Ultrasoon Assisted Katalytische Extraction

Hielscher ultrasone reactoren worden gebruikt in vele industrieën te ondersteunen en verbeteren van de katalytische extractieverwerking (CEP) of zogenaamde fasenoverdrachtsomstandigheden extractie (PTE). Katalytische extractie omvat een heterogeen systeem mengbare fase, zoals vloeistof-vloeistof of vloeistof-vaste stof. Ultrasone hoge afschuiving en cavitatie krachten verbeteren van het oplossen van de tarieven van de opgeloste stoffen aanzienlijk leidt tot een snellere en meer volledige extractie. Bovendien, kan dit effect worden gebruikt om de hoeveelheid oplosmiddel of zuur verminderen. Een bewezen techniek is de ultrasoon bijgestaan ​​extractie steeds meer gebruikt als gevolg van een toenemende vraag naar milieuvriendelijke extractietechnieken met kortere extractietijd en verbruik gereduceerd organisch oplosmiddel.

Katalytische extractie/faseoverdrachtextractie – Grondbeginselen

De voorwaarde “Katalytische Extractie Processing (CEP) of Phase Transfer Extraction (PTE) beschrijft de vloeistof-vloeistof of vaste stof-vloeistofverdeling bij de extractie en verwijdering van analyten is gericht. Dus de vloeibare of vaste verdunner is te dispergeren / geëmulgeerd in het oplosmiddel (vloeibare fase). Met de term “extractiemiddel” alleen de werkzame stof in het oplosmiddel wordt beschreven (d.w.z. de homogene ‘organische fase’ waarbij het extractiemiddel, het verdunningsmiddel en / of de modificator) dat primair verantwoordelijk is voor de overdracht van opgeloste stof uit het ‘waterige omvat’ de ‘biologisch’ fase. [IUPAC]. Het doelwit materie, die wordt gewonnen wordt genoemd extract.
Traditionele extractiemethoden zoals Soxhlet-extractie, maceratie, magnetron, percolatie, extractie onder reflux en stoomdestillatie of turbo-extractie vaak traag en inefficiënt en / of vereisen een grote hoeveelheid schadelijke oplosmiddelen resulteert in een kostbare en tijdrovende werkwijze dat is schadelijk voor het milieu.
Echografie is een bewezen alternatief voor conventionele extractie methoden die een snellere en meer complete extractie met minder of geen schadelijke oplosmiddelen! Echografie is een krachtige techniek voor het groen, evironmental-vriendelijke verwerking.

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Sonochemische reactor bij sonicator UP400St: Sonochemie leidt tot intensievere chemische reacties, hogere opbrengsten, betere selectiviteit en snelle conversie.

Sonicator UP400St past ultrageluid toe om katalytische extractie te verbeteren

Principe van Ultrasoon Assisted Catalytic Extraction

Voor de extractie van een stof, dient de onmengbare fasen worden gemengd dat de te extraheren substantie uit de dragerfase in de oplosmiddelfase kan worden opgelost. Meest fasenoverdrachtsomstandigheden extracties uitgevoerd uit een disperse fase in een continue fase, waardoor druppeltjes en deeltjes moeten homogeen worden gedispergeerd in het oplosmiddel.
Energie ultrageluid is een bekend mengen extractietechnologie dat verschillende positieve effecten op het extractieproces heeft:

  • Verbeterde reactiekinetiek
  • Fijne mengsel van carrier (absorptiemiddel) en oplosmiddel
  • Verhoogde grensvlak tussen de twee fasen
  • verhoogde massa-overdracht
  • Verwijdering van passiverende lagen van het deeltjesoppervlak
  • celdisruptie & ontbinding
  • Meer volledige extractie tot hogere opbrengsten
  • Eenvoudig & opslagbewerking
  • Green Proces: Milieuvriendelijke

Werkingsprincipe van ultrasone cavitatie en de effecten op katalytische extractie

