Optimiséiert Chemesch Reaktor Effizienz duerch High-Power Ultrasonication
Ultrasonication ass bekannt fir chemesch Reaktiounen ze verstäerken an / oder ze initiéieren. Dofir gëtt d'Integratioun vum High-Performance Ultraschall als zouverléisseg Tool ugesinn fir chemesch Reaktoren fir verbesserte Reaktiounsresultater ze förderen. Hielscher Ultrasonics bitt verschidde Reaktorléisungen fir Äre chemesche Prozess ze tweaken. Léiert wéi Ultraschall Äre chemesche Reaktor verbesseren kann!
- super Effizienz
- präzis Kontroll
- batch an inline
- STAINLESS Stol, Glas, hastelloy etc.
- Adaptabilitéit
- linear Skalierbarkeet
- niddereg Ënnerhalt
- einfach, sécher Operatioun
- einfach Retro-Upassung

Héichintensitéit Ultraschall an engem chemesche Reaktor fir eng verbessert Reaktiounseffizienz. D'Bild weist de Reakter MSR-4 mat 4x 4000 Watt Ultraschaller (am Ganzen 16kW Kraaft Ultraschall).
Wéi verbessert Power Ultraschall chemesch Reaktoren?
D'Integratioun vun enger oder méi Ultraschallsonden (Sonotroden) erlaabt et mächteg Ultraschallwellen an de chemesche Reaktor ze koppelen. Intens Ultrasonicatioun vu Flëssegkeeten a Schläim erstellen net nëmme staark Turbulenzen wéinst akustescher Schwéngung, awer ass bekannt fir verschidde Effekter, déi ënner dem Begrëff "Sonochemie" definéiert sinn.
Wat ass Sonochemie? Wéi fördert et Reaktiounen?
High-intensity ultrasound / high-power ultrasound is applied to chemical systems in order to initiate and/or promote reactions, improve conversion rate and yields or to switch reaction pathways. The physical phenomenon responsible for sonochemical effects is acoustic cavitation. When high-intensity ultrasound waves are coupled into a liquid medium, the waves travel through the liquid creating alternating low pressure (rarefaction) and high pressure (compression) cycles. During the low pressure / rarefaction, minute vacuum bubbles arise in the liquid, which grow over several pressure cycles until the vacuum bubble reaches a point where it cannot absorb any further energy. At the point of maximum bubble growth, the bubble implodes violently during a high pressure cycle. During the implosive bubble collapse, the phenomenon of cavitation can be observed. Ultrasonic cavitation creates so called “hot spots,” which are characterized by extreme conditions such as temperature of up to ∼5000 K with very high heating/cooling rates of > 1000 K s-1, Drock vu bis zu ~1000 Bar souwéi jeeweileg Temperatur- an Drockdifferenzen. D'Flëssegkeet oder d'Schlemm gëtt staark duerch Flëssegstrahlen a Schéierkräften agitéiert.
Déi chemesch Effekter (zB d'Bildung vu radikale Spezies, d'Flexioun vu Molekülen etc.) a physesch / physesch-mechanesch Effekter vun der Sonochemie ginn erfollegräich op vill chemesch Reaktiounen applizéiert wéi organesch Katalyse, organokatalytesch Reaktiounen, Phase Transfer Reaktiounen, Nanopartikel Synthese, Nidderschlag / Kristalliséierung, Sol-Gel Reaktiounen, Suzuki Kupplung, Diels-Alder Reaktioune, Mannich Reaktiounen, Michael Additioun, Wurtz-Typ Kupplung a vill anerer. Sonochemesch gefördert Reaktiounen weisen dacks e wesentlech erhéicht Konversiounsquote, méi héich Ausbezuelen, beschleunegt Reaktioun, méi komplett Reaktioun, kënne mat mëller Léisungsmëttel ënner Ëmfeldbedéngungen benotzt ginn, manner ongewollt Nebenprodukter erstallt a bäidroe wéinst senger héijer Effizienz zu der grénger Chimie.
- Heterogene Chemie
- Phase Transfer Katalyse
- organesch Chimie
- Polymer Chemie
- Synthese
- Homogen Reaktiounen
- Biochemie (sonicated Enzym Reaktoren)
- Extraktioun
- Nidderschlag / Kristalliséierung
- elektrochemie
- Ëmweltsanéierung
- Pyrochemie

