Hielscher Ultrazvukové technológie

Rozpúšťadle asistovanej katalytickej extrakcie

Hielscher ultrazvukové reaktory sa používajú v mnohých priemyselných odvetviach na pomoc a zlepšenie spracovania katalytického extrakcie (CEP) alebo takzvaný fáza-transfer extrakcie (PTE). Katalytická extrakcia zahŕňa heterogénne Nemiešateľný fázový systém, ako je kvapalná kvapalina alebo kvapalina-tuhá. Ultrazvukový vysoké šmyku a cavitational sily zlepšiť rozpúšťanie sadzby rozpustené látky výrazne vedie k rýchlejšej a úplnejšie extrakcie. Okrem toho sa tento účinok môže použiť na zníženie množstva použitého rozpúšťadla alebo kyseliny. Ako osvedčená technika, Rozpúšťadle asistovanej ťažby sa používa čoraz viac v dôsledku rastúceho dopytu po ekologických extrakčných techník so skráteným časom extrakcie a zníženou spotrebou organických rozpúšťadiel.

Katalytická extrakcia/fáza prenosu extrakcie-základy

Termín “Spracovanie katalytického extrakcie (CEP) alebo extrakcia fázového prenosu (PTE) opisuje distribúciu kvapalných kvapalín alebo tuhých kvapalín, keď sa zaostruje extrakcia a odstránenie analytov. Preto sa kvapalina alebo tuhý riedidlo musí rozptýliť/emulgovaný do rozpúšťadla (kvapalná fáza). Do termínu “extraktant” je opísaná len účinná látka v rozpúšťadle (t. j. homogénna "organická fáza’ ktorý pozostáva z extraktného, riedidla a/alebo modifikátora), ktorý je primárne zodpovedný za prenos rozpustenej látky z "vodného’ k "ekologickému’ Fázy. [IUPAC]. Cieľová záležitosť, ktorá je extrahovaná sa nazýva extrakt.
Tradičné metódy extrakcie, ako je extrakcia Soxhletov, macerácia, mikrovlnná rúra, percolation, extrakcia v rámci refluxnej a parnej destilácie, alebo Turbo-extrakcia sú často pomalé a neefektívne a/alebo vyžadujú vysoké množstvo nebezpečných rozpúšťadiel, ktoré majú za následok nákladovo náročný a časovo náročný proces, ktorý je škodlivý pre životné prostredie.
Ultrazvuk je osvedčený alternatívou konvenčných metód extrakcie poskytuje rýchlejšie a úplnejšie extrakcie s menej alebo žiadne nebezpečné rozpúšťadlá! Ultrazvuk je výkonná technika pre zelené, evironmental-priateľské spracovanie.

Princíp Rozpúšťadle asistovanej katalytickej extrakcie

Na extrakciu látky sa musia zmiešať nemiešateľné fázy tak, aby sa látka, ktorá sa má extrahovať, mohla z nosnej fázy rozpustiť do fázy rozpúšťadla. Najčastejšie extrakcie fázového prenosu sa vykonávajú z rozptýleného štádia do kontinuálnej fázy, čo znamená, že kvapôčky a častice sa musia rovnomerne rozptýliť do rozpúšťadla.
Výkon ultrazvuk je dobre-známy miešanie a extrakcia technológie, ktorá má niekoľko pozitívnych účinkov na proces extrakcie:

  • Zlepšená reakčná kinetika
  • Jemná zmes dopravcu (sorens) a rozpúšťadlo
  • Zvýšená interfaciálna spolupráca medzi oboma fázami
  • zvýšený prenos hmoty
  • Odstraňovanie pasivujúcich vrstiev z povrchu častíc
  • bunkové prerušenie & rozpad
  • Úplnejšia extrakcia, ktorá má za následok vyššie výnosy
  • Jednoduché & Uložiť operáciu
  • Zelený proces: šetrné k životnému prostrediu

