Hielscher 초음파 기술

초음파 보조 촉매 추출

Hielscher 초음파 반응기는 촉매 추출 처리 (CEP) 또는 소위 상 전이 추출 (PTE)을 돕고 개선하기 위해 많은 산업에서 사용됩니다. 촉매 적 추출은 액체 - 액체 또는 액체 - 고체와 같은 불균일 한 비상 성상 시스템을 포함한다. 초음파 고전 단 및 캐비테이션 세력은 용질의 용해 속도를 크게 개선하여 추출을보다 빠르고 완벽하게합니다. 또한,이 효과는 용매 또는 산의 사용량을 줄이기 위해 사용할 수 있습니다. 입증 된 기술로서 초음파 추출은 추출 시간 단축과 유기 용제 소비 감소와 함께 친환경 추출 기술에 대한 수요가 증가함에 따라 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

촉매 추출 / 상 이동 추출 - 기초

용어 “촉매 추출 처리 (CEP) 또는 상 전이 추출 (PTE)은 분석 물의 추출 및 제거가 집중 될 때 액체 - 액체 또는 고체 - 액체 분포를 나타냅니다. 따라서, 액체 또는 고체 희석제는 용매 (액상)에 분산 / 유화되어야한다. 그 용어로 “추출제” 용매 중 활성 물질 만이 기술된다 (즉, 균질 '유기상’ "추출물, 희석제 및 / 또는 개질제를 포함 함)는 주로"수용액 "으로부터 용질의 전달을 담당한다’ '유기농’ 단계. [IUPAC]. 추출 된 대상 물질을 추출물이라고합니다.
고체 추출법, 연화제, 마이크로 웨이브, 퍼콜 레이션, 환류 및 증기 증류 또는 터보 추출법과 같은 전통적인 추출 방법은 종종 느리고 비효율적이며 많은 양의 유해한 용매를 필요로하기 때문에 비용이 많이 들고 시간이 많이 걸리는 과정을 겪습니다 환경에 해로운.
초음파는 유해한 용제를 거의 또는 전혀 사용하지 않고 신속하고 완벽한 추출을 제공하는 기존 추출 방법의 입증 된 대안입니다! 초음파는 환경 친화적 인 환경 친화적 인 녹색 처리를위한 강력한 기술입니다.

초음파 보조 촉매 추출 원리

물질의 추출을 위해, 추출 될 물질이 담체 상으로부터 용매 상으로 용해 될 수 있도록 비혼 화성 상을 혼합해야한다. 가장 일반적으로 상 전이 추출은 분산상으로부터 연속 상으로 수행되며, 이는 액적 및 입자가 용매에 균질하게 분산 될 필요가 있음을 의미한다.
파워 초음파는 잘 알려진 혼합 및 추출 기술로 추출 프로세스에 몇 가지 긍정적 인 효과가 있습니다.

  • 향상된 반응 동역학
  • 담체 (솔벤)와 용매의 미세 혼합물
  • 2 단계 간의 인터페이스 증가
  • 물질 전달 증가
  • 입자 표면에서 부동 태화 층 제거
  • 세포 파괴 & 분해
  • 더 높은 수율을 가져 오는보다 완전한 추출
  • 단순한 & 세이브 조작
  • 그린 프로세스 : 친환경

초음파 캐비테이션의 원리

추출 공정에서 초음파의 위의 명명 된 이점은 초음파의 영향입니다 캐비테이션. 강력한 초음파가 액체 매체에 결합되면 파동이 고압 / 저압 사이클을 만듭니다. 저압 사이클 동안, 작은 기포 또는 공극이 초음파 처리 된 액체에 나타난다. 이러한 기포는 더 많은 에너지를 흡수 할 수 없을 때까지 여러 번의 저압 사이클을 통해 자랍니다. 기포가 최대 에너지 흡수의 단계를 얻었을 때, 고압 사이클 중에 격렬하게 붕괴됩니다. 버블 내파는 매우 높은 온도 (약 5,000K), 매우 높은 압력 (약 2,000atm), 매우 높은 냉각 속도 및 최대 280m / s (약 630mph)의 속도를 가진 액체 제트와 같은 극단적 인 조건을 국지적으로 생성합니다. . 이 현상은 캐비테이션. 이러한 극한 조건은 초음파 처리를 액체 처리를위한 강력하고 다양한 방법으로 만듭니다.
추출 목적으로 초음파 캐비테이션 분야에서 두 단계가 집중적으로 혼합됩니다. 물방울과 입자는 서브 미크론 및 나노 크기로 분류됩니다. 이것은 한 상 (相)에서 다른 상 (相)으로 물질 전달을 향상시키기 위해 확대 된 표면을 만듭니다. 두 상 사이의 증가 된 계면은 추출을위한 증가 된 접촉 표면적을 초래하여 상전이에서 정체 된 액체 층의 제거로 인해 물질 전달이 향상된다. 물질 이동은 입자 표면에서 부동 태화 층을 제거함으로써 더 증가된다. 세포와 조직에서 생물학적 물질을 추출하기 위해서는 초음파 세포 파괴로 물질 전달이 증가합니다. 이러한 모든 효과는 더 높은 수확량을 가져 오는보다 완전한 추출을 유도합니다.

