MultiPhaseCavitator – Insert MPC48 fir Ultraschall-Duerchflosszellen

Den Asaz MultiPhaseCavitator (Insert MPC48) ass entwéckelt ginn, fir d’Ultraschallveraarbechtung vu Flëssegkeet/Flëssegkeet- oder Flëssegkeet/Gas-Mëschungen ze verbesseren. 48 ganz fein Kanüllen injizéiere Flëssegkeet oder Gas direkt an der Kavitatiounszon an eng flësseg Phas. Doduerch entstinn ganz kleng suspendéiert Drëpsen oder Gasblosen, déi eng ganz héich spezifesch Uewerfläch erginn.

Dësen Asaz ass besonnesch nëtzlech fir d’Emulsiounschemie, wéi zum Beispill fir Phasentransferreaktiounen, Phasentransferkatalys (PTC) oder Flëssegkeet-Flëssegkeet-Extraktioun. En anert interessant Uwendungsgebitt ass d’Ausfällung vu Partikelen aus zwee flëssege Virleeferstoffer oder d’Sonokristalliséierung. Dësen Asaz ass fir Hielscher Duerchflosszellreakteren entwéckelt ginn an erméiglecht eng chargëweis oder kontinuéierlech Veraarbechtung.

Een an 48 Injektiounsuschlëss

D’Ultraschallbehandlung ass en effikass Mëttel fir d’Emulgéieren an d’Mëschen. Am Verglach zum konventionellen Opbau, bei deem getrennte Phasen zesummegefouert ginn, éier se an d’Duerchflosszell an an d’Kavitatioun erakommen, verbessert dësen Duerchflosszellasaz d’Zesummeféierung vun den zwou Phasen. Wann eng Flëssegkeet duerch déi 48 fein Kanüllen injizéiert gëtt, kënnt se a ganz dënne Sträng an d’Duerchflosszell eran. Den Asaz benotzt 48 ganz fein medezinesch Kanülle mat bannenzegen Duerchmiesser vun 0,3mm bis 1,2mm. Dës Kanülle kënnen einfach ersat ginn a si bëllegt Verbrauchsmaterial (steril, ongeféier 2ct/pc). D’Ultraschallkavitatioun (bei 20kHz) zerdeelt déi 48 erakommend Flëssegkeetssträng a kleng Drëpsen, wa se an déi flësseg Phas an der Duerchflosszell erakommen.
D’Konstruktioun leet dee selwechten Zoufuerdrock vun enger eenzeger Versuergung un all 48 Kanüllen un, fir den Duerchfloss tëscht de Kanüllen auszegläichen.

48 Aganksuschlëss an den Ultraschallreakter fir Flëssegkeet-Flëssegkeet-Reaktiounen

Asazméiglechkeeten an Uwendungen

Hielscher Ultraschallreaktere ginn dacks benotzt, fir ze emulgéieren, d’Kinetik vu Phasentransferprozesser oder d’Opléisungsvitessen a Flëssegkeet-Flëssegkeet-Phasesystemer ze verbesseren. Beispiller fir esou Prozesser sinn d’oxidativ Entschwiefelung mat Waasserstoffperoxid an déi uschléissend Léisungsmëttelextraktioun oder déi basekatalyséiert Ëmesterung vun Triglyceriden.
Déi limitéiert Léislechkeet vun enger Reagenzphas an enger anerer Reagenzphas ass e wesentleche Problem an der Prozesschemie vun Emulsiounen, well déi zwou Phasen nëmmen un der Phasegrenzfläch matenee reagéieren. Ouni Ultraschall féiert dat zu niddrege Reaktiounsvitessen an enger lueser Ëmsazkinetik an Zweephasesystemer.
Wann den Asaz mat engem Ultraschallreakter benotzt gëtt, produzéiert d’Kavitatioun eng héich hydraulesch Schéierwierkung an zerdeelt déi injizéiert Phas an Drëpsen am Submikrometer- an Nanometerberäich. Well déi spezifesch Uewerfläch vun der Phasegrenzfläch d’chemesch Reaktiounsvitess beaflosst, verbessert dës däitlech Reduktioun vum Drëpsenduerchmiesser d’Reaktiounskinetik a kann de Besoin u Phasentransfermëttele reduzéieren oder eliminéieren. De Volumenundeel vun der injizéierter Phas kann erofgesat ginn, well méi fein Emulsioune manner Volumen brauchen, fir déi selwecht Kontaktfläch mat der anerer Reagenzphas ze bidden.
D’Benotze vun dësem Asaz kann déi néideg Quantitéit un amphiphillen Emulsiounskatalysatoren oder Phasentransferkatalysatoren (PTC), wéi zum Beispill quaternären Ammoniumsalzer mat hirer eenzegaarteger Fäegkeet, sech souwuel a wässeregen ewéi och an organesche Flëssegkeeten opzeléisen, reduzéieren.

Verbesserte Stofftransport fir chemesch Reaktiounen

Wann zwou Reagenzphase bei enger Phasegrenz reagéieren, sammelen sech d’Reaktiounsprodukter op der Drëpsenuewerfläch un a verhënneren, datt d’Reagenzphasen op der Grenzfläch matenee wierken. D’hydraulesch Schéierkräften, déi duerch d’Ultraschallkavitatioun entstinn, féieren zu enger turbulenter Stréimung an zum Stofftransport vun den Drëpsenuewerflächen ewech an op si duer. Si féieren och dozou, datt Drëpsen ëmmer nees zesummefléissen an duerno nei Drëpsen entstinn. Wärend d’Reaktioun mat der Zäit virugeet, maximéiert d’Ultraschallbehandlung de Kontakt an d’Wiesselwierkung tëscht de Reagenzien.
Dësen Effekt gëtt a ville Prozesser genotzt, wéi bei der Ëmesterung vu planzlechen Ueleger zu Biodiesel oder bei der Synthes vu Polyesteren duerch d’Ëmesterung vun Diestere mat Diolen, fir Makromoleküllen ze bilden.

