Hielscher ultraljud reaktorer används i många branscher för att bistå och förbättra katalytisk utvinning bearbetning (CEP) eller så kallade fas-överföring extraktion (PTE). Katalytisk extraktion innebär ett heterogent icke blandbara fas system, såsom flytande-flytande eller flytande-solid. Ultraljud hög skjuvning och cavitational krafter förbättra upplösning priser av lösta ämnen avsevärt leder till en snabbare och mer komplett utvinning. Dessutom kan denna effekt användas för att minska mängden lösnings medel eller syra som används. Som en beprövad teknik, ultraljud assisterad utvinning används alltmer på grund av en växande efter frågan på miljö vänlig utvinning tekniker med förkortad utvinning tid och minskad organisk lösnings medels förbrukning.

Principen om ultraljud assisterad katalytisk utvinning

För extraktion av ett ämne skall de icke blandbara faserna blandas så att det ämne som skall extraheras kan lösas upp från transport örens fas till lösnings medels fasen. Vanligast fas-överföring extraktioner utförs från en skingra fas i en kontinuerlig fas, vilket innebär att droppar och partiklar måste spridas homogeneously i lösnings medlet.
Power ultraljud är en välkänd blandning och utvinning teknik som har flera positiva effekter på extraktionsprocessen:

Fördelar med ultraljud utvinning:

• Bryt gräns skikt
• övervinna van-der-Waals styrkor
• flytta omättade vätskor till kontakt yta
• minska eller eliminiate behov av överföring agenter
• minska tid, temperatur och/eller koncentration
• mindre överskott jämfört med den volym som krävs för full mättnad
• mindre volym som skall raffineras (t. ex. genom destillation, avdunstning, torkning)
• inga kontinuerligt rörda reaktorer (CSR)
• spara ström
• ingen dosering utan inline-bearbetning
• använda mindre sura eller billigare lösnings medel
• Undvik lösnings medel, Använd vatten i stället
• process hög torrhalt koncentrationer eller hög viskositet slam
• grön bearbetning: miljö vänlig
• använda organiska syror, såsom äppel syra eller citron syra
• undvika flerstegs extraktionsprocesser

Vätska-vätska extraktion

Konventionell process: Vätske-vätskeextraktion är en partitionerings metod för att extrahera ämnen från en flytande fas till en annan flytande fas baserat på ämnenas relativa lösligheter i de två olika icke blandbara vätske faserna. Användningen av ultraljud förbättrar den hastighet med vilken solute överförs mellan de två faserna av hög prestanda Blandning, emulgerande, och upplösande!
Vätske-vätskeextraktion är en separations teknik för att isolera och koncentrera värdefulla komponenter från en vatten lösning genom att använda ett organiskt lösnings medel. Vätske-vätskeextraktion används ofta när en annan separations teknik (t. ex. destillation) är ineffektiv. Vätske-vätskeextraktion används i läkemedels- & kosmetiska (aktiva föreningar, API, dofter), samt livsmedels-och jordbruks industrin, för organisk och oorganisk kemi, petrokemisk industri, och hydrometallurgy.

Problem: Ett vanligt problem är immiscibility av vätske faser (lösnings medel och spädnings vätska är icke blandbar), så att en ordentlig blandnings metod krävs. Som en jämn blandning av båda flytande faser främjar fas överföring mellan spädnings vätska och lösnings medel, en pålitlig dispergering eller emulgering metod är avgörande. Ju finare blandningen och desto högre kontakt område mellan båda faserna, desto bättre soluent kan resa från en flytande fas till en annan flytande fas. Konventionell utvinning processer mesta dels brist i främjandet av Mass överföring så att extraktionsprocessen är långsam och ofta ofullständig. För att förbättra utvinning, ofta stora mängder lösnings medel används, vilket gör processen dyr och miljömässigt för oren ande.

