MultiPhaseCavitator-Insert fir Ultrasonic Flow Cell

De MultiPhaseCavitator Insert (InsertMPC48) ass entwéckelt fir d'Ultraschallveraarbechtung vu Flësseg / Flësseg oder Flësseg / Gasmixen ze verbesseren. 48 ganz fein Kanäl sprëtzen Flëssegkeet oder Gas an eng flësseg Phase direkt an der Kavitatiounszone. Dëst entsteet ganz kleng suspendéiert Drëpsen oder Gasblasen, déi eng ganz héich spezifesch Uewerfläch erginn.

Dësen Insert ass besonnesch nëtzlech fir Emulsiounschemie, wéi Phase-Transfer-Reaktiounen, Phase-Transfer-Katalyse (PTC) oder Liquid-Liquid-Extraction. En anert interessant Applikatiounsfeld ass d'Ausfällung vu Partikelen aus zwee flëssege Virgänger oder Sono-Kristalliséierung. Dësen Insert ass fir Hielscher Flowzellreaktoren entwéckelt an erlaabt Batch oder kontinuéierlech Veraarbechtung.

Een an 48 Injektiounshäfen

Ultrasonication ass en effektiv Mëttel fir Emulsifikatioun a Vermëschung. Anescht wéi de konventionelle Setup, wou getrennte Phasen kombinéiert ginn ier se an d'Flowzelle an d'Kavitatioun erakommen, verbessert dës Flowzell-Insert d'Kombinatioun vun den zwou Phasen. Wann eng Flëssegkeet duerch déi 48 feine Kanülen injizéiert gëtt, kënnt se an d'Flowzelle a ganz schmuele Strécke. Den Insert benotzt ganz 48 fein medizinesch Kanülen mat bannenzegen Duerchmiesser vun 0,3 mm bis 1,2 mm. Dës Cannulas kënnen einfach ersat ginn a sinn e bëllege Verbrauchsmaterial (steril, ongeféier 2ct / Stéck). D'Ultraschallkavitatioun (bei 20kHz) schneidt déi 48 erakommen Flëssegstrécke a kleng Drëpsen, wann se an d'Flëssegphase an der Flowzelle kommen.
D'Design applizéiert déi selwecht fidderen Drock vun engem Fourniture op all 48 cannulas de Flux tëscht cannulas Niveau.

48 Entrée Ports an Ultraschallreaktor fir flësseg-flësseg Reaktiounen

Uwendungen an Uwendungen

Hielscher Ultraschallreaktoren ginn dacks benotzt fir ze emulgéieren, fir d'Phasetransferprozesskinetik ze verbesseren oder d'Opléisungsraten a flësseg-flësseg Phase Systemer ze verbesseren. Beispiller fir esou Prozesser sinn d'oxidativ Desulfuriséierung mat Waasserstoffperoxid a spéider Léisungsmëttelextraktioun oder d'Basiskatalyséiert Transesterifikatioun vun Triglyceriden.
Limitéiert Solubilitéit vun enger Reagensphase an enger anerer Reagensphase ass e wesentleche Problem an der Prozessemulsiounschemie well béid Phasen nëmme matenee reagéieren an der Interphase. Ouni Ultraschall resultéiert dëst zu niddrege Reaktiounsraten an eng lues Konversiounskinetik an zwee-Phase Systemer.
Mat Hëllef vum Insert mat engem Ultraschallreaktor produzéiert d'Kavitatioun héich hydraulesch Schéier a brécht d'injizéiert Phase an Sub-Mikronen an Nanosize Tropfen. Well déi spezifesch Uewerfläch vun der Phasegrenz beaflosst ass fir de chemeschen Taux vun der Reaktioun, verbessert dës bedeitend Reduktioun vum Drëpsduerchmiesser d'Reaktiounskinetik a kann d'Bedierfnes fir Phasetransfer Agenten reduzéieren oder eliminéieren. De Volumen Prozentsaz vun der injizéierter Phase kann erofgesat ginn, well méi fein Emulsiounen manner Volumen brauchen fir déiselwecht Kontaktfläch mat der anerer Reagensphase ze bidden.
D'Benotzung vun dësem Insert kann déi erfuerderlech Betrag vun amphiphilen Emulsiounskatalysatoren reduzéieren oder Phase-Transfer Katalysatoren (PTC), wéi quaternär Ammoniumsalze mat hirer eenzegaarteger Kapazitéit fir sech a Waasser an organesch Flëssegkeeten opzeléisen.

Verbesserte Mass-Transfer fir chemesch Reaktiounen

Wann zwou Reagensphasen op enger Phasegrenz reagéieren, accumuléieren d'Reaktiounsprodukter op der Drëpsfläch a blockéieren d'Reagensphasen aus der Interaktioun op der Interface. D'hydraulesch Schéier, déi duerch d'Ultraschallkavitatioun verursaacht gëtt, féiert zu turbulenten Flow a Materialtransport vun an op Drëpsflächen a féiert zu der widderholl Koaleszenz a spéider Bildung vun neie Tropfen. Wéi d'Reaktioun mat der Zäit fortgeet, maximéiert d'Sonicatioun d'Beliichtung an d'Interaktioun vun de Reagenz.
Dësen Effekt gëtt a ville Prozesser benotzt, wéi zum Beispill d'Transesterifikatioun vu pflanzlechen Ueleger op Biodiesel oder d'Synthese vu Polyester duerch d'Transesterifikatioun vun Diesteren mat Diolen fir Makromoleküle ze bilden.

