Technologia ultradźwiękowa firmy Hielscher

Lepsze zmydlanie za pomocą ultrasonografii

  • Ultrasonizacja prowadzi do szybszej reakcji zmydlania i pełniejszej konwersji.
  • Zmydlanie za pomocą ultradźwięków jest szeroko stosowanym procesem chemicznym do produkcji mydła z olejów lub tłuszczów i bazy.
  • Zmydlanie wspomagane ultradźwiękami pozwala uniknąć nadmiernego zużycia katalizatora i poprawia ogólną efektywność energetyczną.

Promowana ultradźwiękowo zmydlanie

Zmydlanie jest w chemicznym procesie produkcji mydła. Jest to reakcja, w której surowiec tłuszczów lub olejów (triglicerydów) reaguje z reaktorem alkalicznym w celu utworzenia mydła. Ultrasonizacja wspomaga katalizę przeniesienia fazy, co skutkuje zwiększoną szybkością reakcji, pełniejszą konwersją i pozwala uniknąć nadmiernego stosowania odczynników bazowych, takich jak wodorotlenek potasu (KOH) lub wodorotlenek sodu (NaOH). Hydroliza zasadowa zainicjowana ultradźwiękami może być łatwo wdrożona w komercyjnej produkcji mydła w celu uzyskania wyższej wydajności w krótszym czasie bez użycia katalizatora lub zmniejszenia ilości użytego katalizatora.

Zalety zmydlania ultradźwiękowego

  • szybsza reakcja
  • Wyższa konwersja
  • Nie należy nadmiernie stosować odczynników bazowych.
  • Nie należy nadmiernie stosować katalizatora.
  • Bardziej kompletna reakcja
  • proces zielony

Studia przypadku zmydlania ultradźwiękowego

Różne badania naukowe wykazały, że sonizacja promuje zmydlanie trójglicerydów w mydło. Zmydlanie ultradźwiękowe przyspiesza i zwiększa konwersję, jednocześnie oszczędzając lub unikając stosowania katalizatora. Dzięki temu zmydlanie ultradźwiękowe jest wysoce wydajną metodą produkcji.

UIP2000hdT - Ultradźwiękowiec 2kW do obróbki płynów.

UIP2000hdT (2kW) do zmydlania

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


Inicjacja ultradźwiękowa hydrolizy zasadowej triglicerydów (zmydlanie) bez katalityka fazowego

UP400St Homogenizator ultradźwiękowy 400 watów do sonikowania partii.Mercantili et al. (2013) badali wpływ ultradźwięków na hydrolizę alkaliczną trójglicerydów, zwaną zmydlaniem. Użyli sonizacji do zainicjowania alkalicznej hydrolizy oleju słonecznikowego. Wodorotlenek potasu (KOH) został wykorzystany jako baza zasadowa. Wykazano, że ultradźwięki są skutecznym źródłem energii do inicjowania i napędzania reakcji, że wysoka wydajność reakcji jest osiągalna w ciągu zaledwie 15 minut całkowitej mocy przy pracy w temperaturze otoczenia oraz że podczas reakcji nie powstają żadne wykrywalne produkty uboczne. Porównanie kąpieli ultradźwiękowej i ultrasonokatora typu sonda pokazuje, że sonda ultradźwiękowa jest techniką nadrzędną. Badania wykazują, że zmydlanie ultradźwiękowe daje dobre wyniki w dobrej konwersji bez potrzeby stosowania nadmiernej katalizy zasadowej lub katalizy z przeniesieniem fazy.

Zmydlanie ultradźwiękowe to zielony proces sonochemiczny, który przyspiesza reakcję i poprawia konwersję.

