Hielscher ultralydteknologi

MultiPhaseCavitator-sett for ultralyds Strømningscelle

Den MultiPhaseCavitator Insert (InsertMPC48) er utformet for å forbedre ultralydbehandling av væske / væske eller væske / gass-blandinger. 48 meget fine kanyler sprøyte inn væske eller gass i en væskefase i rett kavitasjon sonen. Dette skaper meget små suspenderte dråper eller gassbobler som gir et meget høyt spesifikt overflateareal.
Denne innsatsen er spesielt nyttig for emulsjon kjemi, slik som faseoverføringsreaksjoner, Fase-Transfer-katalyse (PTC) eller væske-væske-ekstraksjon. Et annet interessant anvendelsesområde er utfelling av partikler fra to flytende forløpere eller sono-krystallisering. Denne innsatsen er utformet for Hielscher flowcelle reaktorer og gjør det mulig for satsvis eller kontinuerlig behandling.
Viser fase injeksjon detalj of Multi-Phase-Cavitator

Injeksjon i ultralyd multiphasecavitator

Ett og 48 injeksjonsporter

Ultralydbehandling er et effektivt middel for emulgering og blanding. Forskjellig fra det konvensjonelle oppsettet, hvor separate faser kombineres før de går inn i strømningscellen og kavitasjonen, forbedrer denne flytcelleinnsatsen kombinasjonen av de to faser. Når en væske injiseres gjennom de 48 fine kanylene, går den inn i strømningscellen i meget smale tråder. Innsatsen bruker svært 48 fine medisinske kanyler med indre diametre fra 0,3 mm til 1,2 mm. Disse kanylene kan enkelt byttes ut og er en billig forbruksvare (steril, ca 2ct / pc). Ultralydkavitasjonen (ved 20 kHz) kutter de 48 innkommende væskestrengene i små dråper når de går inn i væskefasen i strømningscellen.
Utformingen gjelder den samme matetrykket fra en tilførsel til alle 48 kanyler for å utjevne strømningen mellom kanylene.

Sett inn MPC48 for flytcellereaktor

48 inngangsåpninger i ultralydreaktor, av væske-væske-reaksjoner

Bruksområder og applikasjoner

Ultralyd Blanding for Emulsion ChemistryHielscher ultralyd reaktorer blir ofte brukt til å emulgere, for å forbedre faseoverføringsprosesskinetikk eller oppløsning av prisene i væske-væske-fasesystemer. Eksempler på slike prosesser er den oksidative avsvovling med hydrogenperoksyd og etterfølgende oppløsningsmiddelekstraksjon eller base-katalysert transforestring av triglyserider.
Begrenset oppløselighet av en reagensfase i en annen reagensfase er et signifikant problem i prosessemulsjonskjemien, da begge faser reagerer med hverandre bare ved interfasen. Uten ultralyd resulterer dette i lave reaksjonshastigheter og en langsom konverteringskinetikk i tofasesystemer.
Ved hjelp av innsatsen med en ultralydreaktor, frembringer kavitasjon høy hydraulisk skjærkraft og bryter den injiserte fase i sub-mikron og nanosize dråper. Som det spesifikke overflatearealet av den fasegrensen er innflytelsesrik for den kjemiske reaksjonshastighet denne betydelig reduksjon i dråpediameter forbedrer reaksjonskinetikken og kan redusere eller eliminere behovet for faseoverføringsmidler. Volumprosenten av den injiserte fase kan senkes, fordi finere emulsjoner trenger mindre volum for å tilveiebringe den samme kontaktflaten med den andre reagensen fase.
Bruken av denne innsatsen kan senke den nødvendige mengden av amfifile katalysatorer eller emulsjons- fase-overføringskatalysatorer (PTC), Slik som kvaternære ammoniumsalter og dens enestående evne til å oppløses i både vandige og organiske væsker.

Forbedret Mass-Transfer for kjemiske reaksjoner

Når to Reagent faser reagere ved en fasegrense, reaksjonsproduktene samle seg på dråpeoverflaten og blokkere de reagens fasene fra å interagere med grenseflaten. Den hydrauliske skjærkraft som forårsakes av de ultrasoniske kavitasjon resulterer i turbulent strømning og materialtransport fra og til dråpe overflater og fører til den gjentatte sammenvoksing og etterfølgende dannelse av nye dråper. Etter hvert som reaksjonen utvikler seg over tid, sonikering maksimerer eksponering og interaksjonen av reagensene.
Denne effekten er anvendt i mange prosesser, slik som den transforestring av vegetabilske oljer til biodiesel eller syntese av polyestere ved transforestring av diestere med dioler for å danne makromolekyler.