De bovengenoemde voordelen van ultrageluid op extractiewerkwijzen zijn effecten ultrasone cavitatie. Wanneer krachtige ultrasone golven worden gekoppeld aan een vloeibaar medium, creëren de golven cycli van hoge druk / lage druk. Tijdens de lagedrukcycli ontstaan ​​er kleine belletjes of holtes in de gesoniceerde vloeistof. Deze bubbels groeien over verschillende lagedrukcycli totdat ze niet meer energie kunnen opnemen. Wanneer de bellen het stadium van maximale energieabsorptie hebben bereikt, storten ze hevig in elkaar tijdens een hoge drukcyclus. De bellenimplosie creëert plaatselijk zeer extreme omstandigheden zoals een zeer hoge temperatuur (ongeveer 5.000K), zeer hoge drukken (ongeveer 2.000atm), zeer hoge koelsnelheden en vloeistofstralen met snelheden tot 280 m / s (ongeveer 630 mph) . Dit fenomeen wordt genoemd cavitatie. Deze extreme omstandigheden maken ultrasone trillingen een krachtige en veelzijdige methode voor vloeistofverwerking.
Voor extractiedoeleinden worden twee fasen intensief gemengd in het ultrasone cavitatieveld. Druppeltjes en deeltjes worden afgebroken tot submicron- en nanomaten. Dit ontwikkelt vergrote oppervlakken voor een verbeterde massaoverdracht van de ene fase naar de andere. Het verhoogde grensvlak tussen de twee fasen resulteert in een vergroot contactoppervlakgebied voor de extractie zodat de massaoverdracht wordt verbeterd als gevolg van het verwijderen van stilstaande vloeistoflagen bij de fasegrens. De massaoverdracht wordt verder verhoogd als gevolg van de verwijdering van passiverende lagen van het deeltjesoppervlak. Voor de extractie van biologisch materiaal uit cellen en weefsels wordt de massaoverdracht verhoogd door de verstoring van de ultrasone cellen. Al deze effecten leiden tot een completere extractie met hogere opbrengsten tot gevolg.

Voordelen van Ultrasonic Extraction:

  • break grenslagen
  • overwinnen van-der-Waals krachten van-der-Waals krachten
  • bewegen onverzadigde vloeistof contactoppervlak
  • verminderen of eliminiate behoefte aan transfer agents
  • verminderen tijd, temperatuur en / of concentratie
  • minder overmaat is vergeleken met het volume vereist voor een volledige verzadiging
  • minder volume raffinage (bijvoorbeeld door destillatie, verdamping, drogen)
  • geen continu geroerde reactoren (CSR)
  • energie te besparen
  • geen batch maar inline verwerking
  • Gebruik minder zuur of oplosmiddel goedkoper
  • voorkomen oplosmiddelen gebruiken waterige plaats
  • Werkwijze hoge concentraties aan vaste stof of hoge viscositeit slurries
  • groen verwerking: milieuvriendelijk
  • Gebruik organische zuren, zoals appelzuur of citroenzuur
  • voorkomen meertraps extractiewerkwijzen
Ultrasone dispergeerder MultiSonoReactor met 16.000 watt dispergeercapaciteit om reagentia te mengen en katalytische extractieprocessen te versnellen

MultiSonoReactor verbetert reactiesnelheid en opbrengst van katalytische extractieprocessen

Ultrasone Extraction voor:

  • Biologie
  • Chemie
  • Eten & farma
  • Analyse
  • nucleaire verwerking
  • mijnbouw
  • ontzwaveling
  • organische bestanddelen
  • geochemie
  • Zuivering

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Vloeistof-vloeistof extractie