Hydroliza zasadowa triacyloglicerolu

Promowana ultradźwiękowo reakcja przeniesienia fazy w procesie zmydlania

Bhatkhande et al. (1998) wykazali, że sonizacja olejów roślinnych, takich jak olej sojowy, może być skutecznie zmydlana przy użyciu wodnych KOH i różnych PTC w temperaturze pokojowej. Zakres zmydlania badano z wykorzystaniem wartości zmydlania jako punktu odniesienia. Optymalizację różnych parametrów, takich jak czas, dobór katalizatorów przeniesienia fazy, ilość użytego katalizatora, ilość KOH oraz ilość wody przeprowadzono za pomocą sonikowania i mieszania. W celu zbadania efektu działania ultradźwięków, zmydlanie przeprowadzono również w temp. 35ºC w różnych warunkach, tj. mieszanie, sonikowanie, mieszanie i sonikowanie oraz ogrzewanie w temp. 100ºC. Stwierdzono, że heterogeniczne zmydlanie ciekłokrystaliczne różnych olejów roślinnych przy użyciu wodnych KOH/CTAB było istotnie przyspieszane w temp. 35ºC pod wpływem sonizacji i mieszania.

Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Poproś o więcej informacji

Skorzystaj z formularza poniżej, jeśli chcesz zażądać dodatkowych informacji na temat ultradźwiękowej homogenizacji. Chętnie zaoferujemy Państwu system ultradźwiękowy, spełniający Państwa wymagań.









Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


Wysokowydajne ultradźwiękowe urządzenia ultradźwiękowe

Hielscher Ultrasonics dostarcza wysokowydajne urządzenia ultradźwiękowe do produkcji laboratoryjnej, pilotażowej i przemysłowej. Solidne i niezawodne ultradźwięki są wykorzystywane w różnych reakcjach sonochemicznych, takich jak zmydlanie. Ultradźwięki typu sondy Hielschera mogą być stosowane w trybie wsadowym i liniowym. Wszystkie ważne parametry procesu – Amplituda, ciśnienie, temperaturę – mogą być precyzyjnie kontrolowane i zapewniać powtarzalne wyniki.
Kolorowy wyświetlacz dotykowy z nowej serii HDT z ultrasonicators przemysłowych Hielscher zaSterowanie cyfrowe automatycznie zapisuje parametry procesu i zapisuje je na zintegrowanej karcie SD. Wstępne ustawienia i zdalne sterowanie przeglądarką sprawiają, że proces sonizacji jest bardzo prosty i przyjazny dla użytkownika.
Dla wielu reakcji sonochemicznych musi być utrzymywana pewna temperatura, więc kontrola temperatury jest ważna. Ultradźwięki cyfrowe firmy Hielscher są wyposażone w termo-parę i kontrolę temperatury. Komora przepływowa w płaszczu pozwala na rozpraszanie ciepła.
Odporność urządzenia ultradźwiękowe Hielscher pozwala do pracy 24/7 w ciężkich i środowisk wymagających.
Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:

Wielkość partii natężenie przepływu Polecane urządzenia
1 do 500mL 10-200mL/min UP100H
10 do 2000mL 20-400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
10-100L 2 do 10L/min UIP4000hdT
b.d. 10-100L/min UIP16000
b.d. większe klaster UIP16000
Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne ultradźwięki do zastosowań sonochemicznych.

Wysokowydajne procesory ultradźwiękowe od laboratorium do skali pilotażowej i przemysłowej.

Literatura / Referencje

  • Bhatkhande, B.S.; Samant, Shriniwas D. (1998): Ultradźwiękowo wspomagane katalityczne zmydlanie olejów roślinnych za pomocą wodnych zasad. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 5, Issue 1, 1998. 7-12.
  • Mercantili, Laura; Séamus, Frank Davis; Higson, P. J. (2014): Inicjacja ultradźwiękowa hydrolizy zasadowej trójglicerydów (zmydlanie) bez katalizy fazowej. Journal of Surfactant and Detergents Vol. 17, Isssue 1, Jan 2014. 133-141.


Fakty Warto wiedzieć

przyspieszenie reakcji chemycznych (sonochemia).

