saponifikimit – Procesi i Bërjes së Sapunëve me Ultrasonics
Saponifikimi është procesi kimik i bërjes së sapunit. Shtë reagimi në të cilin lënda e parë e yndyrnave ose vajrave (trigliceridet) reagon me një reaksion alkali në mënyrë që të formojë sapun. Ultrasonikimi përmirëson katalizën e transferimit fazor duke rezultuar në rritjen e shpejtësisë së reagimit, shndërrim më të plotë dhe shmang përdorimin e tepruar të reagjentëve bazë si hidroksid kaliumi (KOH) ose hidroksid natriumi (NaOH). Hidroliza alkaline e iniciuar në mënyrë ultrasonike mund të zbatohet lehtësisht në prodhimin e sapunit komercial. Reaktorët tejzanor për sapunifikim prodhojnë prodhim më të lartë në kohë më të shkurtër pa përdorur ndonjë katalizator ose zvogëluar sasitë e katalizatorit të përdorur.
Saponifikimi i avancuar në mënyrë ultrasonike
- Reaksioni me i shpejte
- Shndërrim më i lartë
- Asnjë përdorim i tepruar i reagentëve bazë
- Nuk ka përdorim të tepruar të katalizatorit
- Reagimi më i plotë
- Proces i gjelbër
Studime të rasteve të Saponifikimit tejzanor
Studime të ndryshme kërkimore kanë treguar se sonication nxit saponifikimin e triglicerideve në sapun. Saponifikimi tejzanor përshpejton dhe rrit konversionin duke kursyer ose duke shmangur përdorimin e katalizatorit. Kjo e bën saponifikimin tejzanor një metodë shumë efikase të prodhimit.
Inicimi tejzanor i hidrolizës alkalike të triglicerideve (Saponifikimi) pa katalizator të fazës
Mercantili et al. (2013) studiuar efektet e ultrasonication në hidrolizë alkaline e triglycerides, i njohur si saponification. Ata përdorën sonication për të filluar hidrolizën alkaline të vajit të lulediellit. Hidroksid kaliumi (KOH) është përdorur si bazë alkali. Është treguar se ultratingulli është efektiv si një burim energjie për të inicuar dhe drejtuar reaksionin, që një arritje e lartë e reaksionit është e arritshme në vetëm 15 minuta të aplikimit të energjisë totale duke punuar në temperaturën e ambientit dhe se asnjë nënprodukt i dallueshëm nuk gjenerohet gjatë reagim. Krahasimi i një dushi me ultratinguj dhe një tip ultrasonocator i sondës tregon se sonda tejzanor është teknikë superiore. Studimi tregon se saponifikimi tejzanor jep në një konvertim të mirë pa nevojën për katalizim të tepërt të alkali ose fazës së transferimit.
Hidroliza alkaline e triacilglicerolit
Reaktori rezervuar tejzanor UIP2000hdT (2kW) për saponifikim
- Ultrasonication rezulton në një reagim më të shpejtë sapunifikimi dhe në një shndërrim më të plotë.
- Saponifikimi nga ultrasonikimi është një proces kimik i përdorur gjerësisht për të prodhuar sapun nga vajra ose yndyrna dhe një bazë.
- Saponifikimi me ndihmën ultrasonike shmang përdorimin e tepruar të katalizatorit përmirëson efikasitetin e përgjithshëm të energjisë
Reagimi i transferimit të fazës së stimuluar në mënyrë ultrasonike për saponifikim
Bhatkhande et al. (1998) tregoi se sonication e vajrave bimore të tilla si vaj sojë mund të saponifikohet në mënyrë efikase duke përdorur KOH ujore dhe PTCs të ndryshme në temperaturën e dhomës. Shkalla e saponifikimit është studiuar duke përdorur vlerën e saponifikimit si referencë. Optimizimet e parametrave të ndryshëm si koha, përzgjedhja e katalizatorëve të transferimit të fazës, sasia e katalizatorit të përdorur, sasia e KOH dhe sasia e ujit u kryen duke përdorur sonication dhe stirring. Për të studiuar efektin e ultrazërit, saponifikimi u krye edhe në 35ºC në kushte të ndryshme, dmth nxitje, sonication, stirring dhe sonication, dhe ngrohje në 100 ºC. U konstatua se saponifikimi faza heterogjene e lëngjeve dhe lëngjeve të vajrave vegjetale të ndryshme duke përdorur KOH / CTAB ujore u përshpejtua dukshëm në 35ºC nën sonication dhe stirring.
