Hielscher Ultrasonics
Биће нам драго да разговарамо о вашем процесу.
Позовите нас: +49 3328 437-420
Пошаљите нам е-пошту: info@hielscher.com

МултиПхасеЦавитатор-Инсерт за ултразвучну проточну ћелију

МултиПхасеЦавитатор Инсерт (ИнсертМПЦ48) је дизајниран да побољша ултразвучну обраду смеша течност/течност или течност/гас. 48 веома финих канила убризгавају течност или гас у течну фазу тачно у зони кавитације. Ово ствара веома мале суспендоване капљице или мехуриће гаса који дају веома високу специфичну површину.

Овај уметак је посебно користан за хемију емулзије, као што су фазе-трансфер-реакције, Фаза-Трансфер-Катализа (ПТЦ) или течност-течност-екстракција. Још једно интересантно поље примене је таложење честица из два течна прекурсора или соно-кристализација. Овај уметак је дизајниран за Хиелсцхер реакторе са проточним ћелијама и омогућава серијску или континуирану обраду.

Један и 48 портова за убризгавање

Ултразвук је ефикасно средство за емулзификацију и мешање. За разлику од конвенционалног подешавања, где се одвојене фазе комбинују пре него што уђу у проточну ћелију и кавитацију, овај уметак проточне ћелије побољшава комбинацију две фазе. Када се течност убризгава кроз 48 финих канила, она улази у проточну ћелију у веома уским нитима. Уметак користи веома 48 финих медицинских канила са унутрашњим пречником од 0,3 мм до 1,2 мм. Ове каниле се могу лако заменити и јефтин су потрошни материјал (стерилни, око 2 цт/ком). Ултразвучна кавитација (на 20 кХз) сече 48 долазних течних нити на мале капљице када уђу у течну фазу у проточној ћелији.
Дизајн примењује исти притисак напајања из једног довода на свих 48 канила да би се изједначио проток између канила.

ИнсертМПЦ48 за реактор проточне ћелије

48 улазних отвора у ултразвучни реактор за реакције течност-течност

Приказује детаље фазног убризгавања вишефазног кавитатора

Убризгавање у ултразвучни вишефазни кавитатор

ИнсертМПЦ48 са 48 финих канила

ИнсертМПЦ48 – 48 финих канила завршава се у зони кавитације

ФЦ100Л1К-1С са уметкомМПЦ48

Ултразвучни реактор са проточним ћелијама ФЦ100Л1К-1С са уметком МПЦ48

Употреба и апликације

Ултразвучно мешање за хемију емулзијеХиелсцхер ултразвучни реактори се често користе за емулговање, за побољшање кинетике процеса преноса фазе или брзине растварања у системима течне и течне фазе. Примери за такве процесе су оксидативна десулфуризација водоник-пероксидом и накнадна екстракција растварачем или трансестерификација триглицерида катализована базом.
Ограничена растворљивост једне фазе реагенса у другој фази реагенса представља значајан проблем у хемији процесне емулзије пошто обе фазе реагују једна са другом само у међуфази. Без ултразвука, ово резултира ниским стопама реакције и спором кинетиком конверзије у двофазним системима.
Користећи уметак са ултразвучним реактором, кавитација производи високо хидраулично смицање и разбија убризгану фазу на субмикронске и нанозне капљице. Пошто је специфична површина границе фазе утицајна на хемијску брзину реакције, ово значајно смањење пречника капљица побољшава кинетику реакције и може смањити или елиминисати потребу за агенсима за пренос фазе. Запремински проценат убризгане фазе може бити смањен, јер је финијим емулзијама потребна мања запремина да би се обезбедила иста контактна површина са другом фазом реагенса.
Употреба овог уметка може смањити потребну количину катализатора амфифилне емулзије или катализатори фазног трансфера (ПТЦ), као што су кватернарне амонијум соли са њиховом јединственом способношћу да се растворе и у воденим и у органским течностима.

Побољшани пренос масе за хемијске реакције

Када две фазе реагенса реагују на граници фазе, продукти реакције се акумулирају на површини капљице и блокирају интеракцију фаза реагенса на интерфејсу. Хидраулично смицање узроковано ултразвучном кавитацијом доводи до турбулентног тока и транспорта материјала са и на површине капљица и доводи до поновљене коалесценције и накнадног формирања нових капљица. Како реакција напредује током времена, соникација максимизира изложеност и интеракцију реагенса.
Овај ефекат се користи у многим процесима, као што је трансестерификација биљних уља у биодизел или синтеза полиестера трансестерификацијом диестера са диолима да би се формирали макромолекули.