Ultrasonicator UIP2000hdT mat Sono-Reaktor fir intensiv Veraarbechtung.
Ultraschall-Undriff Chemesch Batch Reaktoren
D'Integratioun vun Ultraschaller an oppenen oder zouene Batchreaktoren ass eng allgemeng applizéiert Technik fir Reaktiounen an Laboratoiren, Pilotanlagen a Produktiounsanlagen ze beschleunegen. Ofhängeg vun der Schiffgréisst, der Geometrie an dem chemesche Reaktiounssystem kann een oder méi Sonotroden an de Batchreaktor integréiert ginn. Ultraschall gëtt och oft benotzt fir ze verbesseren kontinuéierlech geréiert Reaktoren (CSTR).
Ultraschall Semi-Batch Reaktoren: Natierlech kann d'Sonicatioun och an semi-batch-Reaktoren integréiert ginn. Fir semi-batch Systemer gëtt ee chemesche Reaktant an de Reaktor gelueden, wärend eng zweet Chemikalie mat enger kontinuéierlecher Flowrate bäigefüügt gëtt (zum Beispill mat engem luesen Feed fir Säitreaktiounen ze vermeiden) am Ultraschall Hotspot kombinéiert ginn. Alternativ gëtt e Produkt vun enger chemescher Reaktioun, déi aus der Reaktioun am Reaktor resultéiert, kontinuéierlech ewechgeholl, zB synthetiséierte Nidderschlag oder Kristaller, oder en Zwëschenprodukt vum Endprodukt, deen duerch Phase Trennung ewechgeholl ka ginn.
Ultraschall-agitéiert chemesche Flow-Through Reactor
An engem Flow-Through Reaktor, och bekannt als Flowzell oder Inline Reaktor, ginn d'Reaktanten duerch een oder méi Füttersporten an d'Reaktiounskammer gefüttert, wou déi chemesch Reaktioun geschitt. No enger gewësser Retentiounszäit, déi néideg ass fir eng spezifesch Reaktioun ze geschéien, gëtt de Medium kontinuéierlech aus dem Reaktor entlooss. Ultrasonic Flowzellen an Inline Reaktoren erlaben eng onënnerbrach Produktproduktioun, déi nëmmen ofhängeg vun der kontinuéierlecher Versuergung vun de Reagens ass.

D'Bild weist de Ultrasonicator UIP1000hdT mat Batch Reaktor (lénks) a mat Flux Zell Reakter fir inline Veraarbechtung (riets).

Den zouene Batchreaktor aus Edelstol ass mat der Ultraschall UIP2000hdT (2kW, 20kHz).
High-Performance Chemesch Sono-Reaktoren
Hielscher Ultrasonics ass Äre vertrauenswürdege Fabrikant fir sono-chemesch Reaktoren an héich performant Ultraschallausrüstung déi Är chemesch Reaktioun zouverlässeg verbesseren kann. Hielscher Ultrasonics Produktpalette beinhalt verschidden Arten a Klassen vu Laboratoire an industrielle grousser Skala Sonoreaktoren fir Batch- a Flow-Through-Modus. Mat Hielscher High-Performance Sonde-Typ Ultraschall, verschidde Fortschrëtter – wéi verbessert Reaktiounsquote, méi komplette Konversioun, méi héich Ausbezuelen, präzis Reaktiounskontroll, an exzellent Gesamteffizienz – ginn zouverlässeg a Batch- a Flow-Through-Reaktoren erreecht. Entworf fir High-Performance a Robustheet, Hielscher Ultraschaller a Sono-Reaktoren kënne fir d'Benotzung mat härte Chemikalien installéiert ginn, an erfuerderlech Ëmfeld a schwéier Applikatiounen.
Hielscher Ultraschallreaktoren sinn entwéckelt mat Fokus vun enger eenheetlecher Ultraschallbestrahlung vum Medium, sou datt den akusteschen Drockfeld gleichméisseg erweidert. Dës Ufuerderung erfëllen verbessert d'Gesamteffizienz vun der sonochemescher Reaktioun well den Ultraschall héchste Prozessintensivéierung erreecht.

