Saponificare – Procesul de luare a săpunului cu ultrasunete
Saponificarea este procesul chimic de fabricare a săpunului. Este reacția în care materia primă a grăsimilor sau uleiurilor (trigliceridele) reacționează cu un reactant alcalin pentru a forma săpun. Ultrasonication îmbunătățește cataliză de transfer de fază care rezultă în creșterea vitezei de reacție, conversie mai completă și evită utilizarea excesivă a reactivilor de bază, ar fi hidroxid de potasiu (KOH) sau hidroxid de sodiu (NaOH). Hidroliza alcalină inițiată ultrasonically poate fi ușor implementată în fabricarea săpunului comercial. Reactoare cu ultrasunete pentru saponificare produce o putere mai mare în timp mai scurt, fără a utiliza orice catalizator sau reducerea cantităților de catalizator utilizate.
Ultrasonically promovat saponificare
- o reacție mai rapidă
- Conversie mai mare
- Fără utilizarea excesivă a reactivilor de bază
- Fără utilizarea excesivă a catalizatorului
- Reacție mai completă
- proces verde
Studii de caz de saponificare cu ultrasunete
Diverse studii de cercetare au arătat că Sonicare promovează saponificarea trigliceridelor în săpun. Saponificare cu ultrasunete accelerează și crește conversia în timp ce salvarea sau evitarea utilizării de catalizator. Acest lucru face saponificare cu ultrasunete o metodă de producție extrem de eficient.
Inițierea cu ultrasunete a hidroliza alcalină a trigliceridelor (saponificare) fără fază catalizator
Mercantili et al. (2013) a studiat efectele Sonicare asupra hidroliza alcalină a trigliceridelor, cunoscut sub numele de saponificare. Au folosit Sonicare pentru a iniția hidroliza alcalină a uleiului de floarea soarelui. Hidroxidul de potasiu (KOH) a fost utilizat ca bază alcalină. S-a demonstrat că ultrasunetele sunt eficiente ca sursă de energie pentru inițierea și acționarea reacției, că un randament ridicat al reacției este realizabil în numai 15 minute de aplicare totală a puterii în timp ce lucrează la temperatura ambientală și că nu se generează niciun produs detectabil în timpul reacției. Compararea o baie cu ultrasunete și o sondă de tip ultrasonocator Arată sonda cu ultrasunete pentru a fi tehnica superioara. Studiul demonstrează că saponificare cu ultrasunete randamentele într-o bună conversie fără a fi nevoie de exces alcalină sau cataliza de transfer de fază.
Hidroliza alcalină a triacilglicerolului
Reactor cu rezervor ultrasonic UIP2000hdT (2kW) pentru saponificare
- Sonicare rezultate într-o reacție mai rapidă de saponificare și într-o conversie mai completă.
- Saponificare prin ultrasonication este un proces chimic utilizat pe scară largă pentru a produce săpun din uleiuri sau grăsimi și o bază.
- Saponificarea asistată cu ultrasunete evită utilizarea excesivă a catalizatorului îmbunătățește eficiența energetică globală
Ultrasonically promovat faza de transfer de reacție pentru saponificare
Bhatkhande et al. (1998) a arătat că Sonicare de uleiuri vegetale, ar fi uleiul de soia ar putea fi eficient saponificat folosind apoase Koh și diferite PTCS la temperatura camerei. Amploarea saponificării a fost studiată folosind valoarea saponificării ca referință. Optimizări de diverși parametri, ar fi timpul, selectarea catalizatorilor de transfer de fază, cantitatea de catalizator utilizat, cantitatea de KOH și cantitatea de apă au fost efectuate folosind Sonicare și amestecând. Pentru a studia efectul ultrasunetelor, saponificarea a fost, de asemenea, efectuată la 35 º C în condiții diferite, și anume amestecând, Sonicare, amestecând și Sonicare, și încălzirea la 100 º C. Sa constatat că eterogene lichid-lichid saponificare faza de uleiuri vegetale diferite folosind apoase KOH/CTAB a fost accelerat în mod semnificativ la 35 ° C sub Sonicare și amestecând.
Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!
Ultrasonicators de înaltă performanță
Hielscher Ultrasonics furnizează echipamente ultrasonice de înaltă performanță pentru producția de laborator, pilot și industriale. Ultrasonicators robuste și fiabile sunt utilizate pentru diverse reacții sonochimice, ar fi saponificare. Hielscher de tip sondă ultrasonicators pot fi utilizate în modul de lot și inline. Toți parametrii importanți ai procesului – amplitudinea, presiunea, temperatura – pot fi controlate cu precizie și să asigure rezultate reproductibile.
Controlul digital înregistrează automat parametrii procesului și le stochează pe cardul SD integrat. Pre-Setări și control de la distanță browser-ul face procesul de Sonicare foarte simplu și ușor de utilizat.
Pentru multe reacții sonochimice trebuie menținute o anumită temperatură, astfel încât controlul temperaturii este important. Ultrasonicators digitale Hielscher veni cu un termopan și controlul temperaturii. Fluxul de celule cu Jacketed permite disiparea căldurii.
