Hielscher ultraskaņas reaktori tiek izmantoti daudzās nozarēs, lai palīdzētu un uzlabotu katalītisko ekstrakcijas apstrādi (CEP) vai tā saukto fāzes pārneses ekstrakciju (PTE). Katalītiskā ekstrakcija ietver heterogentu, nesajaukjamu fāzes sistēmu, piemēram, šķidru šķidrumu vai šķidru vielu. Ultraskaņas augsta bīdes un KAVITĀCIJAS spēki uzlabo šķīdināšanu likmes, kas ievērojami noved pie ātrāku un pilnīgāku ekstrakciju. Turklāt šo efektu var izmantot, lai samazinātu izmantotā šķīdinātāja vai skābes daudzumu. Kā pierādīts paņēmiens, arvien vairāk izmanto ultrasoniski atbalstīto ekstrakciju, jo pieaug pieprasījums pēc videi draudzīgām ekstrakcijas metodēm ar saīsinātu ekstrakcijas laiku un samazinātu organisko šķīdinātāju patēriņu.

Princips ultrasonically Assisted katalītiskā ekstrakcijā

Vielas ekstrakcijai sajaukšanas fāzes jāsajauc, lai ekstrahēto vielu var izšķīdināt no nesējfāzes šķīdinātāja fāzē. Visbiežāk fāzes pārneses ekstrakciju veic no disperģēšanas fāzes uz nepārtrauktu fāzi, kas nozīmē, ka pilieni un daļiņas ir vienmērīgi izkliedēti šķīdinātājā.
Power Ultraskaņa ir labi pazīstama sajaukšanas un ekstrakcijas tehnoloģija, kurai ir vairākas pozitīvas sekas uz ekstrakcijas procesu:

Ultraskaņas ekstrakcijas ieguvumi:

• pārtraukuma robežas slāņi
• pārvarēt "Van-der-Waals" spēkus
• pārvietot nepiesātināto šķidrumu uz kontakta virsmu
• samazināt vai novērst nepieciešamību pēc pārsūtīšanas aģentiem
• samazinātu laiku, temperatūru un/vai koncentrāciju
• mazāk pārsnieguma, salīdzinot ar tilpumu, kas nepieciešams pilnai piesātinājuma
• mazāk tilpuma (piemēram, destilējot, iztvaicējot, žāvējot)
• nepārtraukti maisīt reaktorus (CSR)
• taupīt enerģiju
• ne partiju pārformēšanu, bet Inline apstrāde
• izmantot mazāk skābu vai lētāku šķīdinātāju
• izvairītos no šķīdinātājiem, izmantojiet ūdeni
• procesu liela cietvielu koncentrācija vai augstas viskozitātes
• zaļa apstrāde: videi draudzīgi
• izmantot organiskās skābes, piemēram, ābolskābi vai citronskābi.
• izvairītos no daudzpakāpju ekstrakcijas procesiem

Šķidruma-šķidruma ieguve

Konvencionālais process: Šķidruma-šķidruma ekstrakcija ir sadalīšanās metode, kuras gaitā vielas no šķidruma fāzes ekstrahē citā šķidrā fāzē, pamatojoties uz vielu relatīvo šķīdību divās atšķirīgās nesajaucas šķidrās fāzēs. Ultrasonikas izmantošana uzlabo ātrumu, kādā izšķīdušās vielas pārvieto starp abām fāzēm ar augstu veiktspēju Sajaukšanas, Emulģējošs, un izšķīst!
Šķidruma-šķidruma ieguve ir atdalīšanas paņēmiens, lai izolētu un koncentrētu vērtīgas sastāvdaļas no ūdens šķīduma, izmantojot organisko šķīdinātāju. Šķidro-šķidrumu ekstrakciju bieži piemēro, ja citas atdalīšanas metodes (piemēram, destilācija) ir neefektīvas. Šķidrā-šķidruma ekstrakcija tiek izmantota farmācijas & kosmētiku (aktīvie savienojumi, API, smaržvielas), kā arī pārtikas un lauksaimniecības rūpniecība, organiskās un neorganiskās ķīmijas, naftas ķīmijas rūpniecībā un hidrometalurģijas nozarē.

Problēma: Izplatīta problēma ir šķidruma fāzes (šķīdinātāja un šķīdinātāja) nesajautspēja, tāpēc ir nepieciešama atbilstoša sajaukšanas metode. Tā kā vienmērīgs šķidruma fāzes sajaukums veicina fāzes pārnešanu starp atšķaidītāju un šķīdinātāju, izšķiroša nozīme ir drošai izkliedēšanas vai emulsifikācijas metodei. Smalkāka maisījums un augstāks saskares laukums starp abām fāzēm, jo labāk šķīdinātājs var ceļot no viena šķidruma fāzes uz citu šķidruma fāzi. Parastie ekstrakcijas procesi lielākoties nav veicina masveida pārvietošanu, lai ekstrakcijas process būtu lēns un bieži vien nepilnīgs. Lai uzlabotu ekstrakciju, bieži tiek izmantoti pārmērīgi apjomīgi šķīdinātāja daudzumi, kas padara šo procesu dārgu un ekoloģiski piesārņojošu.

