Saponification – Seef Maachen Prozess mat Ultrasonics
Saponifikatioun ass de chemesche Prozess vu Seefen. Et ass d'Reaktioun an där de Rohmaterial vu Fette oder Ueleger (Triglyceride) mat engem Alkalireaktant reagéiere fir Seef ze bilden. Ultrasonikatioun verbessert d'Phasentransferkatalyse, déi zu enger erhéierter Reaktiounsgeschwindegkeet resultéiert, méi komplette Konversioun a vermeit de exzessive Gebrauch vu Basisreagenter wéi Kaliumhydroxid (KOH) oder Natriumhydroxid (NaOH). D'Ultraschall initiéiert alkalesch Hydrolyse kann einfach an der kommerzieller Seeffabrikatioun ëmgesat ginn. Ultraschallreaktoren fir Verzeechnung produzéieren méi héich Ausgab a kuerzer Zäit ouni Katalysator ze benotzen oder d'Quantitéiten u Katalysator benotzt ze reduzéieren.
Ultraschall gefouert Saponifikatioun
- Schneller Reaktioun
- Héich Conversioun
- Keen exzessiven Uwendung vun Basisreagentien
- Kee exzessiv Benotzung vu Katalysator
- Méi komplett Reaktioun
- Green process
Case Studies of Ultraschall Saponifikatioun
Verschidden Fuerschungsstudien weisen datt d'Sonikitéit d'Saponifikatioun vun Triglyceriden an Seife fördert. Ultraschall Saponifikatioun beschleunegt a vergréissert d'Convertioun, während d'Rettung oder d'Benotze vum Katalysator vermeide soll. Dëst mécht Ultraschall Saponifikatioun eng héich Effizienz Produktiounsmethod.
Ultraschall Initiatioun vun der Alkalischer Hydrolyse vun Triglyceriden (Saponifikatioun) ouni Phase Katalysator
Mercantili et al. (2013) huet d'Effekter vun Ultraschall iwwer d'alkalesch Hydrolyse vun Triglyceriden, bekannt als Saponifikatioun, studéiert. Si hunn Uspriechpartner fir d'alkalesch Hydrolyse vun Sonnenblumöl ze initiéieren. Kaliumhydroxid (KOH) gouf als Alkali Base benotzt. Et huet gewisen, datt den Ultraschall als Energiequelle effektiv fir d'Reaktioun ze initiéieren an z'entwéckelen, datt eng héich Reaktiounsausbefugung an nëmme 15 min vun der totaler Energieversuergung an der Atmosphärtemperatur erreecht gëtt an datt keng detektable Nebenproduiten generéiert ginn Reaktioun. De Verglach vun engem Ultraschallbad an e Sondentyp-Ultraschall weist d'Ultraschall-Sonde fir déi bescht Technik duer. D'Studie weist datt d'Ultraschall-Saponifikatioun an enger gudder Konversioun ouni d'Besoinenz vun iwwerliewende Alkali- oder Phasentransfer-Katalyse erreecht.
Alkaline Hydrolyse vun Triacylglycerol
UIP2000hdT (2kW) Ultraschall-Tankreaktor fir Saponifikatioun
- Ultrasonikatioun féiert zu enger méi schneller Versapungsreaktioun an zu enger méi kompletter Konversioun.
- Saponifikatioun duerch Ultraschalliséierung ass e wäit benotzte chemesche Prozess fir Seef aus Ueleger oder Fetter ze produzéieren an eng Basis.