Ultradźwięki mocy stosuje się w procesach chemicznych takich jak synteza i kataliza (nazywanych również odpowiednio sono-syntezą i sono-katalizą) w celu zainicjowania i zintensyfikowania reakcji. Różne zastosowania napromieniania ultradźwiękowego w syntezie organicznej zostały dogłębnie zbadane i opracowane dla potrzeb produkcji przemysłowej. Obróbka sonochemiczna może zwiększyć szybkość reakcji, wydajność i selektywność pożądanych produktów w znacznie łagodniejszych warunkach. To sprawia, że obróbka ultradźwiękowa jest skuteczną i przyjazną dla środowiska techniką przetwarzania. Udowodniono, że wspomagana ultradźwiękami kataliza z przeniesieniem fazy (PTC) jest drastycznie bardziej efektywną i skuteczną metodą w przypadku reakcji organicznych w porównaniu z tą samą reakcją w warunkach ciszy. Na przykład, reakcja Cannizarro katalizowana za pomocą wspomaganej ultradźwiękami katalizy z przeniesieniem fazowym jest znacznie przyspieszona, co powoduje szybką konwersję. Innym istotnym przykładem jest transestryfikacja trójglicerydów (tj. olejów roślinnych, tłuszczów zwierzęcych) oraz metanolu w obecności KOH jako katalizatora i mocy ultradźwięków. Transestryfikacja ultradźwiękowa pozwala na uzyskanie wysokiej jakości biodiesla produkowanego w procesie szybkiej konwersji i bardzo wydajnego, ekonomicznego procesu.

Kawitacja ultradźwiękowa/akustyczna tworzy wysoce intensywne siły, które otwierają ściany komórkowe zwane lizą (kliknij, aby powiększyć!).

Ekstrakcja ultradźwiękowa opiera się na kawitacji akustycznej i jej hydrodynamicznych siłach ścinających.

Zmydlanie

Zmydlanie opisuje reakcję chemiczną, w wyniku której powstaje mydło. W procesie zmydlania oleje roślinne lub tłuszcze zwierzęce są przekształcane w sole kwasów tłuszczowych. – "mydło". – i glicerynę, która jest alkoholem. Reakcja wymaga roztworu zasady (np. NaOH lub KOH) w wodzie oraz ciepła do zainicjowania reakcji.
Etapy reakcji zmydlania są następujące:

  1. Nukleofilny atak estrów kwasów tłuszczowych przez wodorotlenek.
  2. Usuwanie grup opuszczających
  3. Deprotonacja

Reakcja zmydlania jest wykorzystywana komercyjnie do produkcji mydeł i smarów.
Podczas gdy mydło twarde z wodorotlenkiem sodu i mydło miękkie z wodorotlenkiem potasu są używane do codziennego czyszczenia, istnieją również specjalne mydła produkowane z użyciem innych wodorotlenków metali. Na przykład mydła litowe i wapniowe są stosowane jako smary. Są też “złożone mydła” składający się z mieszaniny mydła metalicznego.

hydroliza

Hydroliza polega na reakcji chemii organicznej z wodą w celu utworzenia dwóch lub więcej nowych substancji i zazwyczaj oznacza rozszczepienie wiązań chemicznych przez dodanie wody. Estry można rozszczepiać z powrotem do kwasu karboksylowego i alkoholu poprzez reakcję z wodą i zasadą. Mydło produkowane jest w procesie hydrolizy estrów tłuszczu lub oleju.

Podstawa alkaliczna

Do zmydlania olejów i tłuszczów wymagane są alkaliczne substraty reakcji (ługi). Trójglicerydy reagują z podstawą. – wodorotlenek sodu lub potasu – w celu wyprodukowania glicerolu i soli kwasów tłuszczowych, tak zwane "mydło". Wodorotlenek potasu jest związkiem nieorganicznym o formule KOH i jest powszechnie nazywany potażem żrącym. Wodorotlenek sodu (NaOH) jest kolejną prototypową silną podstawą. W przypadku stosowania wodorotlenku sodu produkowane jest mydło twarde, natomiast zastosowanie wodorotlenku potasu powoduje powstanie mydła miękkiego.

Reaktant kontra Odczynnik

Reaktor to substancja, która jest zużywana lub zużywana w reakcji chemicznej. W porównaniu z odczynnikiem, odczynnik jest wymagany w większych ilościach. Odczynnik jest substancją, która jest używana do inicjowania reakcji, wspierania reakcji i jest zużywana w reakcji, w przeciwieństwie do katalizatorów, które nie są zużywane w reakcji.