Conventionele Proces: De vloeistof-vloeistof extractie is een partitie methode om stoffen uit een vloeibare fase te extraheren in een andere vloeibare fase op basis van relatieve oplosbaarheden van de stoffen in de twee onmengbare vloeistoffasen. Het gebruik van ultrasoon verbetert de snelheid waarmee de opgeloste stof tussen de beide fasen wordt overgebracht door hoge prestatie menging, emulgerenen Het oplossen!
Vloeistof-vloeistof extractie is een scheidingstechniek te isoleren en te concentreren waardevolle bestanddelen uit een waterige oplossing met een organisch oplosmiddel. De vloeistof-vloeistofextractie wordt vaak toegepast wanneer een andere scheidingstechnieken (bijvoorbeeld destillatie) ineffectief. Vloeistof-vloeistof extractie wordt gebruikt in de farmaceutische & cosmetische (werkzame stoffen, API, geurstoffen) en voedsel en landbouw, voor organische en anorganische chemie, petrochemie en hydrometallurgie.

Probleem: Een veel voorkomend probleem is de onmengbaarheid van de vloeibare fasen (oplosmiddel en verdunningsmiddel zijn niet mengbaar), zodat een juiste mengmethode vereist is. Omdat een gelijkmatige menging van beide vloeibare fasen de faseoverdracht tussen het verdunningsmiddel en het oplosmiddel bevordert, is een betrouwbare dispersie- of emulgatiewerkwijze cruciaal. Hoe fijner het mengsel en hoe groter het contactoppervlak tussen beide fasen, hoe beter het oplosmiddel van de ene vloeibare fase naar de andere vloeibare fase kan gaan. Conventionele extractieprocessen missen meestal het bevorderen van massatransfer, zodat het extractieproces langzaam en vaak onvolledig is. Om de extractie te verbeteren, worden vaak buitensporige hoeveelheden oplosmiddel gebruikt, wat het proces duur en milieuvervuilend maakt.
 

De video demonstreert de desintegratie en extractie van een soldaatvlieglarve door middel van sonicatie met een Hielscher UP200Ht sonde sonicator.

Extractie van larven van de soldaatvlieg in water met behulp van de sonde-sonicator UP200Ht

Video miniatuur

 
Oplossing: Ultrasone Liquid-Liquid Extraction blinkt traditionele extractietechnieken vloeistof-vloeistof op verschillende punten:
Macht ultrasound mengt twee of meer vloeibare fasen betrouwbare en gemakkelijk samen. Door ultrasone trillingen kunnen druppels worden gereduceerd tot nano-grootte, zodat fijne micro- en nano-emulsies zijn verkregen. Waardoor de opgewekte cavitatie krachten bevorderen van de massaoverdracht tussen de vloeibare fasen. Zoals sonicatie kan worden uitgevoerd in een continu inline-systeem, grote volumes en hoogviskeuze vloeistoffen kunnen worden behandeld zonder problemen.
Maar ook micro-extractie, b.v. voor analytische doeleinden kan worden verbeterd door sonicatie, ook (bijvoorbeeld ionische vloeistof gebaseerde micro-extractie met ultrasone emulgering).

De video toont de zeer efficiënte emulgering van olie. De gebruikte ultrasoonprocessor is een Hielscher UP400St ultrasoonapparaat, dat ideaal is voor de bereiding van middelgrote batches emulsies van hoge kwaliteit.

Maak stabiele nano-emulsies met de Hielscher Ultrasonics UP400St (400 Watt)

Video miniatuur

Voordelen van Ultrasonic Extraction:
Sterke ultrasone krachten – opgewekt door laagfrequente / hoog vermogen ultrageluid – helpt om

  • hervormen druppeltjes
  • voorkomen emulsie overdrachtsmiddelen of amfifiele katalysatoren
  • vermijd gebruik van detergentia of oppervlakte
  • voorkomen amfifiele catalsts, detergentia of oppervlakte
  • genereren van turbulente onstabiele emulsies zonder surfactantlagen
Ultrasone sonde UP200St voor katalytische extractie

Cavitatie en sonochemische krachten verbeteren de katalytische extractie van verbindingen uit vaste stoffen.