Na kontaktoni! / Pyet Na!
Ultrasonicators me performancë të lartë
Hielscher Ultrasonics furnizon pajisje me performancë të lartë ultratinguj për laborator, pilot dhe prodhim industrial. Ultrasonicators të fuqishëm dhe të besueshëm përdoren për reaksione të ndryshme sonochemike të tilla si saponifikimi. Hixhseri sondë-tip ultrasonicators mund të përdoret në mënyrë grumbull dhe inline. Të gjithë parametrat e rëndësishëm të procesit – amplitudë, presion, temperaturë – mund të kontrollohen saktësisht dhe të sigurojnë rezultate të riprodhueshme.
Kontrolli dixhital automatikisht regjistron parametrat e procesit dhe ruan ato në kartën SD të integruar. Parametrat e para dhe kontrolli i largët i shfletuesit e bëjnë procesin e zërit shumë të thjeshtë dhe të lehtë për t'u përdorur.
Për shumë reaksione sonochemike duhet mbajtur një temperaturë e caktuar, kështu që kontrolli i temperaturës është i rëndësishëm. Ultrasonicators dixhital të Hielscher-it vijnë me një termo-çift dhe kontroll të temperaturës. Qelizat e rrjedhjes së xhaketës lejojnë shpërndarjen e nxehtësisë.
Fuqia e pajisjeve tejzanor të Hielscher mundëson operimin 24 orë në ditë në detyrë të rëndë dhe në mjedise kërkuese.
Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë:
| Vëllimi i Serisë | Shkalla e rrjedhjes | Devices rekomanduara |
|---|---|---|
| 1 deri 500mL | 10 deri 200mL / min | UP100H |
| 10 deri në 2000 ml | 20 deri 400mL / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 deri në 20L | 0.2 deri në 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100L | 2 deri në 10L / min | UIP4000hdT |
| na | 10 deri në 100L / min | UIP16000 |
| na | më e madhe | grup i UIP16000 |
Procesorë tejzanor me fuqi të lartë nga laboratori në pilot dhe shkallë industriale.
Letërsi / Referencat
- Bhatkhande, BS; Samant, Shriniwas D. (1998): Ultrasound ndihmoi PTC saponifikimin katalizuar të vajrave bimore duke përdorur alkali ujore. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 5, Numër 1, 1998. 7-12.
- Mercantili, Laura; Séamus, Frank Davis; Higson, PJ (2014): Inicimi tejzanor i hidrolizës alkalike të triglicerideve (Saponifikimi) pa katalizator të fazës. Gazeta e Surfactant dhe Detergents Vol. 17, Issue 1, Jan 2014. 133-141.
