ИнноРЕКС – Ултразвучно побољшана ПЛА екструзија
Ултразвучно мешање, дисперговање и емулговање побољшава екструзију полимлечних киселина (ПЛА). Имплементација ултразвучне обраде у екструзионе линије повећава принос и квалитет произведеног ПЛА.
Полилацтиде Синтхесис
Полилактидне киселине или полилактид (ПЛА) је термопластични алифатични полиестар, који се синтетише од млечне киселине и лактидних мономера. Лактид је циклични диестар, који се добија из ферментисаног биљног скроба (нпр. кукурузног скроба, шећерне трске) и користи се као замена за пластику на биљној бази. На тај начин, ПЛА синтеза се савршено уклапа у опсег зелене хемије. ПЛА је брзо стекла велико интересовање јер је биоразградива замена за конвенционалну пластику на бази петрохемије.
Чињенице о ПЛА: ПЛА (Ц3Х4О2)н има густину од 1210-1430 кг/м3, нерастворљив је у води, тврђи је од ПТФЕ и топи се на температурама између 150°Ц и 220°Ц.
ИнноРЕКС – Иновативни процес полимеризације
Тренутни производни процес ПЛА захтева катализаторе који садрже метал да побољшају брзину полимеризације лактона, опасних по здравље и животну средину. Што се тиче проблематичне природе коришћења катализатора и растуће потражње за полимерима на бази биоса, ИнноРЕКС пројекат се фокусира на развој процеса полимеризације, у којем се конвенционални катализатори који садрже метал замењују органским катализатором и уз помоћ алтернативних извора енергије велике снаге. ултразвук, микроталасна и ласер.

ултрасоницатор УИП2000хдТ у систему екструзије
Пројекат стога комбинује нови реакторски систем, где се алтернативни извори енергије уводе у медијум, са органским катализатором да би се добио ПЛА без метала у процесу реактивног екструзије. (види слику 1)
Стога, ИнноРЕКС пројекат користи брзо време одзива микроталаса, ултразвука и ласерске светлости да би постигао прецизно контролисану и ефикасну континуирану полимеризацију ПЛА високе молекуларне тежине у екструдеру са два пужа. Поред тога, значајне уштеде енергије ће се постићи комбиновањем полимеризације, мешања и обликовања у једном производном кораку.

УИП2000хд – Ултразвучни процесор од 2кВ који се користи у Р&Д фаза ИнноРЕКС-а
ултразвук велике снаге
Три алтернативна извора енергије – ултразвук, микроталасно и ласерско зрачење – комбиновани су како би се индуковала полимеризација отварања прстена како би се осигурала полимеризација високе молекуларне тежине. Током ограниченог времена боравка у комори реактора, алтернативни извори енергије уносе потребан утицај покретања реакције у инлине проточну ћелију (види слику 2) на високо циљаном нивоу. На тај начин се могу избећи катализатори који садрже метал као што је калај (ИИ) 2-етилхексаноат, који је у конвенционалним процесима екструзије неопходан за подизање брзине полимеризације лактона на прихватљив ниво ефикасности.
За систем пилот постројења ИнноРЕКС, ултразвучни процесор велике снаге УИП1000хд, који може да обезбеди 1кВ ултразвучне снаге, интегрисан је. Ултразвук велике снаге је добро познат по својим позитивним ефектима на хемијске реакције, што је феномен сонохемије. Када се ултразвучни таласи велике снаге уведу у течни медијум, таласи стварају циклусе високог притиска (компресија) и ниског притиска (разређавање), што резултира ултразвуком кавитација. Кавитација описује „формирање, раст и имплозивни колапс мехурића у течности. Кавитацијски колапс производи интензивно локално загревање (~5000К), високе притиске (~1000 атм) и огромне брзине грејања и хлађења (>109 К/сец)” као што је струјање течности са млазовима течности од ~400 км/х. (КС Суслицк 1998)
Ултразвучно генерисане кавитационе силе обезбеђују кинетичку енергију, распршују честице и стварају радикале који подржавају реакцију хемијске полимеризације.
Општи позитивни ефекти соникације током реакције полимеризације су:
- иницирање полимеризације због сонохемијски створених радикала (кинетика полимеризације)
- убрзање брзине полимеризације
- уже поли-дисперзности, али већа молекулска тежина полимера
- хомогенија реакција и отуда нижа расподела дужина ланаца

Слика 2: Подешавање процеса ултразвуком, микроталасном пећницом и ласером како би се постигла полимеризација са отварањем прстена избегавајући употребу катализатора који садрже метал (Извор: ИнноРЕКС)
Литература/Референце
- КС Суслицк (1998): Кирк-Отхмер Енцицлопедиа оф Цхемицал Тецхнологи; 4тх Ед. Ј. Вилеи & Синови: Њујорк, 1998, књ. 26, 517-541.