Saponifikation – Tvåltillverkningsprocess med ultraljud

Förtvålning är den kemiska processen för tvåltillverkning. Det är reaktionen där råvaran av fetter eller oljor (triglycerider) reagerar med en alkalireaktant för att bilda tvål. Ultraljud förbättrar fas överföring katalys vilket resulterar i ökad reaktion hastighet, mer fullständig omvandling och undviker överdriven användning av bas reagenser såsom kaliumhydroxid (KOH) eller natriumhydroxid (NaOH). Ultraljud initierad alkalisk hydrolys kan enkelt implementeras i kommersiell tvål tillverkning. Ultraljud reaktorer för förtvålning producerar högre effekt på kortare tid utan att använda någon katalysator eller minska mängden katalysator som används.

Ultraljud främjas Saponification

Fördelarna med ultraljud Saponification

  • Snabbare reaktion
  • Högre konvertering
  • Ingen överdriven användning av basreagenser
  • Ingen överdriven användning av katalysator
  • Mer komplett reaktion
  • Grön process

Fallstudier av ultraljud Saponification

Olika studier har visat att ultraljudsbehandling främjar saponifiering av triglycerider i tvål. Ultraljud förtvålning accelererar och ökar omvandlingen samtidigt spara eller undvika användning av katalysator. Detta gör ultraljud förtvålning en mycket effektiv produktions metod.

Ultraljud initiering av alkaliska hydrolys av triglycerider (Saponification) utan fas Catalyst

UP400St ultraljud Homogenisatorer 400 watt för batch ultraljudsbehandlingMercantili et al. (2013) studerade effekterna av ultraljud på den alkaliska hydrolys av triglycerider, känd som saponifikation. De använde ultraljudsbehandling för att initiera den alkaliska hydrolys av sol ros olja. Kaliumhydroxid (KOH) användes som alkalibas. Det visades att ultraljud är effektivt som en kraft källa för att initiera och driva reaktionen, att en hög reaktions avkastning är uppnåeligt i endast 15 min av totala kraft användning när du arbetar vid omgivnings temperatur, och att inga detekterbara biprodukter genereras under reaktionen. Jämförelsen av ett ultraljudsbad och en sond-typ ultrasonocator visar ultraljud sonden att vara överlägsen teknik. Studien visar att ultraljud saponifikation avkastningen i en bra omvandling utan behov av överskott alkali eller fas överföring katalys.

Ultraljud förtvålning är en grön sonochemical process som accelererar reaktionen och förbättrar omvandlingen.

Alkalisk hydrolys av dimerer

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


  • Ultraljud resulterar i en snabbare förtvålelse reaktion och i en mer fullständig omvandling.
  • Förtvål genom ultraljud är en allmänt använd kemisk process för att producera tvål från oljor eller fetter och en bas.
  • Ultraljud assisterad förtvålning undviker överdriven användning av katalysator förbättrar den totala energieffektiviteten

Ultraljud främjas fas överföring reaktion för Saponification

Bhatkhande et al. (1998) visade att ultraljudsbehandling av vegetabiliska oljor såsom sojaolja kunde effektivt förtvålad med vattenhaltiga KOH och olika PTCs vid rums temperatur. Omfattningen av saponifieringen studerades med hjälp av saponifieringsvärde som referens. Optimeringar av olika parametrar såsom tid, Val av fas överföring katalysatorer, kvantitet av katalysator används, kvantitet av KOH och mängd vatten utfördes med ultraljudsbehandling och omrörning. För att studera effekten av ultraljud, var saponifiering också utföras vid 35 º C under olika förhållanden, nämligen omrörning, ultraljudsbehandling, omrörning och ultraljudsbehandling, och uppvärmning på 100 º C. Det konstaterades att den heterogena flytande-flytande fas saponifikation av olika vegetabiliska oljor med hjälp av vattenhaltiga KOH/CTAB var betydligt snabbare vid 35 º C under ultraljudsbehandling och omrörning.