Risinājums: Ultraskaņas šķidrums-šķidrums ekstrakcija izceļas ar tradicionālo šķidrumu ekstrakcijas tehniku dažādos punktos:
Power ultraskaņas maisījumi divi vai vairāki šķidrie fāzes uzticams un viegli kopā. Ultrasonication pilienu var samazināt līdz Nano izmēram, lai smalkās mikro un nano emulsijas iegūti. Tādējādi generated KAVITĀCIJAS spēki veicina masu nodošanu starp šķidro fāzēm. Tā kā ultraskaņas apstrāde var darboties nepārtrauktā sistēmā, lielos apjomos un ļoti viskozais šķidrums var apstrādāt bez problēmām.
Bet arī mikro ekstrakciju, piemēram, analītiskiem nolūkiem, var uzlabot ar ultraskaņu, arī (piem., jonu šķidrumu mikro ekstrakcija ar ultraskaņas emulsifikāciju).

Ultraskaņas ekstrakcijas ieguvumi:
Jaudīgi ultraskaņas spēki – , ko rada zemas frekvences/lieljaudas ultraskaņa – palīdz

• maina pilienu
• izvairītos no emulsijas pārneses aģentiem vai amphiphillic katalizatoriem
• neizmantojiet mazgāšanas līdzekļus vai virsmaktīvās vielas;
• izvairītos no amphiphillic catalsts, mazgāšanas līdzekļiem vai virsmaktīvajām vielām
• radīt turbulentu nestabilu emulsiju bez virsmaktīvo slāņu

Cietā šķidruma ekstrakcija

Cietā šķidruma ekstrakcijas vai cietās fāzes ekstrakcijas (SPE) mērķis ir atdalīt analizējamās vielas, kuras izšķīdina vai suspendē šķidrā maisījumā, un izolēt tās no matricas atbilstoši to fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Tādēļ izolātu eluēja no sorbāzes ar piemērota šķīdinātāja palīdzību. Iegūto vielu sauc par eluē.
Parastās SPE metodes ir macerācijas, soksletu ekstrakcija, perkolācija, atviļņa un tvaika destilāta kombinācija vai liela ātruma sajaukšana/Turbo ekstrakcija. Cietā šķidruma ekstrakcija ir vienota procedūra, lai atdalītu savienojumus bioloģijā, ķīmijā, kā arī pārtikas, farmācijas un kosmētikas rūpniecībā. Metālu ieguve ir pazīstama arī kā izskalošanās.
Problēma: Tradicionālās SPE metodes ir pazīstamas kā laikietilpīgas un tām nepieciešami salīdzinoši lieli šķīdinātāju daudzumi, kas lielākoties ir videi bīstami un piesārņojoši. Augsta procesa temperatūra var novest pie pat termiski jutīgu ekstraktu iznīcināšanas.
Risinājums: Ar ultrasoniski atbalstīto cieto šķidrumu ekstrakciju tradicionālās SPE kopīgās problēmas parasti var pārvarēt. Tā kā apstrādei ar ultraskaņu ir paredzēta cieto daļiņu precīza sadale šķīdinātāja fāzē, ir pieejama lielāka starpsejas robeža, lai uzlabotu mērķa vielas masas pārnestu šķīdinātājā. Tā rezultātā iegūst ātrāku un pilnīgāku ekstrakciju, kamēr šķīdinātāju izmantošana tiek samazināta vai pilnībā novērsta (tā vietā izmanto ūdeni kā šķidro fāzi). Piemērojot varas ultraskaņu, cieto fāzes ekstrakciju var veikt efektīvāku, ekonomisku un environmetal draudzīgu. Sakarā ar piesārņojošu vai bīstamu šķīdinātāju samazināšanu vai izvairīšanos no tiem, ultraskaņas ieguvi var uzskatīt par videi draudzīgu Zaļais process. Ekonomiski, procesa izmaksas tiek samazinātas sakarā ar enerģijas ietaupījumu, šķīdinātāju, un laiku.

Hielscher aprīkojums jebkuram mērogam

Sonication laboratorijā, Bench-top un ražošanas skala
Visas Hielscher ultraskaņas ierīces ir veidotas, lai palaistu 24h/7D, pat ultraskaņas laboratorijas homogenizatori var apstrādāt ievērojamus apjomus vai nu partijas, vai caurplūdes režīmā. Stenda un rūpnieciskie ultraskaņas aparāti ir projektēti un būvēti industriālajā pakāpē tā, lai lielos apjomos un augstas viskozitātes var tikt apstrādātas bez problēmām – apstākļos, piemēram, augsta spiediena un augstām temperatūrām (piemēram, apvienojumā ar superkritisko CO₂, ekstrūzijas procesos utt.). Hielscher izturīgi ultraskaņas aparāti spēj apstrādāt šķīdinātājus, abrazīvus šķidrumus un korozīvus. Piemērotas papildierīces ļauj optimāli pielāgot ultraskaņas sistēmu ekstrakcijas procesa prasībām. Uzstādīšanai bīstamās vidēs, ATEX vai FM rated sprādziendrošas ultraskaņas sistēmas ir pieejami.
Tādējādi Hielscher robustas un jaudīgas ultraskaņas sistēmas un plaša spektra Piederumi ļauj apstrādāt īsu materiālus, piemēram, karstu ūdeni/šķidrumus, acidiku, metālu kūst, sāls kūst, šķīdinātājus (piemēram, metanolu, heksānu, organiskos, polāros šķīdinātājus, piemēram, acetonitrila).

Blokshēma: ultraskaņas fāzes pārnešanas ekstrakcijas posmi