- Ultraschall assistéiert Saponifikatioun vermeit den exzessive Gebrauch vu Katalysator verbessert allgemeng Energieeffizienz
Ultraschall geförderte Phase Transferreaktion fir Saponifikatioun
Bhatkhande et al. (1998) huet bewisen, datt d'Oploen vun vegetaresche Oëren wéi Sojabohnen Ueleg effizient mat Waaser KOH a verschidden PTC bei Raumtemperatur verseifert ginn. D'Ausmooss vu Saponifikatioun huet de Saponifikatiounswäert als Referenz benotzt. Optimisatiounen vu verschiddenen Parameteren, wéi Zäit, Auswiel vu Phasentransfer-Katalysatoren, Quantitéit vum Katalysator benotzt, Quantitéit vu KOH an d'Quantitéit vum Waasser, goufen u Verwäertung a Rühren gemaach. Fir den Effekt vum Ultraschall ze studéieren, gouf d'Saponifikatioun och ënner 35 ° C ënner verschiddene Konditioune geschwat, nämlech d'Rührung, d'Opléisung, d'Rührung an d'Ophänkung, an d'Erwärmung bei 100 ° C. Et gouf festgestallt, datt d'heterogen Flëssegkeetsapplikatioun vu verschiddene vegetaresche Öle mat wässerleche KOH / CTAB bei 35 ° C ënner Waasser a Rührung beschleefeg war.
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
High Performance Ultrasonicatoren
Hielscher Ultrasonics liefert High-Performance-Ultraschall-Ausrüstung fir Labo, Pilot an Industrieproduktioun. Déi robust an verlässlech Ultraschaller ginn fir verschidde sonochemesch Reaktiounen wéi d'Saponifikatioun benotzt. Hielziger Sonden-Ultraschallhalter kënne benotzt ginn am Stéck a Inline-Modus. All wichtege Prozessparameter – Amplitude, Drock, Temperatur – kënne präzis kontrolléiert a garantéiert sinn reproduzible Resultater.
D'digitale Reguléierung records automatesch de Prozessparameter a gespaart se op der integréierter SD-Card. Pre-settings an Remote-Browser Kontroll maachen de Sonikatiounsprozess ganz einfach an userfreundlech.
Fir vill sonochemesch Reaktiounen muss eng gewësse Temperatur empfohlen ginn, fir datt d'Temperaturkontrolle wichteg ass. Hielscher digitale Ultraschaller kommen mat enger Thermo-Paar- a Temperaturekontrolle. Jacketed Stroumzelle erlaaben fir Wärmevergëftung.
De Robuste vun der Hielscher Ultraschall-Ausrüstung erméiglecht fir 24/7 Operatioun bei schwéieren Droge an an exigenten Ëmfeld.
D'Tabellner ënnert Iech en Indikatioun vun der ongeféieren Veraarbechtkapazitéit vun eisem Ultraschall:
| Konte gefouert QShortcut | Duerchflossrate | recommandéiert Comments |
|---|---|---|
| 1 bis 500mL | 10 bis 200mL / min | UP100H |
| 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL / min | UP200Ht, An UP400St |
| 0.1 bis 20L | 0.2 bis 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100L | 2 bis 10L / min | UIP4000hdT |
| na | 10 bis 100L / min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
High-Power Ultraschert Prozessoren aus Labo fir Pilot an industrielle Skala.
Literatur / nëmmen
- Bhatkhande, BS; Samant, Shriniwas D. (1998): Ultraschall assistéiert PTC-katalyséiert Saponifikatioun vun pflanzlechem Ueleg mat wässerleche Alkali. Ultraschall Sonochemie Vol. 5, Emissioun 1, 1998. 7-12.
- Mercantili, Laura; Séamus, de Frank Davis; Higson, PJ (2014): Ultraschall Initiatioun vun der Alkalischer Hydrolyse vun Triglyceriden (Saponifikatioun) ouni Phase-Katalyse. Journal of Surfactant a Detergentien Vol. 17, Isssue 1, Jan 2014. 133-141.