Princíp práce Ultrazvukový kavitácie

Vyššie uvedené výhody ultrazvuku na extrakčných procesoch sú účinky ultrazvukového kavitácia. Keď sú silné ultrazvukové vlny spojené do kvapalného média, vlny vytvárajú vysokotlakové/nízkotlakové cykly. Počas nízkotlakových cyklov sa objavia malé bubliny alebo dutiny v sonicated tekutine. Tieto bubliny rastú cez niekoľko nízkotlakové cykly, kým nemôžu absorbovať viac energie. Keď bubliny získali fázu maximálnej energetickej absorpcie, oni kolaps násilne počas vysokého tlaku cyklu. Bublina imploze vytvára lokálne veľmi extrémne podmienky, ako je veľmi vysoká teplota (cca 5, 000k), veľmi vysoké tlaky (cca 2, 000atm), veľmi vysoké rýchlosti chladenia a tekuté trysky s rýchlosti až 280m/s (cca 630mph). Tento jav sa nazýva kavitácia. Tieto extrémne podmienky, aby ultrazvukom mocný a všestranný spôsob spracovania kvapaliny.
Na extrakčné účely sa v oblasti ultrazvukovej kavitácie intenzívne zmiešajú dve fázy. Kvapôčky a častice sú rozdelené na submicron-a nano-veľkosti. To rozvíja zväčšené povrchy pre lepší prenos hmoty z jednej fázy do druhej. Zvýšená interfaciálna medzi dvoma fázami vedie k zväčšenej kontaktnej ploche pre extrakciu tak, aby sa prenos hmoty zvýšil v dôsledku odstránenia stagnujúceho kvapalných vrstiev na hranici fázy. Hmotnostný prenos sa ďalej zvyšuje v dôsledku odstránenia pasivujúcich vrstiev z povrchu častíc. Na extrakciu biologických látok z buniek a tkanív sa hromadný prenos zvyšuje o narušenie ultrazvukovej bunky. Všetky tieto účinky vedú k úplnejšej extrakcii, čo vedie k vyšším výnosom.

Výhody Ultrazvukový extrakcie:

  • Break hranica vrstiev
  • prekonať Van-der-Waals sily
  • presunúť nenasýtené kvapaliny na kontaktnú plochu
  • zníženie alebo eliminiate potrebu transferového agentov
  • skrátiť čas, teplotu a/alebo koncentráciu
  • menší prebytok v porovnaní s objemom vyžadovanými pre plnú sýtosť
  • menej objemu, ktorý sa má rafinovať (napr. destiláciou, odparovaním, sušením)
  • bez neustáleho miešania reaktorov (CSR)
  • Šetrenie energie
  • bez dávkovanie, ale inline spracovanie
  • používať menej kyslé alebo lacnejšie rozpúšťadlo
  • Nepoužívajte rozpúšťadlá, namiesto
  • proces vysokých pevných látok koncentrácie alebo vysokej viskozity hnoji
  • Ekologické spracovanie: šetrné k životnému prostrediu
  • používať organické kyseliny, ako je kyselina jablčnej alebo kyselina citrónová
  • Vyhnite sa viacstupňové extrakčné procesy
Vysoký výkon ultrazvuk je osvedčený techniku extrahovať komponenty vedúce k vyššiemu výnosu a rýchlejšie spracovanie (kliknite pre zväčšenie!)

Rýchla a efektívna ťažba ultrazvukom

Ultrazvukový extrakcie pre:

  • biológie
  • chémia
  • jedlo & Pharma
  • Analýzy
  • jadrového spracovania
  • ťažobné aplikácie
  • Desulfurization
  • organické zlúčeniny
  • geochémie
  • Čistenie

Žiadosť o informácie





Extrakcia kvapalnej kvapaliny

Konvenčný proces: Extrakcia kvapalnej kvapaliny je metóda delenia, ktorá extrahuje látky z jednej kvapalnej fázy do inej kvapalinovej fázy na základe relatívnej rozpustnosti látok v dvoch rôznych nemiešateľných kvapalných fázach. Použitie ultrazvukom zlepšuje rýchlosť, pri ktorej je spájka prevedená medzi dvoma fázami vysoký výkon Miešanie, emulgačný, a rozpúšťanie!
Extrakcia kvapalnej kvapaliny je separačná technika na izoláciu a Koncentrovanie hodnotných komponentov z vodného roztoku pomocou organického rozpúšťadla. Extrakcia kvapalnej kvapaliny sa často aplikuje, ak sú iné separačné techniky (napr. destilácia) neúčinné. Extrakcia kvapalnej kvapaliny sa používa vo farmaceutickom & kozmetické (aktívne zlúčeniny, API, vonné látky), ako aj potravinársky a poľnohospodársky priemysel, pre ekologickú a anorganickú chémiu, petrochemický priemysel a hydrometallurgia.