Емулговање / Емулзификација

Овај уметак проточне ћелије побољшава емулзификацију при мешању течности које се не мешају. Ово доводи до мањих величина капљица и уже дистрибуције величине – кључни фактор за стабилност емулзије. Са овим дизајном можете убризгавати и емулговати течности ниске и средње вискозности чак и у течности високог вискозитета, као што су тешка ложива уља (ХФО), полимери или гелови. Неке формулације могу захтевати додавање емулгатора или стабилизатора. У овом случају помаже равномерно мешање емулгатора. Прилагођени дизајни за убризгавање више од једне фазе иако су каниле доступне на захтев.

екстракција течност-течност

Овај уметак појачава процесе екстракције течност-течност тако што прави турбулентну емулзију фине величине, нпр. фазе растварача у фази уља. Опет, ово повећава контактну површину фазе и резултира бољом екстракцијом и смањеном употребом растварача.

Аква-горива за чистије сагоревање

Ложива уља ниског квалитета, као што је тешко лож уље које се користе на бродовима или за производњу електричне енергије, могу се емулговати са водом. Ово доводи до ефикаснијег сагоревања и до значајног смањења НОИкс емисије и чађи.
Прочитајте више о ултразвучној емулзификацији аква-горива (емулзија-горива)!

Преципитатион / Соно-Цристаллизатион

Пигменти или наночестице се могу генерисати одоздо према горе таложењем у течностима. У овом случају, презасићена смеша почиње да формира чврсте честице или кристале из високо концентрованог материјала. Ове честице ће порасти до одређене тачке и коначно ће се таложити. Да би се контролисала величина и морфологија честица/кристала, неопходна је контрола мешања прекурсора/реагенса.
Генерално, процес преципитације укључује: мешање, презасићење, нуклеацију, раст честица и агломерацију. Ово последње се избегава ниском концентрацијом чврсте супстанце или стабилизујућим агенсима. Мешање је критично; као и за већину таложних процеса брзина реакције је веома велика. ИнсертМПЦ48 комбинује брзе уске убризгане млазнице са јаким ултразвучним кавитационим смицањем. Ово максимизира брзину мешања и перформансе стварајући више и мање честица.

Расподела величине честица Фе3О4

Дистрибуција величине честица Фе3О4 (магнетит) честица генерисаних у континуираној реакцији ултразвучне преципитације (Банерт ет ал., 2004).

Контактирајте нас / затражите више информација

Разговарајте са нама о вашим захтевима за обраду. Препоручићемо најприкладније параметре подешавања и обраде за ваш пројекат.





Обратите пажњу на наше правила о приватности.


Од лабораторијског тестирања до пилот скале и производње

Хиелсцхер Ултрасоницс нуди опрему за тестирање, верификацију и коришћење ове технологије у било којој скали. Концепт је лако уградити у постојеће процесе.

  1. Убаците фазу А у улазни отвор за течност на дну проточне ћелије
  2. Убаците фазу Б у мањи улаз(ове) за течност са стране проточне ћелије. Ова храна ће бити убризгана у кавитационо подручје кроз 48 финих цеви
  3. Подесите притисак у реактору помоћу вентила за повратни притисак на излазном прикључку проточне ћелије

На нивоу клупе а УИП1000хд (1кВ) може да обрађује брзине протока од 100 до 1000 Л/х (25 до 250 гал/х) за демонстрацију процеса и за оптимизацију параметара соникације. Хиелсцхер ултразвучни процесори су дизајнирани за линеарно повећање до већих обима обраде у пилот или производној скали. У табели испод су наведене количине обраде и препоручене величине опреме.

Батцх Волуме Проток Препоручени уређаји
0.2Л 0.25 до 2м3/хр УИП1000хд, УИП2000хд
0.2Л 1 до 8м3/хр УИП4000
на 4 до 30м3/хр УИП16000
на изнад 30м3/хр кластер оф УИП10000 или УИП16000

Биће нам драго да разговарамо о вашем процесу.

Let's get in contact.