초음파 추출의 이점 :

  • 브레이크 경계층
  • 반데 발스 힘을 극복하다
  • 불포화 액체를 접촉면으로 이동시킨다.
  • 이동 에이전트 필요성 감소 또는 제거
  • 시간, 온도 및 / 또는 농도 감소
  • 완전 채도에 필요한 부피 대비 초과
  • 적은 양의 정제 (예 : 증류, 증발, 건조)
  • 연속 교반 반응기 (CSR)
  • 힘을 아끼다
  • 일괄 처리가 아니라 인라인 처리
  • 산성이 적고 값이 싼 용매를 사용하십시오.
  • 용제를 사용하지 말고 수성을 사용하십시오
  • 고 고형분 농도 또는 고 점도 슬러리 처리
  • 그린 가공 : 환경 친화적
  • 말산 또는 구연산과 같은 유기산을 사용하십시오.
  • 다단계 추출 프로세스를 피하십시오.
고출력 초음파는 높은 수율과 빠른 처리로 구성 요소를 추출하는 입증 된 기술입니다 (Click to enlarge!)

초음파로 신속하고 효율적으로 추출

초음파 추출 :

  • 생물학
  • 화학
  • 식품 & 제약 회사
  • 분석
  • 핵 처리
  • 광업 응용 프로그램
  • 탈황
  • 유기 화합물
  • 지구 화학
  • 정화

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우리의 주의 개인 정보 정책.


액체 - 액체 추출

기존 프로세스 : 액체 - 액체 추출은 서로 다른 2 가지의 혼합 할 수없는 액체상에서의 물질의 상대 용해도를 토대로 한 액상의 물질을 다른 액상으로 추출하는 분배 방법입니다. 초음파의 사용은 용질이 고성능에 의해 2 상 사이에서 전달되는 속도를 향상시킨다 혼입, 유화제, 및 해산!
액체 - 액체 추출은 유기 용매를 사용하여 수용액에서 중요한 성분을 분리 및 농축하는 분리 기술입니다. 액체 - 액체 추출은 다른 분리 기술 (예 : 증류)이 효과가 없을 때 종종 적용됩니다. 액체 - 액체 추출은 제약에서 사용됩니다. & 유기 화학 및 무기 화학, 석유 화학 산업 및 습식 야금학을위한 화장품 (활성 화합물, API, 향료), 식품 및 농산물 산업.

문제: 공통적 인 문제는 액상 (용매와 희석제가 혼합되지 않음)의 비혼 화성 (inciscibility)으로, 적절한 혼합 방법이 요구된다. 두 액상의 균일 한 혼합이 희석제와 용매 사이의 상 이동을 촉진 시키므로, 신뢰성있는 분산 또는 유화 방법이 중요합니다. 혼합물이 더 미세하고 양상 간의 접촉 면적이 클수록, 용액이 한 액상에서 다른 액상으로 더 잘 이동할 수 있습니다. 통상적 인 추출 공정은 대부분 물질 전달의 촉진에 부족하여 추출 공정이 느리고 종종 불완전하다. 추출을 개선하기 위해, 종종 과량의 용매가 사용되며, 이는 공정을 비싸고 환경을 오염시키는 원인이됩니다.

