Hielscher Ultrasonics
We bespreken graag uw proces.
Bel ons: +49 3328 437-420
Mail ons: info@hielscher.com

Geoptimaliseerde chemische reactorefficiëntie door ultrasoonbehandeling met hoog vermogen

Het is bekend dat ultrasone trillingen chemische reacties kunnen intensiveren en/of initiëren. Daarom wordt de integratie van ultrageluid met hoge prestaties beschouwd als een betrouwbaar hulpmiddel om chemische reactoren te stimuleren voor betere reactieresultaten. Hielscher Ultrasonics biedt diverse reactoroplossingen om uw chemische proces te verbeteren. Ontdek hoe ultrageluid uw chemische reactor kan verbeteren!

Voordelen van ultrasoon versterkte chemische reactoren

  • superieure efficiëntie
  • nauwkeurige regeling
  • Batch en inline
  • roestvrij staal, glas, hastelloy enz.
  • aanpassingsvermogen
  • lineaire schaalbaarheid
  • gering onderhoud
  • eenvoudige, veilige bediening
  • eenvoudige installatie achteraf
Ultrasoon geluid met hoge intensiteit wordt in chemische reactoren geïntroduceerd om de opbrengst te verhogen, de omzettingssnelheid te verbeteren en chemische systemen gunstig te beïnvloeden.

Ultrageluid met hoge intensiteit in een chemische reactor voor verbeterde reactie-efficiëntie. De afbeelding toont de reactor MSR-4 met 4x 4000 watt ultrasone apparaten (in totaal 16kW vermogen echo).

Informatieaanvraag




Let op onze privacybeleid.




Hoe kan ultrageluid chemische reactoren verbeteren?

De integratie van een of meer ultrasone sondes (sonotrodes) maakt het mogelijk om krachtige ultrasone geluidsgolven te koppelen aan de chemische reactor. Intense ultrasone behandeling van vloeistoffen en slurries creëert niet alleen sterke turbulenties door akoestische trillingen, maar staat ook bekend om meerdere effecten die worden gedefinieerd onder de term "sonochemie".

Wat is Sonochemie? Hoe bevordert het reacties?

Ultrasone cavitatie bij Hielscher's UIP1000hdT (1kW) ultrasoonapparaatHigh-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-1druk tot ∼1000 bar en de bijbehorende temperatuur- en drukverschillen. De vloeistof of slurry wordt hevig geroerd door vloeistofstralen en schuifkrachten.

Video toont ultrasone cavitatie in water met behulp van een ultrasone homogenisator (UP400S, Hielscher). Wanneer vloeistoffen met hoge intensiteit worden gesoneerd, resulteren de geluidsgolven die zich voortplanten in het vloeibare medium in afwisselende hogedrukcycli (compressie) en lagedrukcycli (rarefactie), waarbij de snelheid afhankelijk is van de frequentie. Tijdens de lagedrukcyclus creëren ultrasone golven met hoge intensiteit kleine vacuümbellen of holtes in de vloeistof. Wanneer de belletjes een volume bereiken waarbij ze geen energie meer kunnen absorberen, storten ze heftig in elkaar tijdens een hogedrukcyclus. Dit fenomeen wordt cavitatie genoemd.

Ultrasone cavitatie in vloeistoffen

Video miniatuur

De chemische effecten (bijv. de vorming van radicale soorten, buigen van moleculen etc.) en fysische / fysisch-mechanische effecten van sonochemie worden met succes toegepast op talloze chemische reacties zoals organische katalyse, organokatalytische reacties, Faseovergangsreacties, synthese van nanodeeltjes, neerslag / kristallisatie, sol-gel reacties, Suzuki Koppeling, Diels-Alder reacties, Mannich reacties, Michael ToevoegingWurtz-type koppeling en vele andere. Sonochemisch gestimuleerde reacties vertonen vaak een significant hogere omzettingssnelheid, hogere opbrengsten, versnelde reactie, completere reactie, kunnen worden gebruikt met mildere oplosmiddelen onder omgevingsomstandigheden, creëren minder ongewenste bijproducten en dragen door hun hoge efficiëntie bij aan groene chemie.

Toepassingen van Sono-chemische reactoren

  • Heterogene chemie
  • katalyse van faseoverdracht
  • organische chemie
  • Polymeerchemie
  • synthese
  • Homogene reacties
  • Biochemie (sonische enzymreactoren)
  • Extractie
  • neerslag / kristallisatie
  • elektrochemie
  • Milieusanering
  • Pyrochemie
UIP2000hdT - een 2000 W ultrasoonapparaat met hoge prestaties en chemische batchreactor voor intensieve verwerking.

Ultrasone UIP2000hdT met sonoreactor voor intensieve verwerking.

