Hielscher 초음파 기술

초음파와 더 나은 묘기

  • 초음파는 더 빠른 묘기 반응과 보다 완전한 변환을 초래합니다.
  • 초음파에 의한 사포화는 오일이나 지방 및 기지에서 비누를 생산하는 데 널리 사용되는 화학 공정입니다.
  • 초음파 지원 사포화는 촉매의 과도한 사용을 방지하여 전반적인 에너지 효율을 향상시킵니다.

초음파 촉진 사포화

사포화는 비누 제조의 화학 공정에 있습니다. 그것은 지방이나 오일 (트리 글리세라이드)의 원료가 비누를 형성하기 위해 알칼리 반응제와 반응하는 반응입니다. 초음파는 반응 속도 증가, 보다 완전한 변환의 결과로 위상 전달 촉매를 촉진하고 수산화 칼륨 (KOH) 또는 수산화 나트륨 (NaOH)과 같은 기본 시약의 과도한 사용을 방지합니다. 초음파적으로 시작된 알칼리 가수 분해는 상업용 비누 제조에서 쉽게 구현되어 촉매를 사용하거나 사용되는 촉매양을 줄이지 않고 더 짧은 시간에 더 높은 출력을 생성할 수 있습니다.

초음파 사포화의 장점

  • 더 빠른 반응
  • 더 높은 변환
  • 염기 시약을 과도하게 사용하지 않습니다.
  • 촉매의 과도한 사용 없음
  • 더 완전한 반응
  • 녹색 공정

초음파 사포화사례 연구

다양한 연구 결과에 따르면 초음파 처리는 트리글리세라이드를 비누로 만드는 것을 촉진합니다. 초음파 사포화는 촉매의 사용을 절약하거나 피하는 동안 변환을 가속화하고 증가시킵니다. 이것은 초음파 saponification를 매우 효율적인 생산 방법을 만든다.

UIP2000hdT - 액체 처리를위한 2kW 초음파.

UIP2000hdT (2kW) 사폰화용

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상 촉매없이 트리글리세라이드의 알칼리 성 가수 분해 (사포화)의 초음파 개시

배치 초음파 처리를 위한 UP400St 초음파 균질화400와트Mercantili 외(2013)는 사포니화로 알려진 트리글리세라이드의 알칼리성 가수 분해에 대한 초음파의 영향을 연구했습니다. 그들은 초음파 처리를 사용하여 해바라기 기름의 알칼리성 가수 분해를 시작했습니다. 수산화칼륨(KOH)을 알칼리 염기로서 사용하였다. 초음파는 반응을 시작하고 구동하는 동력원으로 효과적이며, 주변 온도에서 작업하는 동안 총 전력 응용 프로그램의 15 분 만에 높은 반응 수율을 달성 할 수 있으며 검출 가능한 부산물이 생성되지 않는 것으로 나타났습니다. 반응 하는 동안. 초음파 욕조와 프로브 형 초음파 촉매의 비교는 초음파 프로브가 우수한 기술이라는 것을 보여줍니다. 이 연구는 초음파 수포화가 과도한 알칼리 또는 상 전달 촉매없이 좋은 변환을 얻을 수 있음을 보여줍니다.

초음파 사포니화는 반응을 가속화하고 변환을 향상시키는 녹색 초음파 공정입니다.

트리아실글리세롤의 알칼리가수분해

사포화를 위한 초음파 촉진 상 전달 반응

Bhatkhande 외(1998)는 대두유와 같은 식물성 오일의 초음파 처리가 실온에서 수성 KOH 및 상이한 PTC를 사용하여 효율적으로 사포화될 수 있음을 보여주었다. 사포화의 정도는 참조로서 사포화 값을 이용하여 연구되었다. 시간, 상 전달 촉매 의 선택, 사용되는 촉매의 양, KOH의 양 및 물의 양과 같은 다양한 매개 변수의 최적화는 초음파 처리 및 교반을 사용하여 수행되었다. 초음파의 효과를 연구하기 위해, 묘포는 또한 교반, 초음파 처리, 교반 및 초음파 처리 및 100ºC에서 가열과 같은 다른 조건하에서 35ºC에서 수행되었습니다. 수성 KOH/CTAB를 사용하여 상이한 식물성 오일의 이질성 액체-액체 상 수포화가 초음파 처리 및 교반 하에 35ºC에서 현저히 가속화되었다는 것이 밝혀졌다.

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고성능 초음파

Hielscher 초음파는 실험실, 파일럿 및 산업 생산을위한 고성능 초음파 장비를 공급합니다. 견고하고 신뢰할 수있는 초음파 는 사포화와 같은 다양한 초음파 반응에 사용됩니다. Hielscher의 프로브 형 초음파 는 배치 및 인라인 모드에서 사용할 수 있습니다. 모든 중요한 공정 파라미터 – 진폭, 압력, 온도 – 정밀하게 제어하고 재현 가능한 결과를 보장할 수 있습니다.
Hielscher 산업용 초음파 장비의 새로운 hdT 시리즈의 컬러 터치 디스플레이디지털 컨트롤은 프로세스 매개 변수를 자동으로 기록하고 통합 된 SD 카드에 저장합니다. 사전 설정 및 원격 브라우저 제어는 초음파 처리가 매우 간단하고 사용자 친화적입니다.
많은 sonochemical 반응의 경우 특정 온도를 유지해야하므로 온도 제어가 중요합니다. Hielscher의 디지털 초음파 는 열 커플 및 온도 제어기능을 가지고 있습니다. 재킷 플로우 셀은 열 방출을 허용합니다.
Hielscher의 초음파 장비의 견고성은 까다로운 환경과 까다로운 환경에서 연중 무휴로 작동 할 수 있습니다.
아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.

