Ultrasonic Produktioun vun Nano-Strukturéiert Cellulose

Nanocellulose, e bemierkenswäerten High-Performance-Additiv, huet Prominenz gewonnen fir seng villsäiteg Uwendungen als Rheologie-Modifier, Verstäerkungsmëttel a Schlësselkomponent a verschiddene fortgeschratt Materialien. Dës Nano-strukturéiert Fibrillen, ofgeleet vun all Zellulose-enthale Quell, kënnen effizient isoléiert ginn duerch High-Power Ultraschallhomogeniséierung a Fräsen. Dëse Prozess, bekannt als Sonikatioun, verbessert d'Fibrillatioun wesentlech, wat zu enger méi héijer Ausbezuelung vun Nanocellulose resultéiert a méi fein, dënn Faseren produzéiert. Ultrasonic Technologie iwwerschreift konventionell Fabrikatiounsmethoden, dank senger Fäegkeet fir extrem kavitational héich Schéierkräften ze generéieren, sou datt et en aussergewéinlecht Tool fir d'Nanocelluloseproduktioun gëtt.

Ultrasonic Fabrikatioun vun Nanocellulose

Héichkraaft Ultraschall dréit zur Extraktioun an Isolatioun vu Mikro- an Nano-Cellulose aus verschiddene Quelle vu cellulosematerialien wéi Holz, Lignocellulosefasern (Pulpfaser) a Cellulose mat Reschter bäi.
Fir d'Planzfaser aus dem Quellmaterial ze befreien, Ultraschall Schleifen an homogenization ass eng mächteg an zouverlässeg Method, déi et erlaabt ganz grouss Bänn ze veraarbecht. De Pulp gëtt an en Inline Sonoreaktor gefüttert, wou Ultraschall High-Shear Kräfte d'Zellstruktur vun der Biomass briechen, sou datt d'fibrillous Matière verfügbar ass.

Figur 1 ënnert weist engem TEM Bild vun “Ni gedréchent Koteng” (NDC) op enzymatesch Hydrolyse ofgeleent a sonikéiert mat engem Hielscher Sonde-Typ Sonicator UP400S fir 20 Minutten.
[Bittencourt et al. 2008]

Figur 2 hei drënner weist e SEM Bild vun engem Film vu Viskos, déi zur enzymatesch Hydrolyse presentéiert gëtt, gefollegt vun der Sonikatioun mat den Hielscher Sonicator Modell UP400S.
[Bittencourt et al. 2008]

Ultraschall Nanocellulose Veraarbechtung kann och erfollegräich kombinéiert ginn mat der TEMPO-oxidéierter Faserbehandlung. Am TEMPO-Prozess ginn Zellulose-Nanofaser produzéiert vun engem Oxidatiounssystem mat 2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyl-1-Oxyl (TEMPO) als Katalysator, an Natriumbromid (NaBr) an Natriumhypochlorit (NaOCl). Fuerschung huet bewisen datt d'Oxidatiounseffizienz wesentlech verbessert gëtt wann d'Oxidatioun ënner Ultraschallbestralung duerchgefouert gëtt.

Ultraschall Dispersioun vun Nanocellulose

Nanocellulose Dispersiounen weisen en aussergewéinlecht rheologescht Verhalen wéinst senger héijer Viskositéit bei nidderegen Nanocellulose Konzentratioune. Dëst mécht Nanocellulose e ganz interessanten Additiv als rheologesche Modifikateur, Stabilisator a Gellant fir verschidden Uwendungen, zB an der Beschichtung, Pabeier oder Liewensmëttelindustrie. Fir seng eenzegaarteg Eegeschafte auszedrécken, muss Nanocellulose sinn
Ultrasonic Dispergéierung ass déi ideal Method fir feingréisst, eenzeg dispergéiert Nanocellulose ze kréien. Well Nanocellulose héich Schéierdënnung ass, ass Kraaft-Ultraschall déi bevorzugt Technologie fir nanocellulosesch Suspensionen ze formuléieren, well d'Kupplung vum Héichkraaft-Ultraschall a Flëssegkeeten extrem Schéierkraaft erstellt.
Klickt hei fir méi iwwer Ultraschallkavitatioun a Flëssegkeeten ze léieren!
No der Synthese vun nanokristalliner Cellulose gëtt d'Nanocellulose dacks ultraschall an e flëssege Medium dispergéiert, zB en net-polare oder polare Léisungsmëttel wéi Dimethylformamid (DMF), fir en Endprodukt ze formuléieren (zB Nanokomposite, rheologesche Modifikateur etc.) Als CNFs sinn benotzt als Zousätz a ville Formuléierungen, ass eng zouverlässeg Dispersioun entscheedend. Ultrasonication produzéiert stabil an eenheetlech verspreet Fibrillen.