Extractie van vaste stoffen en vloeistoffen verbeterd door ultrasone trillingen

Doel van de vaste stof-vloeistofextractie of vaste-fase-extractie (SPE) is aan analyten die zijn opgelost of gesuspendeerd in een vloeibaar mengsel scheiden en te isoleren uit een matrix op basis van hun fysische en chemische eigenschappen. Derhalve is het isolaat geëlueerd uit het absorptiemiddel met behulp van een geschikt oplosmiddel. Het geëxtraheerde bestanddeel is elueren.
SPE conventionele technieken maceratie, soxhlet extractie, percolatie combinatie reflux en stoomdestillatie of snelmengen / turbo-extractie. De vaste-vloeistofextractie is een gebruikelijke procedure om verbindingen in de biologie, chemie en in het voedsel, farmaceutische en cosmetische industrie scheiden. Het winnen van metaal is ook bekend als uitlogen.
Probleem: SPE conventionele technieken bekend als tijdrovend en vereisen relatief grote hoeveelheden oplosmiddelen die veelal milieu gevaarlijke en vervuilende. Hoge procestemperaturen kan zelfs leiden tot de vernietiging van warmtegevoelig extracten.
Oplossing: Met een ultrasoon bijgestaan ​​vaste stof-vloeistof-extractie, kan de meest voorkomende problemen van de traditionele SPE normaal worden overwonnen. Als sonificeren geeft een fijne verdeling van de vaste stoffen in de oplosmiddelfase, een grotere grensvlak begrenzing beschikbaar zodat de massaoverdracht van de doelstof in het oplosmiddel wordt verbeterd. Dit resulteert in een snellere en meer volledige extractie tijdens het gebruik van oplosmiddelen (vloeibare fase watergebruik plaats) wordt verminderd of geheel vermeden. Door toepassing van ultrasone energie, kan de vaste-fase extractie efficiënter, economische en environmetal kinderen worden uitgevoerd. Vanwege het verminderen of vermijden van verontreinigende of schadelijke oplosmiddelen, kunnen ultrasone extractie worden beschouwd als milieuvriendelijke groen proces. Economisch gezien worden de proceskosten verminderd als gevolg van de besparing van energie, oplosmiddel en tijd.

Ultrasone solventextractie

Bij een oplosmiddelextractie wordt een oplosmiddel (bijvoorbeeld een organisch oplosmiddel) voor het oplossen en scheiden een verbinding uit een andere vloeistof (zoals een waterfase). In het algemeen, hoe meer polaire opgeloste stoffen oplossen in het polaire oplosmiddel en het minder polaire opgeloste stoffen in het minder polaire oplosmiddel. Gebruik oplosmiddelextractie, kan men geoxideerde thiofenen (sulfoxiden, sulfonen) gescheiden van de oliefase met acetonitril of andere polaire oplosmiddelen. Oplosmiddelextractie wordt ook gebruikt om materialen, zoals uranium, plutonium of thorium uit zure oplossingen in organofosfaat tri- extraherennbutylfosfaat (PUREX proces).
Verminder uw gebruik van oplosmiddelen: Het gebruik van ultrasoon minimaliseert het gebruik van oplosmiddelen bij de werkwijze en optimaliseert het product lading in het oplosmiddel. Het leidt ook tot een snellere en meer volledige extractie.
Klik hier voor meer informatie over de Ultrasoon-Assisted oxidatieve ontzwaveling lezen!

Ultrasoon gestuurde soxhletextractie

Soxhlet-extractie is een vast-vloeistofextractie techniek gebruikte synthetische en analytische laboratoria. De Soxhlet extractie wordt hoofdzakelijk toegepast als een stof slechts een beperkte oplosbaarheid in een oplosmiddel, en de onzuiverheid die onoplosbaar is in het oplosmiddel.
Echografie kan zeer goed worden gecombineerd met de Soxhlet-extractie leidt tot hogere opbrengsten en kortere extractietijd.
Klik hier voor meer informatie over de ultrasoon bijgestaan ​​Soxhletextractie leren!

