Ultraschall assistéiert katalytesch Extraktioun

Hielscher Ultraschallreaktoren ginn a ville Industrien benotzt fir d'katalytesch Extraktiounsveraarbechtung (CEP) oder sougenannte Phase-Transfer Extraktioun (PTE) ze hëllefen an ze verbesseren. Katalytesch Extraktioun involvéiert en heterogenen immiscible Phase System, sou wéi flësseg-flësseg oder flësseg-fest. Ultraschall Héichschéier a Kavitational Kräfte verbesseren d'Opléisungsraten vun de Léisungsmëttel wesentlech zu enger méi séier a méi kompletter Extraktioun. Zousätzlech kann dësen Effekt benotzt ginn fir d'Quantitéit u Léisungsmëttel oder Säure ze reduzéieren. Als bewährte Technik gëtt d'Ultraschall assistéiert Extraktioun ëmmer méi benotzt wéinst enger wuessender Nofro fir ëmweltfrëndlech Extraktiounstechniken mat verkierzter Extraktiounszäit a reduzéierter organesche Léisungsmëttelverbrauch.

Katalytesch Extraktioun / Phase Transfer Extraktioun – Fundamentals

De Begreff “Catalytic Extraction Processing (CEP) oder Phase Transfer Extraction (PTE) beschreift d'Flëssegkeet-Flësseg oder Fest-Flësseg Verdeelung wann d'Extraktioun an d'Entfernung vun Analyten fokusséiert ass. Dofir muss de flëssege oder festen Verdünnungsmëttel an d'Léisungsmëttel (flësseg Phase) dispergéiert/emulgéiert ginn. Duerch de Begrëff “extraktant” nëmmen déi aktiv Substanz am Léisungsmëttel gëtt beschriwwen (dh déi homogen 'organesch Phas'’ deen den Extraktiounsmëttel, de Verdünnungsmëttel an/oder de Modifikateur enthält), deen haaptsächlech verantwortlech ass fir den Transfer vu Léisungsmëttel aus dem Waasser’ op d'organesch’ Phase. [IUPAC]. D'Zil Matière, déi extrahéiert gëtt, gëtt Extrakt bezeechent.
Traditionell Extraktiounsmethoden wéi Soxhlet Extraktioun, Maceratioun, Mikrowell, Perkolatioun, Extraktioun ënner Reflux an Dampdestillatioun, oder Turbo-Extraktioun sinn dacks lues an ineffizient an / oder erfuerderen eng grouss Quantitéit vu geféierleche Léisungsmëttel, wat zu engem kaschtintensiven an Zäitopwendende Prozess resultéiert dat ass schiedlech fir d'Ëmwelt.
Ultraschall ass eng bewisen Alternativ zu konventionell Extraktiounsmethoden déi eng méi séier a méi komplett Extraktioun mat manner oder guer keng geféierlech Léisungsmëttel ubidden! Ultraschall ass eng mächteg Technik fir gréng, ëmweltfrëndlech Veraarbechtung.

Prinzip vun Ultraschall Assistéiert Katalytesch Extraktioun

Fir d'Extraktioun vun enger Substanz mussen déi onmëschbar Phasen gemëscht ginn, sou datt d'Substanz, déi extrahéiert gëtt, aus der Trägerphase an d'Léisungsmëttelphase opgeléist ka ginn. Am meeschte verbreet Phasetransfer Extraktiounen ginn aus enger disperser Phase an eng kontinuéierlech Phase duerchgefouert, wat heescht datt Tropfen a Partikelen homogen an de Léisungsmëttel musse verdeelt ginn.
Power Ultraschall ass eng bekannte Mëschung an Extraktiounstechnologie déi verschidde positiv Auswierkungen op den Extraktiounsprozess huet:

Virdeeler vun Ultraschall Extraktioun:

