Technologia ultradźwiękowa firmy Hielscher

Ultradźwiękami Assisted Ekstrakcja katalityczna

Hielscher reaktory ultradźwiękowe są stosowane w wielu gałęziach przemysłu do pomocy i polepsza przetwarzanie katalityczne ekstrakcji (CEP) lub tak zwaną ekstrakcję przeniesienia fazowego (PTE). Katalityczne ekstrakcji obejmuje heterogenną fazowa nie mieszają, takie jak ciecz-ciecz albo ciecz-ciało stałe. Ultradźwiękowej wysokiej siły ścinające i kawitacyjne poprawa szybkości rozpuszczania substancji rozpuszczonych znacznie prowadząc do szybszego i pełniejszego ekstrakcji. Ponadto, efekt ten może być wykorzystany do zmniejszenia ilości rozpuszczalnika lub kwas używany. Udowodnioną technice wspomagane ultradźwiękami ekstrakcji stosuje się coraz bardziej z uwagi na rosnące zapotrzebowanie na przyjazne dla środowiska technik ekstrakcyjnych z skrócenie czasu ekstrakcji, a mniejsze zużycie rozpuszczalnika organicznego.

Katalityczne ekstrakcji / faza przenoszenia Ekstrakcja - Podstawy

Termin “Ekstrakcja katalityczne przetwarzanie (CEP) lub w fazie transferu ekstrakcji (PTE) opisuje rozkład ciecz-ciecz lub ciało stałe-ciecz, gdy ekstrakcja, usuwanie analitów ukierunkowanego. W związku z tym, rozcieńczalnik ciekły lub ciało stałe musi być rozproszone / zemulgowane w rozpuszczalniku (ciekłej fazie). Przez termin “ekstrahent” tylko substancji czynnej w rozpuszczalniku opisem (tj homogeniczny „Fazę organiczną’ który zawiera ekstrahent, rozcieńczalnik i / lub modyfikator), który jest głównie odpowiedzialny za transfer rozpuszczonej substancji z „wodny’ do „organiczny’ faza. [IUPAC]. Materia celu, który jest określany jako ekstrakt ekstrahuje się.
Tradycyjne metody ekstrakcji, jak ekstrakcji Soxhleta, maceracji, mikrofalowa, perkolacji ekstrahowano pod chłodnicą zwrotną i destylacji z parą wodną lub turbo ekstrakcji często powolny i nieefektywny i / lub wymagają dużej ilości rozpuszczalników szkodliwych powstałych w procesie kosztownych i czasochłonnych że jest szkodliwa dla środowiska.
Ultradźwięki sprawdzony alternatywa do konwencjonalnych metod ekstrakcji zapewniając szybsze i pełniejsze ekstrakcję mniejsze lub niebezpiecznych rozpuszczalników! USG jest potężną techniką zielonym, evironmental obsłudze przetwarzania.

Zasada wspomagane ultradźwiękami katalitycznej ekstrakcji

Do ekstrakcji substancji, nie mieszające się fazy należy mieszać tak, aby substancja do ekstrakcji może być rozpuszczony w fazie nośnika w fazie rozpuszczalnika. Najczęściej ekstrakcji przeniesienia fazowego są wykonywane z fazy rozproszonej do fazy ciągłej, co oznacza, krople i cząsteczki muszą być jednorodnie zdyspergowane w rozpuszczalniku.
USG moc jest dobrze znana technologia mieszania i ekstrakcja, że ​​ma wiele pozytywnych skutków dla procesu ekstrakcji:

  • Ulepszone kinetyka reakcji
  • Doskonałe połączenie belek (sorbens) i rozpuszczalnik
  • Zwiększona międzyfazowe pomiędzy dwoma fazami
  • zwiększone przenoszenie masy
  • Usunięcie warstwy pasywującymi z powierzchni cząstek
  • rozdrabianie komórek & ekstrakcją
  • Pełniejsze ekstrakcji skutkuje wyższymi wydajnościami
  • Prosty & operacji zapisu
  • Zielony Proces: przyjazne dla środowiska