Emulgéieren / Emulgéieren

Dëse Flowzell-Insert verbessert d'Emulgéierung beim Vermëschung vun onmëschbare Flëssegkeeten. Dëst féiert zu méi klengen Drëpsgréissten an eng méi schmuel Gréisst Verdeelung – Schlësselfaktor fir d'Stabilitéit vun enger Emulsioun. Mat dësem Design kënnt Dir Flëssegkeeten mat niddereger a mëttlerer Viskositéit injizéieren an emulgéieren an och Flëssegkeeten mat héijer Viskositéit, wéi schwéier Brennstoffer (HFOs), Polymeren oder Gelen. E puer Formuléierunge kënnen Emulgatoren oder Stabilisatoren erfuerderen. An dësem Fall hëlleft et den Emulgator eenheetlech ze vermëschen. Personnaliséierten Designen fir d'Injektioun vu méi wéi enger Phase obwuel d'Kanules op Ufro verfügbar sinn.

Flësseg-Flësseg Extraktioun

Dësen Insert stäerkt flësseg-flësseg Extraktiounsprozesser andeems Dir eng feingréisst turbulent Emulsioun mécht, zB vun enger Léisungsmëttelphase an enger Uelegphase. Erëm, dëst erhéicht d'Phasekontaktfläch a resultéiert zu enger besserer Extraktioun a reduzéierter Léisungsmëttelverbrauch.

Aqua-Fuels fir propper Verbrennung

Low-grade Brennstofföle, sou wéi schwéier Brennstofföl, déi op Marineschëffer benotzt ginn oder fir Kraaftproduktioun kënne mat Waasser emulgéiert ginn. Dëst féiert zu enger méi effizienter Verbrennung an zu enger bedeitender Reduktioun vum NO_x Emissiounen an soot.
Liest méi iwwer Ultraschall-Emulgéierung vun Aqua-Brennstoffer (Emulsioun-Brennstoffer)!

Nidderschlag / Sono-Kristalliséierung

Pigmenter oder Nano-Partikel kënnen ënnen no uewen duerch Nidderschlag a Flëssegkeete generéiert ginn. An dësem Fall fänkt eng iwwersaturéiert Mëschung fest Partikelen oder Kristalle aus dem héich konzentréiertem Material ze bilden. Dës Partikel wäerte bis zu engem gewësse Punkt wuessen a schlussendlech ausfällen. Fir d'Partikel / d'Kristallgréisst an d'Morphologie ze kontrolléieren, ass d'Kontroll vum Virgänger / Reagensmëschung wesentlech.
Am Allgemengen ëmfaasst de Nidderschlagsprozess: Vermëschung, Iwwersaturatioun, Nukleatioun, Partikelwachstum an Agglomeratioun. Déi lescht gëtt vermeit duerch eng geréng fest Konzentratioun oder duerch Stabiliséierungsmëttel. D'Mëschung ass kritesch; wéi fir déi meescht Nidderschlagsprozesser ass d'Vitesse vun der Reaktioun ganz héich. Den InsertMPC48 kombinéiert séier schmuel injizéiert Jets mat staarken Ultraschall Kavitational Schéier. Dëst maximéiert d'Mëschgeschwindegkeet an d'Leeschtung fir méi a méi kleng Partikelen ze kreéieren.

Vun Labo Tester bis Pilot Skala a Produktioun

Hielscher Ultrasonics bitt Ausrüstung fir dës Technologie op all Skala ze testen, z'iwwerpréiwen an ze benotzen. D'Konzept ass einfach an existente Prozesser z'integréieren.

1. Füttern d'Phase A an d'Flëssegkeetentrée Hafen um Enn vun der Flowzelle
2. Füttern d'Phase B a méi kleng Flëssegkeetentrée Port(en) op der Säit vun der Flowzelle. Dëse Fudder gëtt an d'Kavitatiounsberäich duerch 48 fein Päifen injizéiert
3. Ajustéieren Reaktor Drock benotzt engem Réck-Drock Krunn um Flux-Zell Outlet port

Op Bänk-Top Niveau a UIP1000hd (1kW) kann Flowrate vun 100 bis 1000L / hr (25 bis 250 gal / hr) veraarbecht fir Prozessdemonstratioun a fir d'Optimiséierung vun den Sonikatiounsparameter. Hielscher Ultraschallprozessoren si fir linear Skala bis zu méi grousser Veraarbechtungsvolumen op Pilot- oder Produktiounsskala entwéckelt. D'Tabell hei drënner weist Veraarbechtungsvolumen a recommandéiert Ausrüstungsgréissten.