• Grenzschichten briechen
• van-der-Waals Kräften iwwerwannen
• beweegt onsaturéiert Flëssegkeet op d'Kontaktfläch
• reduzéieren oder d'Bedierfnes fir Transferagenten eliminéieren
• reduzéieren Zäit, Temperatur an / oder Konzentratioun
• manner iwwerschësseg am Verglach zum Volume erfuerderlech fir voll Sättigung
• manner Volumen fir ze raffinéieren (zB duerch Destillatioun, Verdampfung, Trocknung)
• keng kontinuéierlech geréiert Reaktoren (CSR)
• Energie spueren
• keng batching mee inline Veraarbechtung
• manner sauer oder méi bëlleg Léisungsmëttel benotzen
• vermeiden Léisungsmëttelen, benotzen amplaz wässereg
• Veraarbechtung héich Feststoffkonzentratioune oder Héichviskositéit Schläim
• gréng Veraarbechtung: ëmweltfrëndlech
• benotzen organesch Saieren, wéi Malic Seier oder Zitrounesaier
• vermeiden Multistage Extraktioun Prozesser

Flësseg-Flësseg Extraktioun

Konventionell Prozess: D'Flëssegkeet-Flësseg Extraktioun ass eng Partitionéierungsmethod fir Substanzen aus enger flësseger Phase an eng aner flësseg Phase ze extrahieren baséiert op der relativer Solubilitéit vun de Substanzen an den zwou verschiddenen onmëschbaren Flëssegkeetsphasen. D'Benotzung vun Ultraschall verbessert den Taux mat deem d'Léisung tëscht den zwou Phasen duerch héich Leeschtung transferéiert gëtt vermëschen, Emulgéieren,an an opléisen!
Flësseg-Flësseg Extraktioun ass eng Trennungstechnik fir wäertvoll Komponenten aus enger wässerlecher Léisung ze isoléieren an ze konzentréieren andeems en organesche Léisungsmëttel benotzt. D'Flëssegkeet-Flësseg Extraktioun gëtt dacks applizéiert wann aner Trennungstechniken (zB Destillatioun) net effikass sinn. Flësseg-Flësseg Extraktioun gëtt an der pharmazeutescher benotzt & Kosmetik (aktiv Verbindungen, APIen, Parfumen), souwéi Liewensmëttel- a Landwirtschaftsindustrie, fir organesch an anorganesch Chimie, petrochemesch Industrie, an Hydrometallurgie.

Problem: E gemeinsame Problem ass d'Immiscabilitéit vun de flëssege Phasen (Léisungsmëttel a Verdünnungsmëttel sinn net vermëschbar), sou datt eng richteg Mëschungsmethod erfuerderlech ass. Well eng gläichméisseg Mëschung vu béide flëssege Phasen de Phasentransfer tëscht Verdünnungsmëttel a Léisungsmëttel fördert, ass eng zouverlässeg Dispergéierungs- oder Emulgéierungsmethod entscheedend. Wat méi fein d'Mëschung an wat méi héich ass de Kontaktgebitt tëscht béide Phasen, wat besser de Léisungsmëttel vun enger flësseger Phase an eng aner flësseg Phase reest. Konventionell Extraktiounsprozesser feelen meeschtens un der Promotioun vum Massentransfer, sou datt den Extraktiounsprozess lues an dacks onkomplett ass. Fir d'Extraktioun ze verbesseren, ginn dacks exzessiv Quantitéite vu Léisungsmëttel benotzt, wat de Prozess deier an ëmweltfrëndlech mécht.
 

 
Léisung: Ultrasonic Liquid-Liquid Extraction excelléiert traditionell Flësseg-Flësseg Extraktiounstechniken op verschiddene Punkte:
Power Ultraschall mëscht zwee oder méi flësseg Phasen zouverlässeg an einfach zesummen. Duerch Ultraschall kënnen d'Drëpsen op Nano-Gréisst reduzéiert ginn sou datt et gutt ass Mikro- an Nano-Emulsiounen kritt ginn. Doduerch förderen déi generéiert Kavitatiounskräften de Massentransfer tëscht de flëssege Phasen. Wéi sonication kann an engem kontinuéierleche Inline-System lafen, grouss Bänn an héich viskos Flëssegkeeten kann ouni Problemer gehandhabt ginn.
Awer och Mikroextraktioun, zB fir analytesch Zwecker, kann och duerch Sonikatioun verbessert ginn (zB ionesch Flëssegbaséiert Mikro-Extraktioun mat Ultraschall-Emulsifikatioun).