Zasada działania kawitacji ultradźwiękowej

Wyżej wymienione zalety ultradźwięków na procesy ekstrakcji są skutki ultradźwiękowy kawitacja. Kiedy potężne fale ultradźwiękowe są sprzężone w ciekłym medium, fale tworzą cykle wysokiego ciśnienia / niskiego ciśnienia. Podczas cykli niskiego ciśnienia pojawiają się małe bąbelki lub puste przestrzenie w sonikowanej cieczy. Bąbelki te rosną w kilku cyklach niskiego ciśnienia, dopóki nie będą w stanie wchłonąć większej ilości energii. Kiedy bąbelki osiągną stan maksymalnego pochłaniania energii, zapadają się gwałtownie podczas cyklu wysokiego ciśnienia. Implozja pęcherzykowa stwarza lokalnie bardzo ekstremalne warunki, takie jak bardzo wysoka temperatura (około 5000K), bardzo wysokie ciśnienia (około 2000 atn), bardzo wysokie prędkości chłodzenia i dysze cieczy o prędkościach do 280 m / s (około 630 mph) . Zjawisko to jest określane kawitacja. Te ekstremalne warunki sprawiają, że ultradźwięki są potężną i wszechstronną metodą przetwarzania cieczy.
W celu ekstrakcji dwie fazy intensywnie miesza się w polu kawitacji ultradźwiękowej. Kropelki i cząstki są rozkładane na submikronowe i nano-rozmiary. W ten sposób powstają powiększone powierzchnie dla lepszego przeniesienia masy z jednej fazy do drugiej. Zwiększona powierzchnia międzyfazowa między dwiema fazami powoduje powiększenie pola powierzchni styku dla ekstrakcji, tak że przeniesienie masy jest zwiększone z powodu usuwania stagnacyjnych warstw cieczy na granicy faz. Transfer masy jest dodatkowo zwiększony dzięki usunięciu pasywujących warstw z powierzchni cząstek. W celu ekstrakcji materii biologicznej z komórek i tkanek, przenoszenie masy jest zwiększone przez rozerwanie komórek ultradźwiękowych. Wszystkie te efekty prowadzą do bardziej kompletnej ekstrakcji prowadzącej do wyższych wydajności.

Korzyści z ekstrakcji ultradźwiękowej:

  • przerwa warstw brzegowych
  • chodź van der Waalsa
  • poruszać nienasycony cieczy naniesiony
  • zmniejszenie lub eliminiate zapotrzebowanie na środki przenoszące
  • zmniejszenie czasu, temperatury i / lub stężenia
  • Nadmiar w stosunku do mniejszej objętości wymaganej do pełnego nasycenia
  • mniejszej objętości do rafinacji (na przykład przez destylację, odparowanie, suszenie)
  • Nie reaktorów z mieszaniem ciągłym (CSR)
  • oszczędzać energię
  • no ale inline przetwarzanie dozowania
  • używać mniej kwaśnych lub taniej rozpuszczalnik
  • uniknięcia rozpuszczalników, zamiast użycia wodnych
  • procesowe wysokich stężeniach substancji stałej i wysokiej lepkości zawiesiny
  • zielony przetwarzania: przyjazny dla środowiska
  • stosować kwasy organiczne, takie jak kwas jabłkowy lub kwas cytrynowy
  • unikać wieloetapowe procesy ekstrakcji
Ultradźwiękowej wysokiej mocy jest sprawdzoną techniką wyodrębnić składniki uzyskane z wysoką wydajnością i szybsze przetwarzanie (kliknij aby powiększyć!)

Szybkie i wydajne ekstrakcji ultradźwiękami

Ekstrakcja ultradźwiękowa dla:

  • Biologia
  • Chemia
  • żywność & farma
  • Analiza
  • przetwarzanie jądrowej
  • aplikacje górnicze
  • odsiarczanie
  • związki organiczne
  • geochemii
  • Oczyszczenie

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


Po ekstrakcji ciecz-ciecz

Konwencjonalny proces: Ekstrakcja w układzie ciecz-ciecz jest sposób rozdzielania ekstraktu substancji z jednej fazy ciekłej w drugiej fazie ciekłej opartego na względnych rozpuszczalnościach się substancje w dwóch nie mieszających się faz ciekłych. Zastosowanie ultradźwięków zwiększa szybkość, przy której rozpuszczona substancja jest przenoszona między dwoma fazami wysoką wydajnością mieszania, emulgacja, i Rozpuszczenie!
ekstrakcja w układzie ciecz-ciecz jest techniką oddzielania w celu wyizolowania i zatężono wartościowych składników z roztworu wodnego za pomocą rozpuszczalnika organicznego. Ekstrakcja w układzie ciecz-ciecz jest często stosowany, gdy inne techniki rozdzielania (np destylacji) są nieskuteczne. ekstrakcji ciecz-ciecz stosuje się w przemyśle farmaceutycznym & kosmetyczne (związków aktywnych, API), substancje zapachowe, jak i przemysłu spożywczego i rolniczych, o chemii organicznej i nieorganicznej, przemyśle petrochemicznym i hydrometalurgii.