Emulgéieren / Emulgéierung

Dësen Asaz fir Duerchflosszelle verbessert d’Emulgéierung beim Mësche vu Flëssegkeeten, déi net matenee mëschbar sinn. Dëst féiert zu méi klengen Drëpsen an enger méi enker Gréissteverdeelung – e Schlësselfacteur fir d’Stabilitéit vun enger Emulsioun. Mat dëser Konstruktioun kënnt Dir Flëssegkeete mat niddreger a mëttlerer Viskositéit souguer a Flëssegkeete mat héijer Viskositéit, wéi schwéier Heizueleger (HFOs), Polymeren oder Gellen, asprëtzen an emulgéieren. Bei verschiddene Formuléierunge kann et néideg sinn, Emulgatoren oder Stabilisatoren derbäizesetzen. An dësem Fall hëlleft et, den Emulgator gläichméisseg anzemëschen. Moossgeschneidert Konstruktioune fir d’Asprëtze vu méi wéi enger Phas duerch d’Kanüle sinn op Ufro verfügbar.

Flësseg-Flësseg-Extraktioun

Dësen Asaz verstäerkt Flësseg-Flësseg-Extraktiounsprozesser, andeems en eng feindrëpseg turbulent Emulsioun produzéiert, z. B. vun enger Léisungsmëttelphas an enger Uelegphas. Och hei vergréissert dëst d’Kontaktfläch tëscht de Phasen a féiert zu enger besserer Extraktioun an engem reduzéierte Léisungsmëttelverbrauch.

Aqua-Brennstoffer fir eng méi propper Verbrennung

Heizueleger vu gerénger Qualitéit, wéi schwéiert Heizueleg, dat op Mieresschëffer oder fir d’Stroumproduktioun benotzt gëtt, kënne mat Waasser emulgéiert ginn. Dëst féiert zu enger méi effizienter Verbrennung an zu enger däitlecher Reduktioun vun NO_x -Emissiounen a Rouscht.
Liest méi iwwer d’Ultraschallemulgéierung vun Aqua-Brennstoffer (Emulsiounsbrennstoffer)!

Ausfällung / Sonokristalliséierung

Pigmenter oder Nanopartikelen kënnen duerch Ausfällung a Flëssegkeeten aus méi klenge Bausteng opgebaut ginn. An dësem Fall fänkt eng iwwersättegt Mëschung un, fest Partikelen oder Kristaller aus dem héichkonzentréierte Material ze bilden. Dës Partikele wuesse bis zu engem bestëmmte Punkt a falen zum Schluss aus. Fir d’Gréisst an d’Morphologie vun de Partikelen oder Kristaller ze kontrolléieren, ass et entscheedend, d’Mësche vun de Virleeferstoffer a Reagenzien ze kontrolléieren.
Am Allgemengen ëmfaasst den Ausfällungsprozess: Mëschen, Iwwersättegung, Keimbildung, Partikelwuesstem an Agglomeratioun. Déi lescht gëtt duerch eng niddreg Feststoffkonzentratioun oder duerch Stabilisatore verhënnert. D’Mëschen ass entscheedend, well d’Reaktiounsgeschwindegkeet bei de meeschten Ausfällungsprozesser ganz héich ass. Den InsertMPC48 kombinéiert séier, schmuel agesprëtzte Strale mat staarke Schéierkräften duerch Ultraschallkavitatioun. Dëst maximéiert d’Mëschgeschwindegkeet an d’Mëschleeschtung, wouduerch méi a méi kleng Partikelen entstinn.

Vu Labortester iwwer de Pilotmoossstaf bis zur Produktioun

Hielscher Ultrasonics bitt Ausrüstung, fir dës Technologie an all Moossstaf ze testen, ze iwwerpréiwen an ze benotzen. D’Konzept léisst sech einfach a bestoend Prozesser integréieren.

1. Féiert d’Phas A an d’Flëssegkeetsentrée um Buedem vun der Duerchflosszell
2. Féiert d’Phas B an déi méi kleng Flëssegkeetsentréeën op der Säit vun der Duerchflosszell. Dës Zoufuer gëtt duerch 48 fein Réier an de Kavitatiounsberäich agesprëtzt
3. Stellt de Reakterdrock mat engem Géigendrockventil un der Austrëttsëffnung vun der Duerchflosszell an

Um Labo-Dësch kann den 1kW Ultraschallprozessor UIP1000hdT Duerchflossrate vun 100 bis 1000L/hr (25 bis 250 gal/hr) fir d’Demonstratioun vum Prozess a fir d’Optiméierung vun den Ultraschallbehandlungsparameter verschaffen. D’Ultraschallprozessoren vun Hielscher si fir eng linear Skaléierung op méi grouss Veraarbechtungsvolumenen am Pilot- oder Produktiounsmoossstaf entwéckelt. D’Tabell hei drënner weist d’Veraarbechtungsvolumenen an déi recommandéiert Apparatgréissten.