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Använd formuläret nedan om du vill begära ytterligare information om ultraljud homogenisering. Vi ska vara glada att kunna erbjuda dig ett ultraljud system som uppfyller dina krav.









Observera att våra Integritetspolicy.


Högpresterande Ultrasonicators

Hielscher Ultrasonics levererar högpresterande ultraljud utrustning för Lab, pilot och industriell produktion. Den robusta och pålitliga ultrasonicators används för olika sonochemical reaktioner såsom saponification. Hielschers sond-typ ultrasonicators kan användas i batch-och inline-läge. Alla viktiga process parametrar – amplitud, tryck, temperatur – kan kontrol leras exakt och säkerställa reproducerbara resultat.
Färgpekskärm av Hielscher digitala ultraljudsapparater. Den digitala styrningen registrerar automatiskt process parametrarna och lagrar dem på det integrerade SD-kortet. Pre-inställningar och fjärrkontroll webbläsare kontroll gör ultraljudsbehandling processen mycket enkel och användarvänlig.
För många sonochemical reaktioner måste en bestämd temperatur underhållas, så temperatur kontrollerar är viktig. Hielschers digitala ultrasonicators kommer med en Thermo-par och temperatur kontroll. Mantlade flöde cell möjliggör värme skingrande.
Robustiteten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7-drift i tunga och krävande miljöer.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:

batch VolymFlödeshastighetRekommenderade Devices
1 till 500 ml10 till 200 ml / minUP100H
10 till 2000 ml20 till 400 ml / minUf200 ः t, UP400St
0.1 till 20L0.2 till 4L / minUIP2000hdT
10 till 100 liter2 till 10 1 / minUIP4000hdT
n.a.10 till 100 l / minUIP16000hdT
n.a.störrekluster av UIP16000hdT
  • Bhatkhande, BS; Samant, Shriniwas D. (1998): ultraljud assisterad PTC katalyseras saponifiering av vegetabiliska oljor med hjälp av vattenhaltiga alkali. Ultrasonics sonochemistry Vol. 5, fråga 1, 1998. på 7-12.
  • Mer från mercantili, Laura; Mer från Séamus, Frank Davis; Higson, P. J. (2014): ultraljud initiering av alkaliska hydrolys av triglycerider (Saponification) utan fas katalys. Tidning av ytaktiva och rengörings medel Vol. 17, isssue 1, Jan 2014. på 133-141.
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudsapparater för sonokemiska tillämpningar, såsom kommersiell förtvålning

Hög effekt ultraljud processorer från Lab till pilot och industriell skala.


Fakta Värt att veta

sonochemistry

Power ultraljud appliceras på kemiska processer såsom syntes och katalys (även kallad sono-syntes och sono-katalys, respektive) för att initiera och intensifiera reaktionen. Olika tillämpningar av ultraljudsbestrålning i organisk syntes har undersökts och utvecklats på djupet för industriell produktion. Sonochemical behandlingar kan öka graden av reaktion, avkastning och selektivitet av önskade produkter under betydligt mildare tillstånd. Detta gör ultraljudsbehandling en effektiv och miljövänlig bearbetningsteknik. Ultraljud assisterad fas överföring katalys (PTC) har visat sig vara en drastiskt effektivare och effektivare metod för organiska reaktioner jämfört med samma reaktion vid tystnad villkor. Till exempel, Cannizarro reaktion katalyseras av en ultraljud-assisted fas överföring katalys är betydligt påskyndas vilket resulterar i en snabb omvandling. Ett annat framträdande exempel är transesterifieringen av triglycerider (dvs. vegetabiliska oljor, animaliska fetter) och metanol i närvaro av KOH som katalysator och makt ultraljud. Ultraljud transesterifiering avkastning i högkvalitativ biodiesel produceras i en snabb omvandling och en mycket effektiv, ekonomisk process.