Problem: Częstym problemem jest niemieszalność ciekłych faz (rozpuszczalnika i rozcieńczalnika nie miesza się), tak, że wymagany jest właściwy sposób mieszania. Jako jeszcze mieszanie obu faz ciekłych promuje przeniesienia fazowego między rozcieńczalnika i rozpuszczalnika, niezawodny sposób dyspergujący lub emulgujący ma kluczowe znaczenie. Im wyższa mieszaniny i większe pole powierzchni kontaktu pomiędzy dwoma fazami, tym lepsza soluent mogą przemieszczać się z jednej fazy ciekłej drugiej fazie ciekłej. Konwencjonalne procesy ekstrakcji przeważnie brak w wspierania wymiany masy tak, że proces ekstrakcji jest powolna, a często niepełna. Aby polepszyć ekstrakcję, często stosuje się nadmiernych ilości rozpuszczalników, co sprawia, że ​​proces kosztowny i zanieczyszczających środowisko.

Rozwiązanie: Ultradźwiękowy ekstrakcji ciecz-ciecz wyróżnia tradycyjnych technik ekstrakcji ciecz-ciecz w różnych punktach:
USG moc mieszanki dwóch lub więcej faz ciekłych wiarygodne i łatwo ze sobą. Ultradźwiękami, krople mogą być zredukowane do nano-wielkości tak, że mała mikro- i nano-emulsji otrzymuje. W ten sposób generowane siły kawitacyjne promowania przeniesienia masy pomiędzy fazami ciekłymi. Jak sonikacja może być prowadzony w sposób ciągły inline-system, duże ilości i bardzo lepkie ciecze mogą być obsługiwane bez problemów.
Ale również Micro ekstrakcji, np Do celów analitycznych, można poprawić przez sonikację za (na przykład na bazie cieczy jonowej mikro ekstrakcję ultradźwiękami emulgowaniu).

Potężne siły ultradźwiękowe są dobrze znane i niezawodne techniki ekstrakcji (kliknij aby powiększyć!)

Kawitacji ultradźwiękowej w płynie

Korzyści z ekstrakcji ultradźwiękowej:
Potężne siły ultradźwiękowe – generowane przez niskiej częstotliwości / wysokiej mocy ultradźwięków – pomaga

  • przekształcenia kropelek
  • unikać środków przenoszących emulsji lub amphiphillic katalizatorów
  • unikać stosowania detergentów lub środków powierzchniowo czynnych
  • unikać amphiphillic catalsts, detergenty lub środki powierzchniowo czynne
  • wygenerowania turbulentnego nietrwałe emulsje bez warstwy środka powierzchniowo czynnego

Po ekstrakcji ciecz-ciało stałe

Celem ekstrakcja do fazy stałej-ciekłej i fazy stałej (SPE), to jest w celu oddzielenia analitów, które są rozpuszczane lub zawieszane w ciekłej mieszaninie i odizolować je od matrycy w zależności od ich właściwości fizycznych i chemicznych. W związku z tym izolat wyeluowano z sorbens z pomocą odpowiedniego rozpuszczalnika. Wyodrębniony substancja nazywa eluent.
Konwencjonalne techniki SPE maceracji Soxhleta ekstrakcja, przesączanie, połączenie refluksu i destylacji z parą wodną, ​​lub dużej szybkości mieszania / turbo ekstrakcji. Po ekstrakcji ciecz-ciało stałe jest powszechną procedurą w celu oddzielenia związków w biologii, chemia, jak również w przemyśle spożywczym, przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym. Otrzymywania metali są znane również jako ługowania.
Problem: Konwencjonalne techniki SPE są znane jako czasochłonna i wymaga stosunkowo dużych ilości rozpuszczalników, które są niebezpieczne dla środowiska, a w większości zanieczyszczeń. Wysoka temperatura procesu może doprowadzić nawet do zniszczenia ekstraktów wrażliwych termicznych.
Rozwiązanie: Z ultradźwiękami wspomaganego ciało stałe-ciecz, powszechne problemy związane z tradycyjnym SPE można zazwyczaj przezwyciężone. Jako sonikacyjne umożliwia dokładne rozprowadzenie substancji stałych w fazie rozpuszczalnika, większa granicy faz są dostępne, tak że wymiana masy substancji docelowej w rozpuszczalniku jest lepsza. Powoduje to szybsze i pełniejsze ekstrakcji, podczas gdy zastosowanie rozpuszczalnika jest zmniejszone lub całkowicie uniknąć (użycia wody jako fazy ciekłej, a nie). Przez zastosowanie energii ultradźwięków, ekstrakcja w fazie stałej można prowadzić w bardziej wydajnego, ekonomicznego i environmetal w obsłudze. Ze względu na zmniejszenie lub uniknięcie zanieczyszczających lub niebezpiecznych rozpuszczalników ultradźwiękowe ekstrakcji może być uważany jako przyjazny dla środowiska proces zielony, Z ekonomicznego punktu widzenia kosztów procesu są zmniejszone ze względu na oszczędność energii, w rozpuszczalniku i czasu.