일괄 볼륨 유량 권장 장치
1 ~ 500mL 10 ~ 200mL / min UP100H
10 ~ 2000mL 20 ~ 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 ~ 20L 0.2 ~ 4L / min UIP2000hdT
10 ~ 100L 2 ~ 10L / min UIP4000hdT
N.A. 10 ~ 100L / min UIP16000
N.A. 더 큰 의 클러스터 UIP16000
Hielscher 초음파는 초음파 응용 제품을위한 고성능 초음파 를 제조합니다.

실험실에서 파일럿 및 산업 규모에 고전력 초음파 프로세서.

문학 / 참고 문헌

  • 바트칸데, B.S.; 사만트, 슈리니와스 D. (1998) : 초음파 지원 PTC는 수성 알칼리를 사용하여 식물성 오일의 묘포를 촉매. 초음파 소노화학 Vol. 5, 문제 1, 1998. 7-12.
  • 메르산티리, 로라; 세아무스, 프랭크 데이비스; Higson, P. J. (2014) : 위상 촉매없이 트리글리세라이드의 알칼리성 가수 분해의 초음파 개시 (사포화). 계면활성제 및 세제 저널 17, Isssue 1, 2014년 1월. 133-141.


알만한 가치가있는 사실

sonochemistry

전력 초음파는 반응을 시작하고 강화하기 위해 합성 및 촉매 (각각 소노 합성 및 소노 촉매라고도 함)와 같은 화학 공정에 적용됩니다. 유기 합성에서 초음파 조사의 다양한 응용 프로그램은 깊이 조사 및 산업 생산을 위해 개발되었습니다. Sonochemical 처리는 현저하게 온화한 조건하에서 원하는 제품의 반응, 수율 및 선택율을 증가시킬 수 있습니다. 이것은 초음파 처리를 효과적이고 환경 친화적 인 가공 기술로 만듭니다. 초음파 보조 상 전달 촉매(PTC)는 침묵 상태에서 동일한 반응에 비해 유기 반응에 대해 훨씬 더 효율적이고 효과적인 방법임이 입증되었습니다. 예를 들어, 초음파 보조 위상 전달 촉매에 의해 촉매가 된 카니사로 반응은 급격한 전환의 결과로 상당히 가속화된다. 또 다른 눈에 띄는 예는 촉매 및 전력 초음파로 KOH가 있는 중성 지방 (즉, 식물성 기름, 동물성 지방)과 메탄올의 트랜스 에스테르화입니다. 초음파 경질화는 빠른 변환과 매우 효율적이고 경제적 인 공정에서 생산 된 고품질의 바이오 디젤을 생산합니다.

초음파 / 음향 캐비테이션은 용해로 알려진 세포벽을 여는 매우 강렬한 힘을 만듭니다 (확대하려면 클릭!)

초음파 추출은 음향 캐비테이션과 유체 역학 전단력을 기반으로합니다.

사폰화

사포화는 비누를 생산하는 화학 반응을 설명합니다. 사포화 과정에서 식물성 기름이나 동물성 지방은 지방산 염으로 변환됩니다. – "비누" – 그리고 글리세롤, 이는 알코올입니다. 반응은 반응을 개시하기 위하여 물 및 또한 열에 있는 알칼리 염기 (예를 들면, NaOH 또는 KOH)의 해결책을 요구합니다.
사포화의 반응 단계는 다음과 같습니다.

  1. 수산화에 의한 지방산 에스테르의 핵성 공격
  2. 그룹 제거 를 떠나기
  3. 비대화

사포화 반응은 비누와 윤활유를 생산하기 위해 상업적으로 사용됩니다.
수산화 나트륨 경질 비누와 수산화 칼륨 연약한 비누는 일상적인 청소에 사용되지만 다른 금속 수산화물을 사용하여 생산된 특수 비누도 있습니다. 예를 들어, 리튬 비누와 칼슘 비누는 윤활 유 채로 사용됩니다. 또한 있습니다. “복잡한 비누” 금속 비누의 혼합물로 구성.

가수분해

가수 분해는 2개 이상의 새로운 물질을 형성하기 위해 물과 유기 화학 물질의 반응을 수반하며 일반적으로 물을 첨가하여 화학 결합의 분열을 의미한다. 에스테르는 물과 염기와의 반응에 의해 카르복실산과 알코올로 다시 갈라질 수 있습니다. 비누는 지방이나 오일의 에스테르의 가수 분해에 의해 생산됩니다.

알칼리성 기지

알칼리성 염기 반응물(lyes)은 오일과 지방의 묘포화에 필요합니다. 트리글리세라이드는 염기와 반응합니다. – 나트륨 또는 수산화 칼륨 – 글리세롤과 지방산 소금을 생산하기 위해, 소위 "비누". 수산화 칼륨은 KOH 공식을 가진 무기 화합물이며 일반적으로 가성 칼륨이라고합니다. 수산화 나트륨 (NaOH)은 또 다른 프로토 타입강한 염기입니다. 수산화 나트륨을 사용하면 단단한 비누가 생성되고 수산화 칼륨을 사용하면 부드러운 비누가 됩니다.

반응제 대 시약

반응제는 화학 반응에서 사용되거나 소비되는 물질입니다. 시약에 비해, 반응제가 더 많이 요구된다. 시약은 반응을 시작하고 반응을 지원하기 위해 반응에 소비되는 물질이며 반응에서 소비되지 않는 촉매와 대조적으로 반응에서 소비됩니다.