는 캐뉼라 사이의 흐름을 평준화하기 위해 모든 48 캐뉼라에 하나의 공급에서 동일한 공급 압력을 적용합니다.

액체-액체 반응을 위한 초음파 반응기 에 48 개의 진입 포트

용도 및 응용 프로그램

Hielscher 초음파 반응기는 종종 유화, 위상 전달 공정 역학 또는 액체 - 액체 상 시스템에서 용해 속도를 개선하는 데 사용됩니다. 이러한 공정의 예로는 과산화수소와 후속 용매 추출 또는 트리글리세라이드의 염기 촉매 트랜스에스테르화를 함유한 산화 탈황화가 있습니다.
다른 시약 상에서 하나의 시약 상에 대한 제한된 용해도는 두 상이 상 간에서만 서로 반응함에 따라 공정 에멀젼 화학에서 중요한 문제이다. 초음파가 없으면 반응 속도가 낮고 2 상 시스템에서 느린 변환 역학이 발생합니다.
초음파 반응기와 인서트를 사용하여 캐비테이션은 높은 유압 전단을 생성하고 주입 된 단계를 서브 미크론 및 나노 크기 방울로 나눕니다. 상 경계의 비표면적이 반응의 화학적 속도에 영향을 주면서 액적 직경의 현저한 감소는 반응 역학을 향상시키고 상 전달제에 대한 필요성을 감소시키거나 제거할 수 있다. 미세한 에멀젼은 다른 시약 상과 동일한 접촉 면을 제공하기 위해 더 적은 부피를 필요로 하기 때문에 주입된 상액의 부피 백분율이 낮아질 수 있다.
이 인서트를 사용하면 양과성 에멀젼 촉매의 필요한 양을 낮출 수 있거나 또는 상 전이 촉매 (PTC)수성 및 유기 액체 모두에 용해 할 수있는 독특한 능력을 가진 사분면 암모늄 염과 같은.

화학 반응을 위한 향상된 질량 전달

두 시약 상이 위상 경계에서 반응하면 반응 제품은 액적 표면에 축적되어 시약 상이 인터페이스에서 상호 작용하는 것을 차단합니다. 초음파 캐비테이션으로 인한 유압 전단은 물방울 표면에서 물방울 표면으로의 난류 흐름 및 재료 수송을 초래하고 새로운 물방울의 반복된 유착 및 후속 형성으로 이어집니다. 시간이 지남에 따라 반응이 진행됨에 따라 초음파 처리는 시약의 노출과 상호 작용을 극대화합니다.
이 효과는 바이오 디젤에 식물성 오일의 transesterification 또는 거대 분자를 형성하는 디올과 다이스터의 transesterification에 의해 폴리 에스테르의 합성과 같은 많은 프로세스에 사용됩니다.

유화 / 유화

이러한 유량 셀 삽입은 비혼 액체를 혼합할 때 유화를 개선합니다. 이로 인해 액적 크기가 작아지고 크기 분포가 좁아집니다. – 에멀젼의 안정성을 위한 핵심 요소입니다. 이 설계를 통해 중유(HFO), 폴리머 또는 젤과 같은 점도가 높은 액체에도 저점도 및 중간 점도 액체를 주입하고 유화할 수 있습니다. 일부 제형은 유화제 또는 안정제가 첨가될 것을 요구할 수 있다. 이 경우 유화제를 균일하게 혼합하는 데 도움이됩니다. 캐뉼라를 요청에 따라 사용할 수 있지만 하나 이상의 단계의 주입을위한 맞춤형 디자인.

액체 - 액체 추출

이 인서트는 오일 상에서 용매 상과 같은 미세한 난류 에멀젼을 만들어 액체-액체 추출 공정을 향상시킵니다. 다시 말하지만, 이것은 위상 접촉 표면을 증가시키고 더 나은 추출 및 감소 된 용매 사용을 초래한다.

더 깨끗한 연소를 위한 아쿠아 연료

선박이나 발전용에 사용되는 중유와 같은 저급 연료 오일은 물로 유화될 수 있습니다. 이로 인해 보다 효율적인 연소가 발생하며, NO를 크게 감소시가지는 않습니다._엑스 방출 및 그을음.
아쿠아 연료 (에멀젼 연료)의 초음파 유화에 대해 자세히 알아보기!

강수량 / 소노 결정화

안료 또는 나노 입자는 액체의 침전에 의해 상향식으로 생성될 수 있다. 이 경우, 과포화 혼합물은 고농축 물질에서 고체 입자 또는 결정을 형성하기 시작합니다. 이러한 입자는 특정 지점으로 성장하고 마지막으로 침전됩니다. 입자/결정 크기 및 형태를 제어하려면 전구체/시약 혼합을 제어하는 것이 필수적입니다.
일반적으로 강수 과정은 혼합, 과포화, 핵 형성, 입자 성장 및 응집을 포함한다. 후자는 낮은 고체 농도 또는 안정화 제에 의해 피할 수 있습니다. 혼합은 매우 중요합니다. 대부분의 강수 과정은 반응의 속도가 매우 높다. InsertMPC48은 빠른 좁은 분사 제트와 강력한 초음파 캐비테이션 전단을 결합합니다. 이렇게 하면 혼합 속도와 성능이 극대화되어 점점 더 작은 입자가 생성됩니다.

실험실 테스트부터 파일럿 규모 및 생산까지

Hielscher 초음파는 어떤 규모에서이 기술을 테스트, 검증 및 활용하는 장비를 제공합니다. 이 개념은 기존 프로세스에 쉽게 통합할 수 있습니다.

1. 유량 전지 하단의 액체 진입 포트로 공급상 A
2. 위상 B를 유동 셀의 측면에 있는 더 작은 액체 진입 포트로 공급합니다. 이 피드는 48 개의 미세 파이프를 통해 캐비테이션 영역에 주입됩니다.
3. 유량셀 출구 포트의 역압 밸브를 사용하여 반응기 압력 조정

벤치 탑 수준에서 UIP1000hd (1kW)는 공정 데모 및 초음파 파라미터의 최적화를 위해 100 ~ 1000L /hr (25 ~ 250 gal/hr)의 유량을 처리할 수 있습니다. Hielscher 초음파 프로세서는 파일럿 또는 생산 규모에서 더 큰 처리 볼륨까지 선형 스케일 업을 위해 설계되었습니다. 아래 표에는 처리 량 및 권장 장비 크기가 나열되어 있습니다.