ekstrakcji rozpuszczalnikiem

W przypadku ekstrakcji, rozpuszczalnik (na przykład w rozpuszczalniku organicznym), stosuje się w celu rozpuszczenia i oddzielenie związku od a inna ciecz (na przykład faza wodna). Ogólniej, substancje rozpuszczone, bardziej polarny rozpuszczenie w bardziej polarnym rozpuszczalniku, a substancje rozpuszczone, mniej polarny z rozpuszczalnika mniej polarnego. Przez ekstrakcję rozpuszczalnikiem, jest możliwe oddzielenie utlenione tiofeny (sulfotlenki sulfonów) z fazy olejowej, stosując acetonitryl lub inne rozpuszczalniki polarne. Rozpuszczalnik ekstrakcyjny stosuje się także w celu wyodrębnienia materiałów, takich jak uran, pluton lub toru z kwaśnych roztworach język fosforoorganicznych tri-nbutylo fosforan (proces PUREX).
Zmniejszenie wykorzystania rozpuszczalników: Zastosowanie ultradźwięków minimalizuje stosowanie rozpuszczalników w tym procesie i optymalizuje obciążenie produktu w rozpuszczalniku. Prowadzi to również do szybszego i pełniejszego ekstrakcji.
Kliknij tutaj, aby przeczytać więcej o ultradźwiękami-Assisted oksydacyjnego Odsiarczania!

Ultradźwiękami Assisted ekstrakcji Soxhleta

Soxhleta do ekstrakcji jest techniką ekstrakcji ciecz-ciało stałe często stosuje się syntetyczne i laboratoriów analitycznych. Soxhleta do ekstrakcji stosuje się przede wszystkim wtedy, gdy substancja ma tylko ograniczoną rozpuszczalność w rozpuszczalniku, a zanieczyszczenia nierozpuszczalne w tym rozpuszczalniku.
Ultradźwięki można bardzo dobrze łączyć z ekstrakcji Soxhleta co prowadzi do zwiększenia wydajności i krótszy czas ekstrakcji.
Proszę kliknąć tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękami wspomaganego ekstrakcji Soxhleta!

Ekstrakcja w topnieje

Ekstrakcje ciekłe mogą być wykonywane w mieszaninach, w których jedna lub obie fazy ciekłe są stopione, takie jak roztopione sole lub roztopione metale, takie jak rtęć. Potężna sonizacja inline w reaktorach z przepływem ultradźwiękowym pozwala na przetwarzanie nawet cieczy o wysokiej lepkości, np. stopów.

ługowanie

Ługowanie opisuje zastosowanie kwasów, rozpuszczalników lub gorącej wody w celu selektywnego rozpuszczania substancji rozpuszczonej z obojętnym nierozpuszczalnym nośnikiem stałym. Ługowanie często używane w górnictwie do ekstrakcji metali z rud.
Korzyści z Ultrasonic ługowanie:

  • mycia małe otwory materiałów porowatych
  • przezwyciężyć selektywność membran
  • zniszczenia substancji stałych, rozwarstwia się i rozdrabniania cząstek stałych
  • usunięcie warstw pasywnych
  • Usunięcie warstwy tlenków
  • zwilżenia całej powierzchni materiału, w szczególności do cieczy, wysokie napięcie powierzchniowe
  • przerzedzenie ścinanie

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękowej ługowania!