Ultraljud/akustisk kavitation skapar mycket intensiva krafter som öppnar cell väggarna kallas lysis (Klicka för att förstora!)

Ultraljud extraktion är baserad på akustisk kavitation och dess hydrodynamiska skjuvning krafter

Saponifikation

Saponifikation beskriver den kemiska reaktionen som producerar tvål. I förtvålningsprocessen omvandlas vegetabiliska oljor eller animaliska fetter till fettsyrasalter – "tvål" – och glycerol, som är en alkohol. Reaktionen kräver en lösning av en alkalibas (t. ex. NaOH eller KOH) i vatten och även värme för att initiera reaktionen.
Reaktions stegen för saponifiering är följande:

  1. Nukleofilisk attack av fettsyramestrar genom hydroxid
  2. Lämna grupp borttagning
  3. Deprotonation

Den saponifikation reaktionen används kommersiellt för att producera tvål och Smörj medel.
Medan natriumhydroxid hård tvål och kaliumhydroxid natriumhydroxid mjuk tvål används för daglig rengöring, det finns också speciella tvål produceras med hjälp av andra metallhydroxider. Till exempel, litium tvål och kalcium tvålar används som Smörj fetter. Det finns också “komplexa tvålar” består av en blandning av metalliska tvålar.

Hydrolys

Hydrolys innebär reaktionen av en organisk kemikalie med vatten för att bilda två eller flera nya ämnen och innebär vanligt vis klyvning av kemiska obligationer genom tillsats av vatten. Estrar kan klyvas tillbaka till en karboxylsyra och en alkohol genom reaktion med vatten och en bas. Tvål produceras av hydrolys av estrar av fett eller olja.

Alkalisk bas

Alkaliska basreaktanter (LUT) krävs för saponifikation av oljor och fetter. Triglycerider reagerar med en bas – natrium-eller kaliumhydroxid – för att framställa glycerol och fett syra salt, den så kallade "tvål". Kaliumhydroxid är en oorganisk förening med formeln KOH, och kallas vanligen kaustik kaliumklorid. Natriumhydroxid (NaOH) är en annan prototypisk stark bas. När natriumhydroxid används, är en hård tvål produceras, medan användningen av kaliumhydroxid resulterar i en mjuk tvål.

Reactant vs reagens

En reaktant är ett ämne som används upp eller konsumeras i en kemisk reaktion. I jämförelse med ett reagens krävs en reaktant i större mängder. Ett reagens är ett ämne som används för att initiera en reaktion, för att stödja reaktionen och förbrukas i en reaktion, i kontraster mot katalysatorer som inte förbrukas i en reaktion.


