Ultrazvukový Saponification
- Saponification je široko používaná chemická reakcia na výrobu mydla z olejov alebo tukov a základne.
- Ultrazvukom zintenzívňuje saponifikačnú reakciu, čo vedie k rýchlejšej reakcii a úplnejšej konverzii.
- Tým, že sa zabráni nadmernému používaniu katalyzátora a je energeticky efektívna spracovateľská metóda, ultrazvukom je šetrný k životnému prostrediu spracovateľskej techniky.
Ultrasonically podporované Saponification
Saponification je v chemickom procese tvorby mydla. Je to reakcia, v ktorej suroviny tukov alebo olejov (triglyceridov) reagujú s alkalickým reakttant s cieľom tvoriť mydlo. Ultrazvukom podporuje fáza prevodu katalýza vedie k zvýšenej reakčnej rýchlosti, úplnejšie konverziu a zabraňuje nadmernému používaniu základných reagencií, ako je hydroxid draselný (KOH) alebo hydroxid sodný (NaOH). Rozpúšťadle začala alkalická hydrolýza možno ľahko implementovať v komerčnej výrobe mydla produkovať vyšší výkon v kratšom čase bez použitia katalyzátora alebo zníženie množstva použitého katalyzátora.
- Rýchlejšia reakcia
- Vyššia konverzia
- Žiadne nadmerné používanie základných reagencií
- Žiadne nadmerné používanie katalyzátora
- Úplnejšia reakcia
- Zelený proces
Prípadové štúdie Ultrazvukový Saponification
Rôzne výskumné štúdie ukázali, že ultrazvukom podporuje zmydelnenie triglyceridov do mydla. Ultrazvukový zmydelnenia urýchľuje a zvyšuje konverziu pri ukladaní alebo vyhnúť sa použitiu katalyzátora. To robí Ultrazvukový zmydelnenia vysoko efektívnu výrobnú metódu.
UIP2000hdT (2kW) pre zmydelnenie
Ultrazvukové začatie alkalickej hydrolýzy triglyceridov (Saponification) bez fázového katalyzátora
Mercantili et al. (2013) študoval účinky ultrazvukom na alkalickej hydrolýze triglyceridov, známy ako saponification. Používajú ultrazvukom iniciovať alkalickú hydrolýzu slnečnicového oleja. Hydroxid draselný (KOH) bol použitý ako alkalická základňa. Ukázalo sa, že ultrazvuk je účinný ako zdroj energie iniciovať a riadiť reakciu, že vysoký reakčná výťažnosť je dosiahnuteľná iba 15 min celkovej spotreby energie pri práci na okolitej teplote, a že žiadne zistiteľné-produkty sú generované počas reakcie. Porovnanie ultrazvukového kúpeľa a sondy typu ultrasonocator ukazuje ultrazvukové sondy, ktoré majú byť vynikajúce techniku. Štúdia ukazuje, že Ultrazvukový zmydelnenia výnosy v dobrom konverzii bez nutnosti nadbytočných alkalických alebo fáza prevodu katalýza.
Alkalická hydrolýza triacylglycerolu
Rozpúšťadle podporovaná fáza prenosu reakcie na Saponification
Bhatkhande et al. (1998) ukázal, že ultrazvukom rastlinných olejov, ako je sójový olej by mohol byť účinne zmydlenej pomocou vodného Koh a rôznych ptcs pri izbovej teplote. Rozsah saponfikácie sa skúmal s použitím hodnoty saponifikácie ako referencia. Optimalizácia rôznych parametrov, ako je čas, výber fázový transfer katalyzátory, množstvo použitého katalyzátora, množstvo KOH a množstvo vody boli vykonané pomocou ultrazvukom a miešanie. Ak chcete študovať účinok ultrazvuku, zmydelnenie sa vykonalo aj pri 35 º C za rôznych podmienok, menovite miešanie, ultrazvukom, miešanie a ultrazvukom, a vykurovanie pri 100 º C. Zistilo sa, že heterogénna kvapalina-kvapalná fáza zmydelnenia rôznych rastlinných olejov pomocou vodného Koh/CTAB bol výrazne zrýchlený pri 35 º c pod ultrazvukom a miešanie.
Vysokovýkonné ultrasonicators
Hielscher Ultrasonics dodávky vysoko výkonné ultrazvukové zariadenia pre laboratórne, pilotné a priemyselnej výroby. Robustné a spoľahlivé ultrasonicators sa používajú pre rôzne Sonochemical reakcie, ako je zmydelnenie. Hielscher sondy typu ultrasonicators môžu byť použité v dávkovom a inline režime. Všetky dôležité parametre procesu – amplitúda, tlak, teplota – možno presne ovládať a zabezpečiť reprodukovateľné výsledky.
Digitálny ovládací prvok automaticky zaznamenáva parametre procesu a uloží ich na integrovanú SD kartu. Pre-nastavenia a diaľkové ovládanie prehliadača, aby ultrazvukom proces veľmi jednoduché a užívateľsky príjemný.
Pre mnoho sonochemical reakcií musí byť zachovaná určitá teplota, takže regulácia teploty je dôležitá. Hielscher digitálne ultrasonicators prísť s Thermo-pár a regulácia teploty. Jacketed prietoková bunka umožňuje odvod tepla.