Sprzęt dla dowolnej skali Hielscher

Ultradźwiękami w laboratorium, bench-top i skali produkcji
Wszystkie urządzenia ultradźwiękowe Hielscher są zbudowane do pracy 24h / 7d, nawet ultradźwiękowe homogenizatory laboratoryjne mogą przetwarzać znaczne ilości zarówno w trybie wsadowym lub przepływowego. Ława-top i ultrasonicators przemysłowe są zaprojektowane i zbudowane w klasie przemysłowej tak, że wysokie wolumeny i wysokie lepkości mogą być przetwarzane bez problemów – nawet w trudnych warunków, takich jak wysokie ciśnienia i wysokiej temperatury (na przykład w połączeniu z CO w stanie nadkrytycznym2Dla wytłaczania itp). Hielscher za stabilne ultrasonicators są w stanie obsługiwać rozpuszczalników cieczy ściernych i żrących. Odpowiednie akcesoria pozwalają na dostosowanie systemu ultradźwiękowego optymalnie do wymagań procesu ekstrakcji. Do montażu w środowiskach zagrożonych wybuchem, ATEX lub FM oceniono systemy ultradźwiękowe przeciwwybuchowe są dostępne.
W ten sposób niezawodne i wydajne układy ultradźwiękowe Hielscher tych i szeroka gama Wyposażenie Umożliwia sonikacji materiałów, takich jak na przykład gorąca woda / cieczy, acidics, stopów metali, ma temperaturę topnienia, rozpuszczalniki (na przykład, metanol, heksan, polarne rozpuszczalniki organiczne, na przykład acetonitryl).

Ekstrakcja przeniesienia fazowego ultradźwiękowe lub ekstrakcję katalityczny może zostać zrealizowane prostym sposobem dwuetapowym

Schemat blokowy: Etapy ekstrakcji przeniesienia fazowego ultradźwiękowy

Literatura / Referencje

  • Bendicho, C .; De La Calle, I .; Pena, K .; Costas, M .; Cabaleiro, N .; LaVilla, I. (2012) USG wspomagane wstępną obróbkę stałych próbek w kontekście zielonej chemii analitycznej. Trendy w Analytical Chemistry, t. 31, 2012. 50-60.
  • IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, wyd. ( “złota Księga”). Opracowany przez A. D. McNaught i A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML w Internecie skorygowana wersja: http://goldbook.iupac.org (2006) stworzony przez M. Nic, J. Jirat, B. Košata; aktualizacje opracowane przez A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8.
  • Oluseyi, T .; Olayinka K .; Alo, B .; Smith, M. R. (2011): Porównanie ekstrakcji i oczyszczania technik oznaczania wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w zanieczyszczonych próbkach gleby. African Journal of Environmental Science and Technology Vol. 5/7 2011. 482-493.
  • Petigny, L .; Perino-Issartier, S .; Wajsman J .; Chemat, F. (2013) ciągłych i okresowych ultradźwiękowej Assisted Ekstrakcja boldo liści (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013 5750-5764.
  • Wang, L .; Weller, C. L. (2006): Ostatnie postępy w ekstrakcji nutraceutyków roślin. Tendencje w zakresie nauki o żywności & Technologia 17, 2006. 300-312.

Kontakt / Poproś o więcej informacji

Porozmawiaj z nami o swoich wymagań technologicznych. My polecamy najbardziej odpowiednie parametry konfiguracyjne i przetwarzania dla danego projektu.





Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.




Fakty Warto wiedzieć

Ultradźwiękowy płynne przetwarzanie jest często określane jako ultradźwiękami, ultradźwięki, sonifikacji, insonation, ultradźwięki lub stosowania pól akustycznych. Wszystkie te określenia opisują sprzężenia fal ultradźwiękowych o dużej mocy w ciekłym medium, aby osiągnąć ultradźwiękowy

Ponieważ ultradźwięki mocy są tak wszechstronną techniką przetwarzania, urządzenia ultradźwiękowe są znane pod różnymi warunkami, takimi jak sonikator, liza soniczna, zakłócacz ultradźwięków, szlifierka ultradźwiękowa, zakłócacz soniczny, sonikator, zakłócacz komórek, dyspergator ultradźwiękowy lub dysolwer.