Lösning: Ultraljud flytande-flytande utvinning utmärker traditionella flytande-vätska utvinning tekniker på olika punkter:
Power ultraljud blandar två eller flera flytande faser pålitlig och lätt tillsammans. Genom ultraljud, kan droppar reduceras till nano-storlek så att fina mikro-och nano-emulsioner erhålls. Därmed främjar de genererade cavitational krafterna Mass överföringen mellan vätske faserna. Som ultraljudsbehandling kan köras i en kontinuerlig inline-system, stora volymer och högviskösa vätskor kan hanteras utan problem.
Men också mikro utvinning, e.g. för analytiska ändamål, kan förbättras genom ultraljudsbehandling, alltför (t. ex. jonisk vätskebaserad mikro-extraktion med ultraljud emulgering).

Fördelar med ultraljud utvinning:
Kraftfulla ultraljud krafter – genereras av låg frekventa/hög effekt ultraljud – hjälper till att

• omforma droppar
• undvika emulsion Transfer agenter eller amphiphillic katalysatorer
• undvika användning av rengörings medel eller ytaktiva ämnen
• undvika amphiphillic catalsts, rengörings medel eller ytaktiva ämnen
• skapa turbulenta instabila emulsioner utan ytaktiva lager

Fast-vätska extraktion

Mål av solid-Liquid extraktion eller solid-Phase extraktion (SPE) är det att separera analyter, som löses eller suspenderas i en flytande blandning, och att isolera dem från en matris enligt deras fysikaliska och kemiska egenskaper. Därför elueras isolatet från sorbens med hjälp av ett lämpligt lösnings medel. Det extraherade ämnet kallas elute.
Konventionella SPE tekniker är maceration, Soxhlet extraktion, perkolation, kombination av reflux och ång destillation, eller hög hastighet blandning/Turbo-extraktion. Den solid-Liquid extraktion är ett vanligt förfarande för att separera föreningar i biologi, kemi samt inom livsmedels-, läkemedels-och Kosmetik industrin. Utvinning av metaller är också känd som urlakning.
Problem: Konventionella SPE-tekniker är kända som tids krävande och kräver relativt stora mängder lösnings medel som oftast är miljö farliga och för oren ande. Höga process temperaturer kan även leda till förstörelse av termiska känsliga extrakt.
Lösning: Med en ultraljud assisterad solid-Liquid utvinning, vanliga problem med traditionella SPE kan normalt övervinnas. Som ultraljudsbehandling ger en fin fördelning av fasta ämnen i lösnings medels fasen, en större interfacial gräns är tillgänglig så att Mass överföring av mål ämnet i lösnings medlet förbättras. Detta resulterar i en snabbare och mer komplett extraktion medan användningen av lösnings medel reduceras eller helt undvikas (Använd vatten som vätske fas istället). Genom tillämpning av makt ultraljud, solid-fas utvinning kan utföras mer effektiv, ekonomisk och miljö vänlig. På grund av minskad eller undvikande av för oren ande eller farliga lösnings medel kan ultraljud utvinning betraktas som miljö vänliga Grön process. Ekonomiskt, process kostnaderna reduceras på grund av besparingar av energi, lösnings medel, och tid.

Hielscher utrustning för alla skalor

Ultraljudsbehandling på Lab, bänk och produktion skala
Alla Hielscher Ultrasonic enheter är byggda för att köra 24h/7d, även ultraljud Lab Homogenisatorer kan bearbeta betydande volymer antingen i batch eller genomflöde läge. Bänk-och industriella ultrasonicators är konstruerade och byggda i industriell kvalitet så att höga volymer och höga viskositeter kan bearbetas utan problem – även under krävande förhållanden såsom höga tryck och höga temperaturer (t. ex. i kombination med superkritisk CO₂, för extrudering processer etc.). Hielschers robusta ultrasonicators är kapabla att hantera lösnings medel, abrasiva vätskor, och frätande. Lämpliga tillbehör gör det möjligt att anpassa ultraljud systemet optimalt till extraktionsprocessen krav. För installation i farliga miljöer, ATEX-eller FM-klassade explosions säkra ultraljud system finns tillgängliga.
Därmed, Hielschers robusta och kraftfulla ultraljud system och det breda utbudet av Tillbehör gör det möjligt att Sonikera material såsom varm vatten/vätskor, acidics, metall smälter, salt smälter, lösnings medel (t. ex. metanol, hexan; organiska, Polar lösnings medel t. ex. acetonitril).

Flödes schema: stadier av ultraljud fas överföring extraktion