Virdeeler vun Ultraschall Extraktioun:
Mächteg Ultraschall Kräften – generéiert duerch niddereg Frequenz / Héichkraaft Ultraschall – hëlleft ze

• Drëpsen ëmformen
• vermeiden Emulsioun Transfert Agenten oder amphiphilic Katalysatoren
• Vermeiden d'Benotzung vu Wäschmëttelen oder Surfaktanten
• vermeit amphiphile Katalisten, Detergenten oder Surfaktanten
• generéiert turbulent onbestänneg Emulsiounen ouni Surfaktantschichten

Solid-Liquid Extraktioun verbessert duerch Ultrasonics

Zil vun der Feststoff-Flësseg Extraktioun oder Festphase Extraktioun (SPE) ass et fir Analyten ze trennen, déi an enger flësseger Mëschung opgeléist oder suspendéiert sinn, an se vun enger Matrix ze isoléieren no hire physikaleschen a chemeschen Eegeschaften. Dofir gëtt d'Isolat aus de Sorben mat Hëllef vun engem passenden Léisungsmëttel eluéiert. Déi extrahéiert Substanz gëtt Elut genannt.
Konventionell SPE Techniken sinn d'Maseratioun, Soxhlet Extraktioun, Perkolatioun, Kombinatioun vu Reflux an Dampdestillatioun, oder Héichgeschwindeg Mëschung / Turbo-Extraktioun. Déi zolidd-flësseg Extraktioun ass eng gemeinsam Prozedur fir Verbindungen an der Biologie, Chimie wéi och an der Liewensmëttel-, pharmazeutescher a kosmetescher Industrie ze trennen. D'Extraktioun vu Metaller ass och bekannt als Leaching.
Problem: Konventionell SPE Techniken sinn als Zäitopwendeg bekannt a erfuerderen relativ grouss Quantitéite vu Léisungsmëttelen déi meeschtens ëmweltgeféierlech a verschmotzt sinn. Héich Prozesstemperature kënne souguer zur Zerstéierung vun thermesch empfindlechen Extrakten féieren.
Léisung: Mat enger ultraschall assistéierter Fest-Flësseg Extraktioun, kënnen déi gemeinsam Problemer vun traditionell SPE normalerweis iwwerwonne ginn. Well d'Sonikatioun eng fein Verdeelung vun de Feststoffer an der Léisungsmëttelphase ubitt, ass eng méi grouss Interfacegrenz verfügbar, sou datt de Massentransfer vun der Zilsubstanz an de Léisungsmëttel verbessert gëtt. Dëst resultéiert zu enger méi séier a méi kompletter Extraktioun wärend d'Léisungsmëttelverbrauch reduzéiert oder komplett vermeit gëtt (benotzt Waasser als Flëssegkeetsphase amplaz). Duerch d'Uwendung vum Kraaft-Ultraschall kann déi zolidd Phase Extraktioun méi effizient, ekonomesch an ëmweltfrëndlech gemaach ginn. Duerch d'Reduktioun oder d'Vermeidung vu verschmotzten oder geféierleche Léisungsmëttel kann d'Ultraschallextraktioun als ëmweltfrëndlech ugesi ginn. Gréng Prozess. Wirtschaftlech sinn d'Prozess Käschten reduzéiert wéinst de Spueren vun Energie, Léisungsmëttel, an Zäit.

Ultraschall Léisungsmëttel Extraktioun

Am Fall vun enger Léisungsmëttelextraktioun gëtt e Léisungsmëttel (zB en organesche Léisungsmëttel) benotzt fir eng Verbindung vun enger anerer Flëssegkeet opzeléisen an ze trennen (zB eng wässerlech Phase). Allgemeng léisen déi méi polar Léisungsmëttel sech am méi polare Léisungsmëttel op, an déi manner polar Léisungsmëttel am manner polare Léisungsmëttel. Mat Hëllef vu Léisungsmëttelextraktioun ass et méiglech oxidéiert Thiophenen (Sulfoxide, Sulfonen) vun enger Uelegphase mat Acetonitril oder aner polare Léisungsmëttelen ze trennen. Solventextraktioun gëtt och benotzt fir Materialien, wéi Uranium, Plutonium oder Thorium aus sauerléisungen an Organophosphat Tri-N-Butylphosphat (PUREX Prozess).
Reduzéiert Är Léisungsmëttelverbrauch: D'Benotzung vun Ultrasonics miniméiert d'Benotzung vu Léisungsmëttelen am Prozess an optiméiert d'Produktbelaaschtung am Léisungsmëttel. Et féiert och zu enger méi séier a méi kompletter Extraktioun.
Klickt hei fir méi iwwer d'Ultraschall-Assisted Oxidativ Desulfuriséierung ze liesen!