Fakte të vlefshme
sonochemistry
Ultratingulli i fuqisë aplikohet në proceset kimike siç janë sinteza dhe kataliza (e quajtur gjithashtu Sono-sintezë dhe Sono-Katalizë, përkatësisht) në mënyrë që të iniciojnë dhe intensifikojnë reagimin. Aplikime të ndryshme të rrezatimit tejzanor në sintezën organike janë hetuar në thellësi dhe janë zhvilluar për prodhimin industrial. Trajtimet Sonokimike mund të rrisin shkallën e reagimit, rendimentit dhe selektivitetit të produkteve të dëshiruara në kushte të konsiderueshme më të buta. Kjo e bën trajtimin tejzanor një teknikë të përpunimit efektiv dhe miqësor ndaj mjedisit. Kataliza e transferimit të fazës së ndihmuaruar tejzanor (PTC) është vërtetuar se është një metodë në mënyrë drastike më të efektshme dhe efektive për reaksione organike, krahasuar me të njëjtin reagim në gjendje heshtjeje. Për shembull, reagimi Cannizarro i katalizuar nga një katalizë transferimi fazor i ndihmuar ultrasonikisht shpejtohet ndjeshëm duke rezultuar në një konvertim të shpejtë. Një shembull tjetër i spikatur është transesterifikimi i triglicerideve (d.m.th. vajrat vegjetale, yndyrnat shtazore) dhe metanoli në prani të KOH si katalizator dhe ultratingullit të energjisë. Transesterifikimi tejzanor jep në bionaftë me cilësi të lartë të prodhuar në një konvertim të shpejtë dhe një proces shumë efikas, ekonomik.
Ekstraktimi tejzanor bazohet në cavitation akustike dhe forcat e saj të qethjes hidrodinamike
saponifikimit
Saponifikimi përshkruan reagimin kimik që prodhon sapun. Në procesin e saponifikimit, vajrat vegjetale ose yndyrnat e kafshëve konvertohen në kripëra të acidit yndyror – "sapun" – dhe glicerinë, e cila është një alkool. Reagimi kërkon një zgjidhje të një baze alkali (p.sh., NaOH ose KOH) në ujë dhe ngrohjes për të inicuar reagimin.
Hapat e reagimit të saponifikimit janë si në vijim:
- Sulmi nukleofil i estereve të acidit yndyror nga hidroksidi
- Largimi i heqjes së grupeve
- Deprotonation
Reaksioni saponifikues përdoret komercialisht për të prodhuar soaps dhe lubrifikantë.
Ndërsa hidroksid natriumi dhe sapuni i butë i hidroksidit të kaliumit përdoren për pastrimin e përditshëm, ka edhe soaps të veçantë të prodhuara duke përdorur hidrokside të tjera metalike. Për shembull, sapunët e litiumit dhe sapunët e kalciumit përdoren si lubrifikantë lubrifikues. Ka edhe “soaps komplekse” që përbëhet nga një përzierje e sapunit metalik.
hidrolizë
Hidroliza përfshin reaksionin e një kimike organike me ujë për të formuar dy ose më shumë substanca të reja dhe zakonisht nënkupton ndarjen e lidhjeve kimike me shtimin e ujit. Esteret mund të ndahen në një acid karboksilik dhe një alkool, duke reaguar me ujë dhe një bazë. Sapuni prodhohet nga hidroliza e estereve të yndyrës ose të vajit.
Baza Alkaline
Për reagimin e vajrave dhe yndyrave nevojiten reagentë bazë alkaline (lyej). Trigliceridet reagojnë me një bazë – hidroksid natriumi ose kaliumi – në mënyrë që të prodhojë glicerinë dhe një kripë acidi yndyror, të ashtuquajturat "sapun". Hidroksid kaliumi është një përbërje inorganike me formulën KOH, dhe zakonisht quhet kalium kaustik. Hidroksid natriumi (NaOH) është një tjetër bazë e fortë prototipike. Kur përdoret hidroksid natriumi, prodhohet një sapun i fortë, ndërsa përdorimi i hidroksidit të kaliumit rezulton në një sapun të butë.
Reaktant kundrejt reagentit
Një reagues është një substancë që është përdorur ose konsumuar në një reaksion kimik. Në krahasim me një reagent, një reagent kërkohet në sasi më të mëdha. Një reagent është një substancë që përdoret për të inicuar një reaksion, për të mbështetur reagimin dhe është konsumuar në një reaksion, për dallim nga katalizatorët që nuk konsumohen në një reaksion.