Emulgering / Emulgering

Denne strømningscellen innsatsen forbedrer emulgering når blandingen ikke-blandbare væsker. Dette fører til mindre dråpestørrelser og en smalere størrelsesfordeling – nøkkelfaktor for stabiliteten av en emulsjon. Med denne konstruksjon kan man injisere og emulgerer med lav og middels viskositet væsker inn i og med høyviskøse væsker, slik som tunge fyringsoljer (HFOs), polymerer eller geler. Noen preparater kan kreve emulgatorer eller stabilisatorer tilsettes. I dette tilfellet hjelper det å blande emulgator jevnt. Tilpassede design for injeksjon av mer enn en fase om kanyler er tilgjengelig på forespørsel.

Væske-væske-ekstraksjon

Denne innsatsen øker væske-væske-ekstraksjon prosesser ved å lage en fin størrelse turbulent emulsjon, f.eks av en løsningsmiddelfase i en oljefase. Igjen, øker dette fasekontaktflaten, og resulterer i bedre ekstraksjon og løsningsmiddelet redusert bruk.

Aqua-brensel for renere forbrenning

Lavverdige brennoljer, slik som tung brenselolje som benyttes på sjøgående fartøyer eller for kraftproduksjon kan emulgeres med vann. Dette resulterer i en mer effektiv forbrenning og i en betydelig reduksjon av NOX utslipp og sot.
Les mer om ultralyd emulgering av Aqua-brensel (emulsjon-brensel)!

InsertMPC48 med 48 flotte kanyler

InsertMPC48 – 48 Fin kanyler ende i den kavitasjon sonen

FC100L1K-1S med InsertMPC48

Ultralyd Flow Cell Reactor FC100L1K-1S med InsertMPC48

Bedre design skaper bedre resultater!

Utfelling / Sono-Krystallisasjon

Pigmenter eller nanopartikler kan genereres bunn-opp ved utfelling i væsker. I dette tilfellet begynner en overmettet blanding å danne faste partikler eller krystaller ut av det høyt konsentrerte materiale. Disse partiklene vil vokse til et bestemt punkt og til slutt utfelle. For å kontrollere partikkel / krystallstørrelsen og morfologien er kontroll av forløper / reagensblandingen avgjørende.
Generelt innbefatter utfellingsprosessen: Blanding, overmetting, kjernedannelse, partikkelvekst og agglomerering. Sistnevnte er unngått ved et lavt tørrstoffinnhold, eller ved å stabiliseringsmidler. Blande er kritisk; som for de fleste utfellingsprosesser hastigheten av reaksjonen er meget høy. Den InsertMPC48 kombinerer fast smale injiserte vannstråler med sterk ultrasonisk kavitasjonsslitasje skjærkraft. Dette maksimerer blandehastigheten og ytelsen skape flere og mindre partikler.

Partikkelstørrelsesfordeling av Fe3O4

Partikkelstørrelsesfordeling av Fe3O4 (magnetitt) partikler dannet i et kontinuerlig ultrasonisk utfellingsreaksjon (Banert et al., 2004).

Kontakt oss / be om mer informasjon

Snakk med oss ​​om dine krav til behandling. Vi vil anbefale de mest egnede oppsett- og behandlingsparametrene for prosjektet ditt.





Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Fra laboratorietesting til pilotskala og produksjon

Hielscher Ultrasonics tilbyr utstyr for å teste, verifisere og utnytte denne teknologien på noen skala. Konseptet er lett å inkorporere den i eksisterende prosesser.

  1. Strøm fase A til væskeinnløpsåpningen i bunnen av strømningscellen
  2. Strøm fase B i mindre væskeinngangsport (e) på den side av strømningscellen. Denne datastrømmen blir injisert i kavitasjonsslitasje området gjennom 48 fin rørene
  3. Juster reaktortrykk ved hjelp av en tilbaketrykksventil ved flow-celle utløpsport

På benk-øverste nivå en UIP1000hd (1 kW) kan behandle strømningshastigheter fra 100 til 1000L / t (25 til 250 liter / time) for prosess demonstrasjon og for optimalisering av sonikeringen parametere. Hielscher ultralyd prosessorer er utviklet for lineær skala opp til større prosesseringsvolumer i pilot- eller produksjonsskala. Tabellen nedenfor viser behandlingen volum og anbefalt utstyr størrelser.

Batchvolum Strømningshastighet Anbefalte enheter
0.2L 00,25 til 2m3/ t UIP1000hd, UIP2000hd
0.2L 1 til 8m3/ t UIP4000
na 4 til 30 m3/ t UIP16000
na over 30m3/ t klynge av UIP10000 eller UIP16000