해결책: 초음파 액체 - 액체 추출은 다양한 시점에서 전통적인 액체 - 액체 추출 기술을 능가합니다 :
파워 초음파는 두 개 이상의 액상을 안정적으로 쉽게 함께 섞습니다. 초음파로 미세 입자를 나노 크기로 줄일 수 있습니다. 마이크로 및 나노 에멀젼 획득된다. 따라서, 생성 된 캐비테이션 력은 액상들 사이의 물질 전달을 촉진시킨다. 초음파 처리가 연속 인라인 시스템에서 실행될 수 있으므로, 많은 양고점도 액체 문제없이 처리 할 수 ​​있습니다.
그러나 또한 분석 목적을위한 미세 추출은 초음파 처리 (예 : 초음파 유화를 이용한 이온 성 액체 기반 미세 추출)로도 개선 될 수 있습니다.

강력한 초음파 힘은 잘 알려지고 신뢰할 수있는 추출 방법입니다 (클릭하여 확대하십시오!).

액체의 초음파 캐비테이션

초음파 추출의 이점 :
강력한 초음파 힘 – 저주파 / 고전력 초음파에 의해 생성 된 – ~에 도움이된다.

  • 물방울을 고치다
  • 유화제 전달 제나 양친 매성 촉매는 피한다.
  • 세제 또는 계면 활성제 사용을 피하십시오.
  • 양친 매성 카탈리스트, 세제 또는 계면 활성제를 피하십시오.
  • 계면 활성제 층없이 난류 불안정한 유제 생성

고체 액체 추출

고체 - 액체 추출 또는 고상 추출 (SPE)의 목표는 액체 혼합물에 용해되거나 부유하는 분석 물질을 분리하고 물리적 및 화학적 특성에 따라 매트릭스에서 분리하는 것입니다. 따라서, 적절한 용매의 도움으로 흡착제로부터 분리 물이 용출된다. 추출 된 물질을 용출액이라고합니다.
기존의 SPE 기술은 침용, 솔스 렛 추출, 퍼콜 레이션, 역류와 증기 증류의 조합 또는 고속 혼합 / 터보 추출입니다. 고체 - 액체 추출은 생물학, 화학 및 식품, 제약 및 화장품 산업에서 화합물을 분리하는 일반적인 절차입니다. 금속 추출은 침출 (leaching)이라고도합니다.
문제: 기존의 SPE 기술은 시간 소모가 크고 환경 적으로 위험하고 오염되는 비교적 다량의 용매가 필요합니다. 공정 온도가 높으면 열에 민감한 추출물이 파괴 될 수도 있습니다.
해결책: 초음파 보조 고체 액체 추출을 사용하면 일반적인 SPE의 일반적인 문제를 정상적으로 극복 할 수 있습니다. 초음파 처리가 용매 상에 고형물의 미세한 분포를 제공하기 때문에,보다 큰 계면 경계가 이용 가능하여 용매로의 물질 전달이 향상된다. 결과적으로 솔벤트 사용량을 줄이거 나 완전히 피하는 대신 (물을 액상으로 사용) 신속하고 완벽한 추출이 가능합니다. 파워 초음파의 적용으로 고상 추출이보다 효율적이고 경제적이며 환경 친화적 인 방법으로 수행 될 수 있습니다. 오염되거나 유해한 용제의 감소 또는 회피로 인해 초음파 추출은 환경 친화적 인 것으로 간주 될 수 있습니다 녹색 공정. 경제적으로 에너지, 용제 및 시간 절약으로 인해 공정 비용이 절감됩니다.

용매 추출

용매 추출의 경우, 용매 (예 : 유기 용매)를 사용하여 다른 액체 (예 : 수 성상)에서 화합물을 용해 및 분리합니다. 일반적으로,보다 극성 인 용질은보다 극성 인 용매에 용해되고, 덜 극성 인 용질에서는 덜 극성 인 용질이 용해된다. 용매 추출을 사용하면 아세토 니트릴 또는 다른 극성 용매를 사용하여 산화 된 티 오펜 (설 폭시 드, 설폰)을 유상으로부터 분리 할 수 ​​있습니다. 용매 추출은 또한 우라늄, 플루토늄 또는 토륨과 같은 물질을 산 용액으로부터 유기 인산염 트리 -- 부틸 인산염 (PUREX 공정).
용제 사용량 감소 : 초음파의 사용은 공정에서 용매의 사용을 최소화하고 용제에서 제품 부하를 최적화합니다. 또한 더 빠르고 완벽하게 추출 할 수 있습니다.
Ultrasonically-Assisted Oxidative Desulphurization에 대한 자세한 내용을 보려면 여기를 클릭하십시오!