Informatieaanvraag




Let op onze privacybeleid.




Ultrasoon aangedreven chemische batchreactoren

Ultrasonisch geroerde reactor voor sonochemische toepassingen waaronder bottom-up nanodeeltjes synthese, katalytische reacties en vele andere.De integratie van ultrasone apparaten in open of gesloten batchreactoren is een veel toegepaste techniek om reacties te versnellen in laboratoria, proeffabrieken en productiefaciliteiten. Afhankelijk van de grootte van het vat, de geometrie en het chemische reactiesysteem kunnen één of meerdere sonotroden in de batchreactor worden geïntegreerd. Ultrasoontechniek wordt ook vaak gebruikt om continu geroerde reactoren (CSTR).

Ultrasone semi-batchreactoren: Natuurlijk kan sonificatie ook worden geïntegreerd in semi-batchreactoren. Voor semi-batchsystemen wordt één chemisch reagens in de reactor geladen, terwijl een tweede chemisch product wordt toegevoegd met een continu debiet (bijvoorbeeld met een langzame toevoer om nevenreacties te voorkomen) en wordt gecombineerd in de ultrasone hotspot. Als alternatief wordt een product van een chemische reactie, dat het resultaat is van de reactie in de reactor, continu verwijderd, bijvoorbeeld gesynthetiseerde precipitaten of kristallen, of een tussenproduct of eindproduct dat verwijderd kan worden door fasescheiding.

Ultrasoon geactiveerde chemische doorstroomreactor

In een doorstroomreactor, ook bekend als doorstroomcel of inline-reactor, worden de reactanten via één of meerdere voedingspoorten in de reactiekamer gebracht, waar de chemische reactie plaatsvindt. Na een bepaalde retentietijd die nodig is voor een specifieke reactie, wordt het medium continu uit de reactor afgevoerd. Ultrasone flowcellen en inline reactoren maken een ononderbroken productie van het product mogelijk, die alleen afhankelijk is van de continue toevoer van de reagentia.

Sonificatie en sonochemische reacties kunnen zowel in batchreactoren als in continue flowcelreactoren worden uitgevoerd.

De afbeelding toont de Ultrasone UIP1000hdT met batchreactor (links) en met flowcellreactor voor inline verwerking (rechts).

Ultrasone batchreactor voor industriële processen.

De gesloten batchreactor van roestvrij staal is uitgerust met de ultrasone UIP2000hdT (2kW, 20kHz).

Informatieaanvraag




Let op onze privacybeleid.




Krachtige chemische sonoreactoren

Hielscher Ultrasonics is uw vertrouwde fabrikant voor sonoreactoren en hoogwaardige ultrasone apparatuur die uw chemische reactie betrouwbaar kunnen verbeteren. Het productassortiment van Hielscher Ultrasonics omvat verschillende soorten en klassen laboratorium- en industriële grootschalige sonoreactoren voor batch- en doorstroomtoepassingen. Met Hielscher's hoogwaardige ultrasoonapparatuur van het probe-type, kunnen veelvuldige vorderingen – zoals verbeterde reactiesnelheid, volledigere conversie, hogere opbrengsten, nauwkeurige reactiecontrole en uitstekende algemene efficiëntie – worden betrouwbaar bereikt in batch- en doorstroomreactoren. Hielscher ultrasone en sonoreactoren zijn ontworpen voor hoge prestaties en robuustheid en kunnen worden geïnstalleerd voor gebruik met agressieve chemicaliën, in veeleisende omgevingen en zware toepassingen.
Hielscher ultrasone reactoren zijn ontworpen met de focus op een uniforme ultrasone bestraling van het medium, zodat het akoestische drukveld zich gelijkmatig kan uitbreiden. Als aan deze eis wordt voldaan, verbetert de algehele efficiëntie van de sonochemische reactie omdat het ultrageluid de hoogste procesintensiteit bereikt.

Hielscher Ultrasonics ontwerpt sonochemische reactoren waarbij rekening wordt gehouden met alle belangrijke invloedsfactoren voor een optimaal reactievermogen.

Schematische weergave van de verschijnselen die plaatsvinden in een sonochemische reactor.
Foto en studie: ©Dahlem et al., 1999.

Het productassortiment omvat compacte ultrasone laboratoriumapparaten voor R&D, krachtige tafelmodel en pilot ultrasone systemen en volledig industriële apparatuur voor de productie van grote volumes. Dit maakt risicovrije haalbaarheidstests op kleine schaal mogelijk en de daaropvolgende volledig lineaire opschaling naar grotere volumes.