Fakten Wësse wat weess
Sonochemie
Kraaft Ultraschall gëtt fir chemesch Prozesser wéi Synthese a Katalyse (och Sono-Synthese a Sono-Katalyse, respektiv) ugewannt fir datt d'Reaktioun initiéiert a verstäerkt gëtt. Verschidde Uwendungen vun der Ultrasonic Bestrahlung an der organescher Synthese goufen an d'Tiefe fir industriell Produktioun ënnersicht a entwéckelt. Sonochemesch Behandlungen kënnen den Taux vun der Reaktioun erhéijen, Rendement a Selektivitéit vu gewënschte Produkter ënner bedeitend méi milden Zoustand. Dëst mécht d'Ultrasonic Behandlung zu enger effektiver an ëmweltfrëndlecher Veraarbechtungstechnik. Ultrasonically assistéiert Phasentransferkatalyse (PTC) ass bewisen datt et eng drastesch méi effizient an effektiv Method fir organesch Reaktiounen ass am Verglach mat der selwechter Reaktioun am rouege Konditioun. Zum Beispill gëtt d'Canizarro Reaktioun, déi vun enger ultrasonically-assistéierter Phase-Transferkatalyse katalyséiert gëtt, däitlech verschäerft, wat zu enger séier Konversioun féiert. En anert prominent Beispill ass d'Transesterifizéierung vun Triglyceriden (dh vegetaresch Ueleger, Déierefetter) a Methanol a Präsenz vu KOH als Katalysator a Kraaft Ultraschall. Den Ultraschall Transesterifizéierung ergëtt sech an héichqualitativen Biodiesel produzéiert an enger rapider Konversioun an e ganz effizienten, ökonomesche Prozess.
Ultraschaler Auswierkunge baséieren op akustesch Kavitation a seng hydrodynamesch Scherkräften
Saponification
Saponifikatioun beschreift d'chemesch Reaktioun déi Seife produzéiert. Am Saponifikatiounsprozess, vegetaresch Oilen oder Déierefetten sinn ëmgewandelt Fettsäure Salz – "Seife" – a Glyzerol, wat e Alkohol ass. D'Reaktioun erfuerdert eng Léisung vun enger Alkalibasis (z. B. NaOH oder KOH) am Waasser a wärend fir d'Reaktioun ze initiéieren.
D'Reaktiounskraaft vun der Saponifikatioun sinn déi folgend:
- Nukleophile Attack vun den Fettsäureester vum Hydroxid
- Beim Gruppentransfer verbannen
- Deprotonatioun
D'Saponifikatiounreaktioun gëtt kommerziell zum Seifen a Gëfter produzéiert.
Während Natriumhydroxid schwéier Seife a Kaliumhydroxid Soft Seife fir alldeeglech Reinigung benotzt ginn, ginn et och speziell Seifen, déi mat anere Metallhydroxiden produzéiert ginn. Zum Beispill, Lithium Seaps a Kalzuelrauch sinn als Schmierfette benotze ginn. Et ginn och “komplexe Seifen” besteet aus enger Mëschung vu metallesche Seifen.
Hydrolyse
Hydrolyse involvéiert d'Reaktioun vun enger organescher Chemikalie mat Waasser fir zwee oder méi nei Substanzen ze bilden an d'Regel spillt d'Spaltung vu chemeschen Bindungen duerch d'Waasser aus. Esters kënnen zréck an eng Carbonsäure an e Alkohol reaktivéiert ginn duerch Reaktioun mat Waasser a Basis. Seap gëtt duerch d'Hydrolyse vun den Ester vu Fett oder Ueleg produzéiert.
Alkalescher Base
Alkaline Base-Reaktanten (Fett) ginn fir d'Saponifikatioun vun Ueleger a Fette gefëllt. D'Triglyzeride reagéiert mat enger Base – Natrium oder Kaliumhydroxid – fir Glycerol a Fettsaur Salz, déi sougenannte "Seife" ze produzéieren. Kaliumhydroxid ass eng anorganesch Verbindung mat der Formel KOH, a gëtt meeschtens als ätzend Potash genannt. Natriumhydroxid (NaOH) ass eng aner prototypesch staark Basis. Wann s Natriumhydroxid benotzt gëtt, gëtt eng houf Seife produzéiert, während d'Kaliliederhydroxid duerch eng sanfte Seife resultéiert.
Reaktioun vs Reagent
En Reaktant ass e Substanz deen an enger chemescher Reaktioun verbraucht oder verbraucht gëtt. Am Verglach mat engem Reagenz gëtt e Reaktant bei méi grousser Quantitéit erfuerderlech. Ee Reagenz ass eng Substanz déi benotzt gëtt fir eng Reaktioun z'ënnerstëtzen, fir d'Reaktioun z'ënnerstëtzen a sech an enger Reaktioun verbraucht, an contrast mat Katalysatoren, déi net an enger Reaktioun verbraucht ginn.