Ultraschall-Assistéiert Soxhlet Extraktioun

Soxhlet Extraktioun ass eng zolidd-flësseg Extraktiounstechnik dacks benotzt synthetesch an analytesch Laboratoiren. D'Soxhlet Extraktioun gëtt haaptsächlech applizéiert wann eng Substanz nëmmen eng limitéiert Solubilitéit an engem Léisungsmëttel huet, an d'Gëftegkeet onopléisbar an deem Léisungsmëttel ass.
Ultraschall ka ganz erfollegräich mat der Soxhlet Extraktioun kombinéiert ginn, wat zu enger erhéiter Ausbezuelung a méi kuerzer Extraktiounszäit resultéiert.
Klickt w.e.g. hei fir méi iwwer d'Ultraschall assistéiert Soxhlet Extraktioun ze léieren!

Extraktioun a Schmelzen mat Sonication

Liquid-Liquid Extraktioune kënnen a Mëschunge gemaach ginn, wou entweder eng oder béid flësseg Phasen Schmelze sinn, sou wéi geschmollte Salzer oder geschmollte Metaller, wéi Quecksilber. Mächteg Inline-Sonicatioun an Ultraschall-Flowzellreaktoren erlaabt d'Veraarbechtung vu souguer Flëssegkeete mat héije Viskositéiten wéi Schmelzen.

Ultraschall-Assisted Leaching

Leaching beschreift d'Benotzung vu Säuren, Léisungsmëttelen oder waarmt Waasser fir selektiv e Solut aus engem inert onlösleche festen Träger opzeléisen. Leaching gëtt dacks am Biergbau benotzt fir Metaller aus Äerz ze extrahieren.
Virdeeler vun Ultrasonic Leaching:

• wäschen kleng Ëffnunge vu porösen Materialien
• Selektivitéit vu Membranen iwwerwannen
• Feststoffer zerstéieren, delaminéieren an deagglomeréieren Feststoffer
• ewechzehuelen passiv Schichten
• Entfernung vun Oxidschichten
• naass all Material Uewerfläch besonnesch fir héich Uewerfläch Spannung Flëssegkeeten
• Schéier dënn

Klickt hei fir méi iwwer Ultrasonic Leaching ze léieren!

Hielscher Sonicators fir all Produktiounsvolumen

Sonication am Labo, Bench-Top a Produktiounsskala: All Hielscher Ultraschall Geräter si gebaut fir 24h / 7d ze lafen, och d'Ultraschall Labo Homogenisatoren kënnen erheblech Volumen entweder am Batch- oder Flow-Through-Modus veraarbechten. D'Bänk-Top an industriell Ultraschaller sinn entwéckelt a gebaut an industrieller Grad, sou datt héich Volumen an héich Viskositéiten ouni Probleemer veraarbecht kënne ginn – och ënner usprochsvollen Konditiounen wéi héijen Drock an héijen Temperaturen (zB a Kombinatioun mat superkriteschen CO2, fir Extrusiounsprozesser etc.). Hielscher's robust Ultraschaller si fäeg fir Léisungsmëttel, abrasive Flëssegkeeten a Korrosiven ze handhaben. Gëeegent Accessoiren maachen et méiglech den Ultraschallsystem optimal un d'Extraktiounsprozeduren unzepassen. Fir Installatioun a geféierlech Ëmfeld, ATEX oder FM bewäert Explosiounsbeständeg Ultraschallsystemer verfügbar sinn.
Doduerch, Hielscher robust a mächteg Sonicatoren an déi breet Palette vun Accessoiren erméiglechen Materialien wéi waarmt Waasser / Flëssegkeeten, Säuren, Metallschmëlzen, Salzschmëlzen, Léisungsmëttelen (zB Methanol, Hexan, organesch, polare Léisungsmëttel zB Acetonitril) ze sonikéieren.

Flowchart: Stadien vun der Ultraschallphasetransfer Extraktioun