Saponifikation – Vanliga frågor och svar

  • Vad är förtvålningsprocessen? Förtvålning är den kemiska process där fetter eller oljor reagerar med en alkali (vanligtvis natriumhydroxid) för att producera tvål och glycerol. Denna reaktion innebär hydrolys av triglycerider till fettsyrasalter och glycerol.
  • Vilken typ av reaktion är förtvålning? Förtvålning är en typ av hydrolysreaktion där esterbindningar i fetter eller oljor bryts ner av en alkali.
  • Varför kallas det förtvålning? Den har fått sitt namn efter sin slutprodukt, tvål, och dess förmåga att skapa tvål genom hydrolys av esterbindningar i triglycerider.
  • Vad är syftet med förtvålning? Det primära syftet är att producera tvål, ett ytaktivt ämne som används i stor utsträckning för rengöring och tvätt.
  • Är förtvålning hydrolys? Ja, förtvålning är en specifik typ av hydrolys som innebär nedbrytning av fetter eller oljor med hjälp av en alkali till glycerol och fettsyrasalter (tvål).
  • Vad är mekanismen för förtvålning? Det involverar den nukleofila attacken av hydroxidjoner på karbonylkolet i esterbindningen i triglycerider, vilket leder till bildandet av alkohol (glycerol) och tvål.
  • Varför är blandning viktigt för förtvålning? Effektiv blandning säkerställer noggrann kontakt mellan reaktanterna, vilket främjar en mer komplett och enhetlig reaktion, avgörande för att uppnå optimalt utbyte. Hielscher ultraljudsblandare kan förbättra denna process genom intensiva kavitations- och skjuvkrafter.
  • Vad är ett exempel på förtvålning? Att blanda natriumhydroxid med kokosolja i närvaro av en Hielscher ultraljudsreaktor för att producera tvål och glycerol exemplifierar förtvålning.
  • Vad är huvudprodukten av förtvålning? Huvudprodukterna är tvål (natrium- eller kaliumsalter av fettsyror) och glycerol.
  • Varför är förtvålningsvärdet viktigt? Förtvålningsvärdet anger mängden alkali som behövs för att förtvåla en viss mängd fett eller olja, vilket hjälper till att bestämma molekylvikten för fettsyrorna som den innehåller.
  • Är förtvålning reversibel? Under typiska förhållanden är förtvålning inte reversibel på grund av den bildade tvålens stabila natur.
  • Vad är motsatsen till förtvålning? Förestring, där vatten och alkoholer reagerar med karboxylsyror för att bilda estrar och vatten, är den omvända processen.
  • Kräver förtvålning värme? Även om det inte krävs kan värme påskynda förtvålningsprocessen genom att öka molekylär rörelse och reaktionshastighet.
  • Är förtvålning exoterm eller endoterm? Förtvålning är en exoterm reaktion som frigör värme när den fortskrider.
  • Är förtvålning basisk eller sur? Det är en grundläggande reaktion, eftersom den involverar verkan av en bas (alkali) på en ester (fett/olja).
  • Hur stoppar man förtvålning? Att tillsätta en syra för att neutralisera alkaliet stoppar reaktionen och stoppar effektivt förtvålningsprocessen.
  • Vad händer efter förtvålning? Efter fullständig reaktion består blandningen vanligtvis av tvål och glycerol, som kan renas eller bearbetas ytterligare beroende på avsedd användning.
  • Är förtvålning naturligt? Ja, naturlig förtvålning kan uppstå när fett kommer i kontakt med jordalkaliska jordartsmetaller i vissa geologiska miljöer eller när forntida folk blandade animaliska fetter med aska i traditionella tvåltillverkningsmetoder.
  • Varför används olivolja vid förtvålning? Olivolja gynnas vid förtvålning på grund av dess rika innehåll av oljesyra, vilket ger en mild, fuktgivande tvål med goda rengörande egenskaper och ett stabilt lödder.
  • Hur förvandlar man fett till tvål? Fetter omvandlas till tvål genom förtvålning genom upphettning med en stark alkalilösning, vanligtvis natriumhydroxid, som bryter ner fettet till fettsyrasalter (tvål) och glycerol.
  • Vilken olja har högt förtvålningsvärde? Kokosolja har ett högt förtvålningsvärde, vilket indikerar en högre andel mindre fettsyramolekyler, vilket gör den mycket reaktiv med alkali för att producera tvål.
  • Vad händer med oljor under förtvålning? Under förtvålning hydrolyseras oljor av alkaliet till glycerol och fettsyrasalter, de senare bildar tvålen.
  • Vilket är det bästa fettet för tvål? Talg (nötköttsfett) och kokosolja anses vara några av de bästa fetterna för tvåltillverkning på grund av deras löddrande och härdande egenskaper i den slutliga tvålprodukten.
  • Hur förtvålar man oljor utan lut? Förtvålning av oljor utan lut är inte möjligt för traditionell tvåltillverkning; Tvålliknande rengöringsmedel kan dock tillverkas med hjälp av ytaktiva ämnen och emulgeringsmedel istället för lutbaserad förtvålning.

Vi diskuterar gärna din process.

Låt oss komma i kontakt.