Robustnosť ultrazvukových zariadení spoločnosti Hielscher umožňuje prevádzku 24 hodín denne 7 dní v týždni v náročných a náročných prostrediach.
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:
| Objem šarže | prietok | Odporúčané Devices |
|---|---|---|
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 02 až 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10 l / min | UIP4000hdT |
| neuv | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| neuv | väčšia | strapec UIP16000 |
Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!
Vysoko výkonové ultrazvukové procesory z laboratória do pilotného a priemyselného rozsahu.
Literatúra / Referencie
- Bhatkhande, BS; Samant, svätyne d. (1998): ultrazvuk asistovanej PTC katalyzované zmydelnenia rastlinných olejov pomocou vodnej alkalickej. Ultrasonics sonochemistry Vol. 5, číslo 1, 1998. 7-12.
- Mercantili, Laura; Séamus, Frank Davis; Higson, P. J. (2014): ultrazvukové začatie alkalickej hydrolýzy triglyceridov (saponifikácia) bez fázy katalýza. Časopis povrchovo aktívnej látky a detergenty Vol. 17, Isssue 1, Jan 2014. 133-141.
Fakty stojí za to vedieť
Sonochemistry
Výkon ultrazvuk sa aplikuje na chemické procesy, ako je syntéza a katalýza (tiež volal sono-syntézou a sono-katalýza, respektíve) s cieľom iniciovať a zintenzívniť reakciu. Rôzne aplikácie ultrazvukového ožarovania v organickej syntéze boli podrobne preskúmané a vyvinuté pre priemyselnú výrobu. Sonochemical liečby môže zvýšiť rýchlosť reakcie, výnos a selektívnosť požadovaných produktov v rámci výrazne miernejší stav. To robí ultrazvukové ošetrenie efektívne a šetrné k životnému prostrediu techniku spracovania. Ultrasonically asistovanej fázy transfer katalýza (PTC) sa ukázala byť drasticky efektívnejšie a účinnejšie metódy pre organické reakcie v porovnaní s rovnakou reakciou na ticho stave. Napríklad, Cannizarro reakcie katalyzovaný ultrazvukom-asistovanej fázy transfer katalýza je výrazne zrýchlil, čo vedie k rýchlemu prevodu. Ďalším výrazným príkladom je transesterifikácia triglyceridov (t.j. rastlinné oleje, živočíšne tuky) a metanol v prítomnosti KOH ako katalyzátor a výkon ultrazvuk. Ultrazvukový transesterifikáciou výnosy vo vysokej kvalite bionafty vyrobené v rýchlej konverzii a veľmi efektívny, ekonomický proces.
Ultrazvukový extrakcie je založený na akustické kavitácie a jeho hydrodynamické šmykovej sily
Zmydelnenia
Saponification opisuje chemickú reakciu, ktorá produkuje mydlo. V procese saponfikácie sa rastlinné oleje alebo živočíšne tuky premieňa na soli mastných kyselín – "mydlo" – a glycerol, čo je alkohol. Reakcia vyžaduje riešenie alkalickej základne (napr. NaOH alebo KOH) vo vode a tiež teplo na začatie reakcie.
Reakčné kroky saponfikácie sú nasledovné:
- Nukleofilný záchvat esterov mastných kyselín hydroxidom
- Opustenie skupiny odstránenie
- Deprotonácia
Saponfikačná reakcia sa používa komerčne na výrobu mydiel a mazív.
Kým sa na každodenné čistenie používajú mäkké mydlo s hydroxidom sodným a hydroxidom draselným, existujú aj špeciálne mydlá vyrábané s použitím iných kovových hydroxidov. Napríklad, lítiové mydlá a vápenaté mydlá sa používajú ako mazacie mastné tuky. K dispozícii sú aj “zložité mydlá” skladajúci sa zo zmesi kovových mydiel.
Hydrolýzou
Hydrolýza zahŕňa reakciu organickej chemikálie s vodou na vytvorenie dvoch alebo viacerých nových látok a zvyčajne znamená štiepenie chemických dlhopisov pridaním vody. Estery môžu byť štiepený späť do kyseliny karboxylovej a alkohol reakciou s vodou a základňou. Mydlo sa vyrába hydrolýzou esterov tuku alebo oleja.
Alkalická základňa
Alkalické základne reaktanty (lyes) sú potrebné pre zmydelnenia olejov a tukov. Triglyceridy sú reagované so základnou – hydroxid sodný alebo draselný – s cieľom produkovať glycerol a mastné kyseliny soľ, takzvaný "mydlo". Hydroxid draselný je anorganická zlúčenina so vzorcom KOH a obyčajne sa nazýva leptavé potaš. Hydroxid sodný (NaOH) je ďalšou prototypickou silnou základňou. Keď sa používa hydroxid sodný, produkuje sa tvrdé mydlo, zatiaľ čo použitie hydroxidu draselného má za následok mäkké mydlo.
Reakttant vs činidlo
Reakttant je látka, ktorá sa používa alebo spotrebúva v chemickej reakcii. V porovnaní s činidlom sa vyžaduje reakttant vo väčších množstvách. Činidlo je látka, ktorá sa používa na začatie reakcie, na podporu reakcie a je spotrebovaná v reakcii, v kontraste s katalyzátory, ktoré nie sú konzumované v reakcii.