Hielscher ultralydteknologi

Ultralyd Produksjon av nanostrukturerte Cellulose

  • Nanocellulose er en høy-ytelse additiv som med hell benyttes som reo-logi, forsterkningsmiddel og tilsetningsstoff i manifold gode materialer og anvendelser.
  • De nanostrukturerte fibriller meget effektivt kan isoleres fra hvilken som helst celluloseholdig kilde ved høyeffekts ultralyd homogenisering og fresing.
  • Ved ultralydbehandling, en høyere grad av fibrillering, høyere nanocellulose utbytte, og tynnere fibrene kan oppnås.
  • Den ultrasoniske teknologi utmerker konvensjonelle metoder for fremstilling nanocellulose på grunn av ekstreme Kavitasjon høye skjærkrefter.

Ultralyd Produksjon av Nanocellulose

Høyeffekts ultralyd bidrar til utvinning og isolering av mikro- og nano cellulose fra forskjellige kilder for celluloseholdige materialer som tre, lignocelluloseholdige fibre (cellulose fibre) og celluloseholdige rester.
For å frigjøre plantefibre fra kildematerialet, ultralyd sliping og homogenisering er en kraftig og pålitelig metode, som gjør det mulig å behandle meget store volumer. Massen mates inn i en inline sonoreactor, hvor ultralyd med høy skjærkrefter bryter cellestrukturen av biomassen slik at fibrilløse saken blir tilgjengelig.
Figur 1 nedenfor viser et TEM-bilde av “Aldri Tørket Cotton” (NDC) lagt til enzymatisk hydrolyse og ultralydbehandlet med Hielscher s UP400S i 20 minutter. [Bitten et al. 2008]

Nanocellulose shows outstanding properties due to its high surface/mass ratio. Hielscher's ultrasound technology is a reliable and efficient method to produce nanocellulose and cellulose nanocrystals.

TEM bilde av “Aldri Tørket Cotton” (NDC) lagt til enzymatisk hydrolyse og sonikert med Hielscher s UP400S i 20 minutter. [Bitten et al. 2008]

Figur 2 nedenfor viser et SEM-bilde av en film av viskose, sendes til den enzymatiske hydrolyse, etterfulgt av sonikering med UP400S. [Bitten et al. 2008]

Ultralyd produksjon av nanocellulose kompositter.

SEM-bilde av en film av viskose, sendes til den enzymatiske hydrolyse, etterfulgt av ultralydbehandling med UP400S [Bitten et al. 2008]

Ultralyd nanocellulosebehandling kan også vellykkes kombinert med TEMPO-oksidert fiberbehandling. I TEMPO-prosessen fremstilles cellulose nanofibre ved hjelp av et oksydasjonssystem ved bruk av 2,2,6,6-tetrametylpiperidinyl-1-oksyl (TEMPO) som katalysator og natriumbromid (NaBr) og natriumhypokloritt (NaOCl). Forskning har vist at oksidasjonseffektiviteten er betydelig forbedret når oksydasjonen utføres under ultralydbestråling.

ultralyd Dispersion

Nanocellulose dispersjoner viser en ekstraordinær reologiske oppførsel på grunn av dens høye viskositet ved lave konsentrasjoner nanocellulose. Dette gjør nanocellulose en meget interessant tilsetningsmiddel som reologisk modifiserende middel, stabilisator og geleringsmiddel for forskjellige anvendelser, f.eks i belegget, papir eller næringsmiddelindustrien. Til å uttrykke sine unike egenskaper, må nanocellulose være
Ultrasonisk dispergering er den ideell metode for å oppnå fin størrelse, enkelt-dispergert nanocellulose. Som nanocellulose er svært Skjærfortynning, Er ultralyd den preferrable teknologi for å formulere nanocellulosic suspensjoner som kobling av høyeffekts ultralyd i væsker skaper ekstreme skjærkrefter. (Klikk her for å lære mer om ultralyd kavitasjon i væsker!)
Etter syntese av nanokrystallinsk cellulose er nanocellulosen ofte ultralyd fordelt til et flytende medium, f.eks. et ikke-polart eller polært løsningsmiddel som dimetylformamid (DMF), for å formulere et sluttprodukt (f.eks. nanokompositter, reologiske modifikatorer etc.). Som CNFs brukes som tilsetningsstoffer i manifoldformuleringer, er en pålitelig dispergering avgjørende. Ultralyding produserer stabile og jevnt dispergerte fibriller.