Robustetea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher permite pentru funcționare 24/7 la grele și în medii solicitante.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:
| volum lot | Debit | Aparate recomandate |
|---|---|---|
| 1 la 500mL | 10 până la 200 ml / min | UP100H |
| 10 la 2000ml | 20 până la 400ml / min | Uf200 ः t. UP400St |
| 0.1 la 20L | 0.2 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000hdT |
| N / A. | 10 la 100L / min | UIP16000 |
| N / A. | mai mare | grup de UIP16000 |
Procesoare cu ultrasunete de mare putere de la laborator la pilot și scară industrială.
Literatura / Referințe
- Bhatkhande, B.S.; Samant, Shriniwas D. (1998): ultrasunete asistat de saponificare catalizată PTC de uleiuri vegetale folosind alcali apoase. Ultrasonics sonochemistry vol. 5, numarul 1, 1998. 7-12 de $.
- Mercantili, Laura; Séamus, Frank Davis; Higson, P. J. (2014): inițierea cu ultrasunete a hidroliza alcalină a trigliceridelor (saponificare) fără faza Catalysis. Jurnalul de surfactant și detergenți vol. 17, Isssue 1, 2014 ianuarie. 133-141 de $.
Ce trebuie să știți
Sonochemistry
Puterea ultrasunetelor este aplicată proceselor chimice, ar fi sinteza și cataliza (numite și sonosinteză și, respectiv, sono-cataliză) pentru a iniția și intensifica reacția. Diverse aplicații de iradiere cu ultrasunete în sinteza organică au fost investigate și dezvoltate în profunzime pentru producția industrială. Tratamentele sonochimice pot crește rata de reacție, randament și selectivitatea produselor dorite în condiții semnificativ mai ușoare. Acest lucru face ca tratamentul cu ultrasunete o tehnică eficientă și ecologică de prelucrare. Cataliza de transfer de fază asistată ultrasonically (PTC) este dovedit a fi o metodă drastic mai eficientă și eficientă pentru reacțiile organice în comparație cu aceeași reacție la starea de tăcere. De exemplu, reacția Cannizarro catalizată de o cataliză de transfer de fază asistată ultrasonic este accelerată în mod semnificativ, ducând la o conversie rapidă. Un alt exemplu proeminent este transesterificarea trigliceridelor (adică uleiuri vegetale, grăsimi animale) și metanol în prezența KOH ca catalizator și ultrasunete de putere. Transesterificarea cu ultrasunete produce în biodiesel de înaltă calitate produs într-o conversie rapidă și un proces foarte eficient, economic.
Extracția cu ultrasunete se bazează pe cavitație acustică și forțele sale de forfecare hidrodinamice
Saponificare
Saponificarea descrie reacția chimică care produce săpun. În procesul de saponificare, uleiurile vegetale sau grăsimile animale sunt transformate în săruri de acizi grași – "săpun" – și glicerol, care este un alcool. Reacția necesită o soluție de o bază alcalină (de exemplu, NaOH sau KOH) în apă și, de asemenea, de căldură pentru a iniția reacția.
Etapele de reacție ale saponificării sunt următoarele:
- Atacul nucleophilic al esterilor acizilor grași prin hidroxid
- Părăsirea grupului
- Cedare
Reacția de saponificare este utilizată în comerț pentru a produce săpunuri și lubrifianți.
În timp ce hidroxid de sodiu săpun dur și hidroxid de potasiu săpun moale sunt utilizate pentru curățarea de zi cu zi, există, de asemenea, săpunuri speciale produse folosind alte hidroxizi de metal. De exemplu, săpunuri de litiu și săpunuri de calciu sunt folosite ca lubrifiere unsori. Există, de asemenea, “săpunuri complexe” constând dintr-un amestec de sapunuri metalice.
hidroliză
Hidroliza implică reacția unui produs chimic organic cu apă pentru a forma două sau mai multe substanțe noi și, de obicei, înseamnă clivajul obligațiunilor chimice prin adăugarea de apă. Esterii pot fi despicat înapoi într-un acid carboxilic și un alcool prin reacție cu apă și o bază. Săpunul este produs prin hidroliza esterilor de grăsime sau ulei.
Bază alcalină
Reactanților de bază alcalină (lyes) sunt necesare pentru saponificarea uleiurilor și grăsimilor. Trigliceridele sunt reacționat cu o bază – hidroxid de sodiu sau potasiu – în scopul de a produce glicerol și o sare de acid gras, așa-numitul "săpun". Hidroxid de potasiu este un compus anorganic cu formula KOH, și este frecvent numit potasă caustică. Hidroxid de sodiu (NaOH) este o altă bază puternică prototipică. Când se utilizează hidroxid de sodiu, se produce un săpun greu, în timp ce utilizarea hidroxidului de potasiu duce la un săpun moale.
Reactant vs reactiv
Un reactant este o substanță care este utilizat în sus sau consumate într-o reacție chimică. În comparație cu un reactiv, este necesar un reactant în cantități mai mari. Un reactiv este o substanță care este folosit pentru a iniția o reacție, pentru a sprijini reacția și este consumat într-o reacție, în contraste la catalizatori care nu sunt consumate într-o reacție.