초음파 보조 속 슬렛 추출

Soxhlet 추출은 합성 및 분석 실험실에서 자주 사용되는 고체 - 액체 추출 기술입니다. Soxhlet 추출은 주로 물질에 용매 내 용해도가 제한되어 있고 불순물이 해당 용매에 불용성 인 경우에 적용됩니다.
초음파는 Soxhlet 추출과 매우 성공적으로 결합하여 수율을 높이고 추출 시간을 단축 할 수 있습니다.
초음파로 추출 된 Soxhlet 추출에 대해 더 자세히 알고 싶으시면 여기를 클릭하십시오!

용융물에서의 추출

액체-액체 추출은 용융 염 또는 수은과 같은 용융 금속과 같은 하나 또는 두 개의 액체 상이 용융되는 혼합물에서 수행 될 수 있습니다. 초음파 유량 세포 반응기의 강력한 인라인 초음파 처리는 용융과 같은 점도가 높은 액체도 처리 할 수 있습니다.

침출

침출은 불용성의 불용성 고체 담체에서 용질을 선택적으로 용해시키기 위해 산, 용매 또는 뜨거운 물의 사용을 설명합니다. 침출은 광석에서 금속을 추출하기 위해 광산에서 종종 사용됩니다.
초음파 침출의 이점 :

  • 다공성 물질의 작은 오리피스를 씻는다.
  • 막의 선택성을 극복한다.
  • 고형물 파괴, 고형물의 박리 및 응집 해제
  • 수동 층 제거
  • 산화물 층 제거
  • 특히 표면 장력이 높은 액체의 경우 모든 재료 표면에 젖음
  • 전단 담화

초음파 침출에 대한 자세한 내용을 보려면 여기를 클릭하십시오!

어떤 규모의 Hielscher 장비

실험실, 벤치 탑 및 생산 규모의 초음파 처리
Hielscher의 모든 초음파 장치는 24 시간 / 7 일에 작동하도록 제작되었으므로 초음파 실험실 균질 기가 일괄 처리 또는 플로우 스루 모드에서 상당한 양을 처리 할 수 ​​있습니다. 벤치 톱 및 산업용 초음파 장비는 산업 등급으로 설계 및 제작되어 문제없이 큰 볼륨과 높은 점도를 처리 할 수 ​​있습니다. – 고압 및 고온과 같은 까다로운 조건에서도 (예 : 초 임계 CO2, 압출 공정 등). Hielscher의 견고한 초음파기는 용매, 연마 액 및 부식제를 처리 할 수 ​​있습니다. 적합한 액세서리는 초음파 시스템을 추출 공정 요구 사항에 최적으로 적용 할 수있게합니다. 위험한 환경에 설치하려면 ATEX 또는 FM 정격 방폭 초음파 시스템 사용할 수 있습니다.
따라서 Hielscher의 견고하고 강력한 초음파 시스템과 광범위한 부속품 (예 : 메탄올, 헥산, 유기 용매, 극성 용매 (예 : 아세토 니트릴))와 같은 물질을 초음파 처리 할 수 ​​있습니다.

초음파 상 이동 추출 또는 촉매 추출은 단순한 2 단계 공정으로 구현할 수 있습니다.

플로우 차트 : 초음파 위상 전달 추출 단계

문학 / 참고 문헌

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알만한 가치가있는 사실

초음파 액체 처리는 종종 초음파 처리, 초음파 처리, 초음파 처리, 주입 처리, 초음파 조사 또는 음향 분야의 응용이라고도합니다. 이 모든 용어는 초음파를 얻기 위해 고출력 초음파를 액체 매체에 결합시키는 것을 설명합니다

전력 초음파는 이러한 다재다능한 처리 기술이므로 초음파 장치는 프로브 초음파, 초음파 라이저, 초음파 분쇄기, 초음파 분쇄기, 소노 루터, 소니퍼, 소닉 레이터, 소닉 디스텀레이터, 세포 파괴기, 초음파 분산기 또는 용해.