Problém: Častým problémom je nemiešateľnosť kvapalných fáz (rozpúšťadlo a riedidlo sú nemiešateľné), takže je potrebná správna miešacia metóda. Ako rovnomerné miešanie oboch kvapalných fáz podporuje fázový prenos medzi riedidla a rozpúšťadlom, je rozhodujúca spoľahlivá disperzné alebo emulsifikácia metóda. Jemnejšia zmes a vyššia kontaktná plocha medzi oboma fázami, tým lepšie môže byť soluent cestovať z jednej kvapalnej fázy do inej kvapalnej fázy. Konvenčné extrakčné procesy väčšinou nedostatok v podpore hromadného prevodu tak, že proces extrakcie je pomalý a často neúplné. Na zlepšenie ťažby sa často používajú nadmerné množstvo rozpúšťadla, čo spôsobuje, že proces je drahý a znečisťuje životné prostredie.

Riešenie: Ultrazvukový kvapalina-kvapalina extrakcie vyniká tradičné tekuté-kvapalina extrakcia techniky na rôznych miestach:
Výkon ultrazvuk mieša dve alebo viac kvapalných fáz spoľahlivé a ľahko dohromady. Ultrazvukom, kvapôčky môže byť znížená na nano-size tak, že jemné mikro-a nano-emulzie sú získané. Tým, generované cavitational sily podporovať prenos hmoty medzi kvapalných fáz. Ako ultrazvukom možno spustiť v kontinuálnej inline-systém, veľké objemy a vysoko Viskózne kvapaliny môžu byť riešené bez problémov.
Ale aj mikro extrakcie, napríklad na analytické účely, môže byť zlepšená ultrazvukom, príliš (napr. iónová kvapalina-založené mikro-extrakcie s ultrazvukovou emulsification).

Výkonné ultrazvukové sily sú dobre-známej a spoľahlivej techniky pre extrakciu (kliknite pre zväčšenie!)

Ultrazvukový kavitácie v kvapalnej

Výhody Ultrazvukový extrakcie:
Výkonné ultrazvukové sily – generované nízkou frekvenciou/vysokým výkonom ultrazvuk – pomáha

  • pretvoriť kvapôčky
  • Vyhnite sa transfere emulzie činidlá alebo amphiphillic katalyzátory
  • Vyhnite sa používaniu čistiacich prostriedkov alebo povrchovo aktívnych látok
  • vyhnúť sa obojky, čistiace prostriedky alebo povrchovo aktívne látky
  • vytvárať turbulentné nestabilné emulzie bez povrchovo aktívnych vrstiev

Extrakcia tuhých kvapalín

Cieľom extrakcie tuhej kvapaliny alebo extrakcie v pevnej fáze (SPE) je oddeliť analyty, ktoré sa rozpúšťajú alebo pozastavujú v kvapalnej zmesi, a izolovať ich od matice podľa ich fyzikálnych a chemických vlastností. Preto sa izolát eluuje z sorbénov s pomocou vhodného rozpúšťadla. Extrahovaná látka sa nazýva elute.
Konvenčné techniky SPE sú maceráciou, extrakciou Soxhletov, perkoláciou, kombináciou refluxnej a parnej destilácie alebo vysokou rýchlosťou miešania/Turbo-extrakcie. Extrakcia tuhej kvapaliny je bežným postupom na oddelenie zlúčenín v biológii, chémii, ako aj v potravinárskom, farmaceutickom a kozmetickom priemysle. Ťažba kovov je tiež známy ako lúhovanie.
Problém: Konvenčné techniky SPE sú známe ako časovo náročné a vyžadujú relatívne veľké množstvo rozpúšťadiel, ktoré sú väčšinou nebezpečné pre životné prostredie a znečisťujúce. Vysoká teplota procesu môže dokonca viesť k zničeniu tepelno-citlivých extraktov.
Riešenie: S Rozpúšťadle asistovanej tuhej kvapaliny sa môžu bežne prekonať bežné problémy tradičnej SPE. Vzhľadom k tomu, ultrazvukom poskytuje jemné rozloženie pevných látok v rozpúšťadle fáze, väčšie medziná hranica je k dispozícii tak, aby sa zvýšila hmotnostný prenos cieľovej látky do rozpúšťadla. Výsledkom je rýchlejšia a Úplnejšia extrakcia, zatiaľ čo použitie rozpúšťadla je znížené alebo úplne zabránené (namiesto toho použite vodu ako kvapalnú fázu). Pri použití ultrazvukového výkonu môže byť extrakcia v pevnej fáze vykonávaná efektívnejším, ekonomickým a environmetalickému prostrediu. Kvôli zníženiu alebo vyhýbaniu sa znečisťujúcim alebo nebezpečným rozpúšťadlám sa môže Ultrazvukový extrakcia považovať za šetrnú k životnému prostrediu Zelený proces. Z ekonomického hľadiska sa náklady na proces znižujú v dôsledku úspor energie, rozpúšťadla a času.