Extractie in smelt met Sonicatie

Vloeistof-vloeistofextracties kunnen worden uitgevoerd in mengsels waarbij één of beide vloeibare fasen zijn gesmolten, zoals gesmolten zouten of gesmolten metalen, zoals kwik. Krachtige inline-sonicatie in ultrasone flowcelreactoren maakt het mogelijk om zelfs vloeistoffen met een hoge viscositeit, zoals smeltende vloeistoffen, te verwerken.

Ultrasoon ondersteund logen

Uitlogen beschrijft het gebruik van zuren, oplosmiddelen of warm water om selectief een opgeloste stof op te lossen vanuit een inerte onoplosbare vaste drager. Uitloging wordt vaak gebruikt in de mijnbouw om metalen te extraheren uit ertsen.
Voordelen van Ultrasonic Loging:

  • wassen kleine openingen van poreuze materialen
  • overwonnen selectiviteiten membranen
  • vernietigen vaste stoffen, delamineren en deagglomereren vaste stoffen
  • Verwijder passieve lagen
  • verwijdering van oxidelagen
  • nat alle materiaaloppervlak met name voor hoge oppervlaktespanning vloeistoffen
  • pseudoplastische

Klik hier voor meer informatie over ultrasone uitspoeling te leren!

Hielscher Sonicators voor elk productievolume

Sonificatie in het laboratorium, op de werkbank en op productieschaal: Alle Hielscher ultrasone apparaten zijn gebouwd om 24 uur per dag en 7 dagen per week te werken. Zelfs de ultrasone labhomogenisatoren kunnen aanzienlijke volumes verwerken, in batch- of doorstroommodus. De bench-top en industriële ultrasone apparaten zijn ontworpen en gebouwd op industriële schaal zodat grote volumes en hoge viscositeiten zonder problemen kunnen worden verwerkt. – zelfs onder veeleisende omstandigheden zoals hoge druk en hoge temperaturen (bijvoorbeeld in combinatie met superkritisch CO2, voor extrusieprocessen enz.) De robuuste ultrasoonapparaten van Hielscher kunnen omgaan met oplosmiddelen, schurende vloeistoffen en corrosieve stoffen. Geschikte accessoires maken het mogelijk om het ultrasone systeem optimaal aan te passen aan de vereisten van het extractieproces. Voor installatie in gevaarlijke omgevingen, ATEX- of FM-geclassificeerd explosieveilige ultrasone systemen zijn beschikbaar.
Daarbij maken de robuuste en krachtige sonicators van Hielscher en het brede assortiment accessoires het mogelijk om materialen zoals heet water/vloeistoffen, zuren, metaalsmelten, zoutsmelten, oplosmiddelen (bijv. methanol, hexaan; organische, polaire oplosmiddelen zoals acetonitril) te sonificeren.

Ultrasone faseoverdracht extractie of katalytische extractie kan worden uitgevoerd als eenvoudige tweetrapsproces

Stroomschema: Stadia ultrasone faseoverdracht extractie

Neem contact met ons op / vraag om meer informatie

Praat met ons over uw verwerking eisen. We zullen de meest geschikte configuratie en bewerkingsparameters aanbevelen voor uw project.





Let op onze Privacybeleid.





Literatuur / Referenties

Feiten die de moeite waard zijn om te weten

Ultrasoon vloeistof verwerking wordt vaak aangeduid als sonicatie, ultrasoon, sonificatie, behandeling met ultrageluid, ultrasone bestraling of toepassing van akoestische velden. Al deze termen beschrijven koppeling van hoog vermogen ultrageluidsgolven in een vloeibaar medium ultrasone bereiken

Aangezien power-echografie zo'n veelzijdige verwerkingstechniek is, zijn ultrasone apparaten bekend onder verschillende termen zoals sondesonicator, sonische lyser, ultrasone verstoorder, ultrasone grinder, sono-ruptor, sonifier, sonifier, sonische dismembrator, celdisrupter, ultrasone dispergeerder of dissolver.

We zullen graag uw proces bespreken.

Laten we contact opnemen.