Schematesch Vue vun de Phänomener, déi an engem sonochemesche Reaktor stattfannen.
Bild a Studie: © Dahlem et al., 1999.
D'Produktpalette befaasst kompakt Labo Ultraschaller fir R&D, mächteg Bench-Top a Pilot Ultraschallsystemer wéi och voll industriell Ausrüstung fir grouss Volumenproduktioun. Dëst erlaabt Risiko-gratis Machbarkeet Testen op kleng Skala an der spéider komplett linear Skala bis zu méi grouss Volumen.
Genau Sonication Kontroll
Den digitale Faarfdisplay an d'Smart Software mat Fernbrowsersteuerung an automatescher Dateprotokolléierung op enger integréierter SD-Kaart erlaben raffinéiert Astellung an Iwwerwaachung vun den Ultraschallparameter am sono-chemesche Reaktor.
D'Schéinheet vu sonochemesch gedriwwene Reaktiounen ass d'Effizienz déi zouverlässeg duerch Prozessoptimiséierung erreecht ka ginn. Optimal Ultraschallamplitude, Ultraschallkraaftinput, Temperatur an Drock kënne fir all spezifesch Reaktioun bestëmmt ginn. Dëst erlaabt Iech déi ideal Sonikatiounsparameter ze fannen, sou datt optimal Reaktiounsresultater an Effizienz erreecht ginn.
Temperatur Kontroll
All eis digital Ultraschaller si mat engem pluggbare Temperatursensor fir kontinuéierlech Temperaturiwwerwaachung ausgestatt, déi an d'Flëssegkeet agesat kënne ginn fir konstant Messung vun der Bulktemperatur. Raffinéiert Software erlaabt d'Astellung vun engem Temperaturbereich. Wann d'Temperaturlimit iwwerschratt ass, stoppt den Ultraschall automatesch, bis d'Temperatur an der Flëssegkeet op e bestëmmte Setpunkt erofgaang ass a fänkt automatesch erëm ze sonikéieren. All Temperaturmiessungen wéi och aner wichteg Ultraschallprozessdaten ginn automatesch op enger agebauter SD Kaart opgeholl a kënne ganz einfach fir Prozesskontroll iwwerschafft ginn.
Sonochemesch Reaktoren vun Hielscher si mat Killjacken verfügbar. Zousätzlech kënnen Wärmetauscher a Chiller-Eenheeten verbonne sinn fir déi gewënschte Prozesstemperatur ze garantéieren.
Einfach verfügbar Komponenten fir den ideale chemesche Reaktor ze montéieren
De grousse Portfolio vu liicht verfügbaren Ultraschallgeräter, Sonden (Sonotroden), Boosterhorn, Batchreaktoren a Flowzellen souwéi vill zousätzlech Accessoiren erlaben den ideale Ultraschall-chemesche Reaktor (Sono-Reaktor) fir Äre spezifesche Prozess ze konfiguréieren.
All Ausrüstung ass scho fir eenheetlech Verdeelung vun akustescher Kavitatioun a stabile Stroummuster optimiséiert, déi déi wichtegst Designaspekter sinn fir homogen, zouverléisseg Resultater an engem ultraschall agitéierte chemesche Reaktor ze kréien.
Onerwënscht Oxidatioun kann vermeit ginn andeems de Reaktor mat engem Inertgas, zB Stickstoffdecken, spülen.
Personnaliséiert Léisunge fir Äre chemesche Reaktor
Wärend den Hielscher verschidde Batch- an Inline-Reaktorléisung a verschiddene Gréissten a Geometrien ubitt, aus Edelstol oder Glas, si mir frou fir Äert speziellt chemescht Reaktorbehälter ze fabrizéieren andeems Dir d'Analyse an Designfundamenter vun Äre spezifesche Prozessfuerderunge berücksichtegt. Mat engem laangjärege erfuerene Team vun Ingenieuren an techneschen Entwéckler, designe mir Äre chemesche Reakter entspriechend Är Ufuerderungen. Zum Beispill, Gréisst, Material, Geometrie, Füttern an Entladungshäfen, Unzuel vun Ultraschallsonden etc.
- Batch an Inline Reaktoren
- industriell Grad
- 24/7/365 Operatioun ënner voller Laascht
- fir all Volumen a Flowrate
- verschidde Reaktergefässdesignen
- Temperatur-kontrolléiert haten
- dréckbar
- einfach ze botzen
- einfach ze installéieren
- sécher ze bedreiwen
- Robustheet + niddereg Ënnerhalt
- optional automatiséiert
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:
Batch Volume | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
---|---|---|
1 bis 500 ml | 10 bis 200 ml/min | UP100H |
10 bis 2000 ml | 20 bis 400 ml/min | UP200Ht, UP 400 St |
0.1 bis 20L | 02 bis 4 l/min | UIP2000hdT |
10 bis 100 l | 2 bis 10 l/min | UIP4000hdT |
na | 10 bis 100 l/min | UIP16000 |
na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Literatur / Referenzen
- Meroni, Daniela; Djellabi Ridha;, Ashokkumar, Muthupandian; Bianchi, Claudia L.; Boffit, Daria C. (2021): Sonoprocessing: From Concepts to Large-Scale Reactors. Chemical Reviews ACS 2021.
- Mason, Timothy (2000): Large Scale Sonochemical Processing: Aspiration and Actuality. Ultrasonics Sonochemistry 7, 2000. 145-149.
- Mason, Timothy (2003): Sonochemistry and sonoprocessing: The link, the trends and (probably) the future. Ultrasonics Sonochemistry 10, 2003. 175-179.

Hielscher Ultrasonics fabrizéiert High-Performance Ultrasonic Homogenisatoren aus Labo zu industriell Gréisst.