extrakcia rozpúšťadla

V prípade extrakcie rozpúšťadla sa na rozpúšťanie a oddeľovanie zlúčeniny z inej tekutiny (napr. vodnej fázy) používa rozpúšťadlo (napr. organické rozpúšťadlo). Všeobecne platí, že čím viac polárnych rozpustené látky sa rozpustí v viac polárnych rozpúšťadiel, a menej polárne rozpustené látky v menej polárnom rozpúšťadle. Pomocou extrakcie rozpúšťadla je možné oddeliť oxidované tiopenény (sulfoxidy, sulfony) z olejovej fázy pomocou acetonitrilu alebo iných polárnych rozpúšťadiel. Extrakcia rozpúšťadla sa používa aj na extrakciu materiálov, ako je urán, plutónium alebo tórium z kyslých roztokov do organofosfátu tri-N-butylfosfát (proces PUREX).
Znížte používanie rozpúšťadla: Použitie ultrazvukom minimalizuje používanie rozpúšťadiel v procese a optimalizuje zaťaženie výrobku v rozpúšťadle. To tiež vedie k rýchlejšej a úplnejšie extrakcie.
Kliknite tu sa dozviete viac o Rozpúšťadle-asistovanej oxidačné odsírenie!

Rozpúšťadle asistovanej Soxhlet extrakcie

Extrakcia soxhlet je technika extrakcie tuhých kvapalín, ktorá sa často používa v syntetických a analytických laboratóriách. Extrakcia Soxhlet sa aplikuje hlavne vtedy, keď má látka len obmedzenú rozpustnosť v rozpúšťadle a nečistota je nerozpustná v tomto rozpúšťadle.
Ultrazvuk môže byť veľmi úspešne v kombinácii s extrakciou Soxhlet výsledkom zvýšenej výnosy a kratší čas extrakcie.
Prosím, kliknite tu sa dozviete viac o rozpúšťadle pomáhal Soxhlet extrakcie!

Ťažba v Topánkoch

Kvapalné kvapalné extrakcie sa môžu vykonávať v zmesiach, v ktorých je jedna alebo obidve kvapalné fázy topí, ako sú roztavné soli alebo roztavený kovy, ako je ortuť. Výkonný inline ultrazvukom v ultrazvukových prietokových buniek reaktory umožňujú spracovanie aj kvapaliny s vysokou viskozít, ako sú taví.

Lúhovania

Lúhovanie opisuje použitie kyselín, rozpúšťadiel alebo horúcej vody, aby sa selektívne rozpúšťa rozpustenie z inertné nerozpustné pevné dopravcu. Leaching je často používaný v baníctve extrahovať kovy z rúd.
Výhody ultrazvukové vylúhovanie:

  • umývať malé otvory pórovitých materiálov
  • prekonanie selectiností membrán
  • zničiť tuhé látky, delaminate a deaglomerovať tuhé látky
  • odstránenie pasívnych vrstiev
  • odstránenie oxidu vrstiev
  • mokré všetok materiál povrchu, najmä pre vysoké povrchové napätie kvapaliny
  • šmyku riedenie

Kliknite tu sa dozviete viac o ultrazvukové lúhovanie!