Ultraschall verbessert Entwässerung vu Cellulose Nanofiberen

Ultraschall verstäerkt Entwässerung vun Cellulose Nanofaser ass eng modernste Technik déi d'Effizienz vun der Waasserentfernung wesentlech verbessert – mécht Cellulose Nanofaser en héich attraktiven Additiv fir d'Produktioun vun Nanopabeier. Nanocellulose Faseren, erfuerdert typesch Zäitintensiv Entwässerung wéinst senger héijer Waasserretenzkapazitéit. Duerch d'Uwendung vun Ultraschallwellen gëtt dëse Prozess duerch d'Generatioun vun intensiven Kavitatiounskräften beschleunegt, déi d'Waassermatrix stéieren a méi séier, méi eenheetlech Waasseraustausch erliichteren. Dëst reduzéiert net nëmmen d'Trocknungszäit, awer verbessert och d'strukturell Integritéit an d'mechanesch Eegeschafte vun de resultéierende Cellulose-Nanofaser, sou datt et eng héich efficace Method an der Produktioun vu qualitativ héichwäerteg Nanopaperen an aner Nanomaterialien mécht.
Léiert méi iwwer Ultraschall Entwässerung vun Nanopabeier!

Industriell Nanocellulose Produktioun mat Power Ultraschall

Hielscher Ultrasonics bitt eng ëmfaassend Palette vu mächtegen an zouverléissege Ultraschallléisungen, vu klenge Labo-Skala Ultraschaller bis zu grousser Industriesystemer, ideal fir d'kommerziell Veraarbechtung vun Nanocellulose. De Schlësselvirdeel vun Hielscher industrielle Sonde-Typ Sonicatoren läit an hirer Fäegkeet fir optimal Ultraschallbedéngungen duerch hir Flow-Through Sonoreaktoren ze liwweren, déi a verschiddene Gréissten a Geometrie kommen. Dës Reaktoren garantéieren datt d'Ultraschallenergie konsequent an eenheetlech op d'Cellulosematerial applizéiert gëtt, wat zu superieure Veraarbechtungsresultater féiert.

Hielscher Bench-Top Sonicatoren, wéi d'UIP1000hdT, UIP2000hdT, an UIP4000hdT, si fäeg fir all Dag e puer Kilogramm Nanocellulose ze produzéieren, sou datt se gëeegent sinn fir Mid-Skala Produktiounsbedürfnisser. Fir grouss kommerziell Produktioun kënnen déi voll industriell Eenheeten wéi den UIP10000 an UIP16000hdT extensiv Massestroum handhaben, wat d'effizient Produktioun vun héije Volumen vun Nanocellulose erméiglecht.

Ee vun de bedeitendsten Virdeeler vun Hielscher Ultraschallsystemer ass hir linear Skalierbarkeet. Béid Bench-Top an industriell Ultraschaller kënnen a Cluster installéiert ginn, déi quasi onlimitéiert Veraarbechtungskapazitéit ubidden, sou datt se eng ideal Wiel fir Operatiounen erfuerderen, déi héich Duerchgang an zouverlässeg Leeschtung an der Produktioun vun Nanocellulose erfuerderen.