Industriell Ultralydbehandling

Hielscher Ultrasonics leverer kraftig og pålitelig ultralydteknologi fra små laboratorie ultralydmaskiner til bench-top systemer og full-kommersielle industrielt anleggsutstyr. I Hielscher's gjennomstrømmende sonoreaktorer, som er tilgjengelige i forskjellige størrelser og geometrier, oppnås optimal ultralydstilstand ettersom de optimaliserte reaksjonsbetingelsene påføres fokusert og uniform på cellulosematerialet.
Med Hielschers ultralyd benk-topp enheter som UIP1000hdT, UIP2000hdT eller UIP4000hdT, kan flere kilo nanocellulose enkelt produseres per dag. De fulle industrielle enhetene som f.eks UIP10000 og UIP16000 håndterer svært store massestrømmer og gir full kommersiell produksjon av høye produksjonsvolumer. Som alle Hielscher's benk-og industrielle ultralydapparater kan installeres som klynger, er det praktisk talt ingen grense for ultralydsprosesskapasiteten.

3 trinn for vellykket ultralydbehandling: gjennomførbarhet - optimalisering - skalering (klikk for å forstørre!)

Ultralydbehandling: Hielscher guider deg fra mulighet og optimalisering til kommersiell produksjon!

Ultralyd fordeler:

  • høy grad av atrieflimmer
  • høy nanocellulose utbytte
  • tynne fibre
  • detangled fibre
Ultralyd behandling av nano cellulose bidrar til isolasjon, fibrillering, dispergering og formulering. (Klikk for å forstørre!)

Ultralydbehandling

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


Ultrasonic devices such as Hielscher's UP400S are auccefully used to produce nanocellulose

Hielscher laboratorium ultralyd UP400S (400 W, 24 kHz)

Litteratur / Referanser

  • E. Abraham, B. Deep, L.A. Pothan, M. Jacob, S. Thomas, U. Cvelbar, R. Anandjiwala (2011): Ekstraksjon av nanocellulose fibriller fra lignocellulose-fibre: En ny tilnærming. Carbohydrate Polymers 86, 2011. 1468-1475.
  • E. Bittencourt, M. de Camargo (2011): Foreløpige studier på Produksjon av Nanofibrils av cellulose fra Never Tørket Cotton, ved hjelp av miljøvennlig enzymatisk hydrolyse og High-energi Ultralydbehandling. Tredje Int'l. Workshop: Advances in renere produksjon. Sao Paulo, Brasil, 18 mai – 20. 2011.
  • L. S. Blachechen, J.P. de Mesquita, E. L. de Paula, F. V. Pereira, D. F. S. Petri (2013): Inter av kolloidal stabilitet av celluloseholdige nanorør og deres dispergerbarhet i celluloseacetatbutyrat matrise. Cellulose 2013.
  • A. Dufresne (2012): Nanocellulose: Fra Nature til High Performance Skreddersydde Materials. Walter de Gruyter 2012.
  • M. A. Hubbe; O. J. Rojas; L. A. Lucia, M. Sain (2008): Cellulose Nanocomposites: En gjennomgang. Bioressurser 3/3, 2008. 929-980.
  • S. P. Mishra, A.-S. Manent, B. Chabot, C. Daneault (2012): Fremstilling av Nanocellulose fra naturlig cellulose – Ulike alternativer ved hjelp av ultralyd. Bioressurser 7/1, 2012. 422-436.
  • VK Thakur (2014): Nanocellulose Polymer Nanocomposites: Fundamentals and Applications. Wiley & Sons 2014.
  • http://en.wikipedia.org/wiki/Nanocellulose

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.




om Nanocellulose

Nanocellulose omfatter forskjellige typer av cellulose nanofibers (CNF), som kan skilles i mikrofibrillert cellulose (MFC), nanokrystallinsk cellulose (NCC), og bakterielle nanocellulose. Den sistnevnte refererer til nanostrukturert cellulose som produseres av bakterier.
Nanocellulose viser fremragende egenskaper som en ekstraordinær styrke og stivhet, høy krystallinitet, thixotropy, Så vel som en høy konsentrasjon av hydroksylgrupper på sin overflate. Mange av de høye ytelse nanocellulose er forårsaket av dens høy overflate / masseforhold.
Nanocelluloses er mye brukt i medisin og farmasi, elektronikk, membraner, porøse materialer, papir, og mat på grunn av deres tilgjengelighet, biokompatibilitet, biologisk nedbrytbarhet og bærekraft. På grunn av sin høye ytelsesegenskaper, er nanocellulose et interessant materiale for armering av plast, hvor forbedringen av de mekaniske egenskapene til f.eks termoherdende harpiks, stivelsesbaserte matriser, soyaprotein, gummilateks, eller poly (laktid). For sammensatte anvendelser er nanocellulose anvendes for belegg og filmer, malinger, skum, emballasje. Videre er nanocellulose en lovende komponent for å lage aerogeler og skum, enten i homogene formuleringer eller i kompositter.
forkortelser:
Nanokrystallinsk cellulose (NCC)
Cellulose nanofibre (CNF)
Mikrofibrillert cellulose (MFC)
Nanocellulose kinnskjegg (NCW)
Cellulosenanokrystaller (CNC)