Hielscher zariadenia pre všetky stupnice

Ultrazvukom v laboratóriu, Bench-top a výrobnej stupnice
Všetky Hielscher ultrazvukové zariadenia sú postavené na spustenie 24h/7d, dokonca aj ultrazvukové laboratórium homogenizers môže spracovať značné objemy buď v dávkovom alebo Prietokový režim. Bench-top a priemyselné ultrasonicators sú navrhnuté a postavené v priemyselnej triede tak, aby vysoké objemy a vysoké viskozít môžu byť spracované bez problémov – aj v náročnom stave, ako sú vysoké tlaky a vysoké teploty (napr. v kombinácii s superkritickým CO2, pre procesy vytláčaním atď.). Hielscher je robustný ultrasonicators sú schopné zvládnuť rozpúšťadlá, abrazívne kvapaliny, a potvrdenie. Vhodné príslušenstvo umožňuje optimálne prispôsobenie ultrazvukového systému požiadavkám procesu extrakcie. Pre inštaláciu v nebezpečnom prostredí, ATEX alebo FM menovitý Ultrazvukový systémy odolné proti výbuchu sú k dispozícii.
Tým, Hielscher robustné a výkonné ultrazvukové systémy a širokú škálu príslušenstvo umožňuje Sonikujte materiály, ako je teplá voda/kvapaliny, acidics, kovové roztaví, soľné melóny, rozpúšťadlá (napr. metanol, hexán; organické, polárne rozpúšťadlá napr. acetonitril).

Ultrazvukový fáza prevodu extrakcie alebo katalytickú extrakciu možno realizovať ako jednoduchý dvojstupňový proces

Vývojový diagram: fázy extrakcie ultrazvukového fázového prevodu

Literatúra / Referencie

  • Bendicho, C.; De la Calle, I.; Pena, F.; Costas, M.; Cabaleiro, N.; Lavilla, I. (2012): ultrazvuk-Asistované predvyšetrenie pevných vzoriek v kontexte zelenej analytickej chémie. Trendy v analytickej chémii, Vol. 31, 2012. 50-60.
  • Iupac. Compendium chemickej terminológie, 2nd Ed. “Zlatá kniha”). Zostavil a. D. McNaught a a. Wilkinson. Blackwell vedecké publikácie, Oxford (1997). XML online opravená verzia: http://goldbook.iupac.org (2006) vytvoril M. nic, J. Jirat, B. Kosata; aktualizácie zostavené A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8.
  • Oluseyi, T.; Olayinka, K.; Alo, B.; Smith, R. M. (2011): porovnanie extrakčných a čistých techník na stanovenie polycyklických aromatických uhľovodíkov v kontaminovaných pôdnych vzorkách. Africký vestník vedy o životnom prostredí a technológie Vol. 5/7, 2011. 482-493.
  • Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): dávkové a kontinuálne ultrazvuk asistovanej extrakcie Boldo listy (Peumus boldus mol.). Medzinárodný vestník molekulárnej vedy 14, 2013. 5750-5764.
  • Wang, L.; Weller, C. L. (2006): nedávny pokrok pri ťažbe Nutraceuticals z rastlín. Trendy v Potravinárnej vede & Technológia 17, 2006. 300 – 312.

Kontaktujte nás / požiadajte o ďalšie informácie

Porozprávajte sa s nami o vaše požiadavky na spracovanie. Odporučíme najvhodnejšie nastavenie a spracovanie parametrov pre váš projekt.





Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,




Fakty stojí za to vedieť

Ultrazvukové spracovanie kvapaliny je často označovaný ako ultrazvukom, ultrazvukom, sonification, insonácia, ultrazvukové ožarovanie, alebo použitie akustických polí. Všetky tieto pojmy popisujú spojenie vysokého výkonu ultrazvukových vĺn do kvapalného média na dosiahnutie ultrazvukového

Ako moc ultrazvuk je taká všestranná technika spracovania, Ultrazvukové prístroje sú známe za rôznych podmienok, ako je sonda sonicator, Sonic lyser, ultrazvuk disruptor, Ultrazvukový brúska, sono-ruptor, sonifier, Sonic dismembrator, bunkovej disruptora, Ultrazvukový rozprašovačom alebo dissolver.