Nauwkeurige Sonication-regeling

Hielscher ultrasone machines kunnen op afstand worden bediend via browserbesturing. Sonicatieparameters kunnen worden bewaakt en nauwkeurig worden aangepast aan de procesvereisten.Het digitale kleurendisplay en de slimme software met browserbesturing op afstand en automatische gegevensprotocollering op een geïntegreerde SD-kaart maken een geavanceerde instelling en bewaking van de ultrasone parameters in de sonochemische reactor mogelijk.
Het mooie van sonochemisch aangedreven reacties is de efficiëntie die betrouwbaar kan worden bereikt via procesoptimalisatie. De optimale ultrasone amplitude, ultrasoon vermogen, temperatuur en druk kunnen voor elke specifieke reactie worden bepaald. Dit maakt het mogelijk om de ideale sonicatieparameters te vinden zodat optimale reactieresultaten en efficiëntie worden bereikt.

temperatuurregeling

Al onze digitale ultrasoonmeters zijn uitgerust met een insteekbare temperatuursensor voor continue temperatuurbewaking, die in de vloeistof kan worden gestoken voor een constante meting van de bulktemperatuur. Met geavanceerde software kan een temperatuurbereik worden ingesteld. Wanneer de temperatuurlimiet wordt overschreden, pauzeert de ultrasone sensor automatisch tot de temperatuur in de vloeistof is gedaald tot een bepaald instelpunt en begint dan weer automatisch te sonificeren. Alle temperatuurmetingen en andere belangrijke ultrasone procesgegevens worden automatisch opgeslagen op een ingebouwde SD-kaart en kunnen eenvoudig worden herzien voor procescontrole.
Sonochemische reactoren van Hielscher zijn verkrijgbaar met koelmantels. Daarnaast kunnen warmtewisselaars en koelmachines worden aangesloten om de gewenste procestemperatuur te garanderen.

Gemakkelijk verkrijgbare onderdelen om de ideale chemische reactor samen te stellen

Sonochemische reactor voor inline verwerking.Het grote aanbod aan direct beschikbare ultrasone apparaten, sondes (sonotrodes), boosters, batchreactoren en flowcellen en talloze aanvullende accessoires maken het mogelijk om de ideale ultrasoon-chemische reactor (sonoreactor) voor uw specifieke proces te configureren.
Alle apparatuur is al geoptimaliseerd voor een uniforme verdeling van akoestische cavitatie en stabiele stromingspatronen, wat de belangrijkste ontwerpaspecten zijn voor het verkrijgen van homogene, betrouwbare resultaten in een ultrasoon geroerde chemische reactor.
Ongewenste oxidatie kan worden voorkomen door de reactor door te spoelen met een inert gas, bijvoorbeeld een stikstofdeken.

Oplossingen op maat voor uw chemische reactor

Hielscher biedt verschillende batch- en inline-reactoroplossingen in verschillende maten en geometrieën, gemaakt van roestvrij staal of glas. We maken ook graag uw speciale chemische reactorvat op basis van de analyse en het ontwerp van uw specifieke procesvereisten. Met een langdurig ervaren team van ingenieurs en technische ontwikkelaars ontwerpen we uw chemische reactor die aan uw eisen voldoet. Zo kunnen bijvoorbeeld grootte, materiaal, geometrie, toevoer- en afvoeropeningen, aantal ultrasone sondes enz. worden ontworpen om de ideale ultrasoon gestimuleerde chemische reactor voor uw chemische proces te maken.

Voordelen van Hielscher chemische sonoreactoren

  • batch- en inline-reactoren
  • industriële kwaliteit
  • 24/7/365 werking onder volledige belasting
  • voor elk volume en debiet
  • verschillende reactorvaten
  • temperatuurgeregeld
  • onder druk te zetten
  • eenvoudig te reinigen
  • eenvoudig te installeren
  • veilig te bedienen
  • robuustheid + weinig onderhoud
  • optioneel geautomatiseerd

De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:

Batchvolume Debiet Aanbevolen apparaten
1 tot 500 ml 10 tot 200 ml/min UP100H
10 tot 2000 ml 20 tot 400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 tot 20L 0.2 tot 4L/min UIP2000hdT
10 tot 100 liter 2 tot 10 l/min UIP4000hdT
n.v.t. 10 tot 100 l/min UIP16000
n.v.t. groter cluster van UIP16000

Neem contact met ons op! / Vraag het ons!

Meer informatie aanvragen

Gebruik het onderstaande formulier om meer informatie aan te vragen over ultrasone processors, toepassingen en prijzen. We bespreken graag uw proces met u en bieden u een ultrasoon systeem dat aan uw eisen voldoet!









Let op onze privacybeleid.




Ultrasone high-shear homogenisatoren worden gebruikt in laboratorium-, test- en industriële processen.

Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispergeren, emulgeren en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van lab naar industrieel formaat.

We bespreken graag uw proces.

Let's get in contact.