Hielscher ultraljud teknik

Ultraljud assisterad katalytisk utvinning

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.

Katalytisk extraktion/fas överföring extraktion-grunderna

Termen “Katalytisk extraktion (CEP) eller Phase Transfer extraktion (PTE) beskriver vätske-vätska eller fast-flytande distribution när extraktion och avlägsnande av analyter är fokuserad. Därför måste vätskan eller den fasta spädnings vätskan dispergeras/emulsifieras i vätskan (vätske fasen). Med termen “extraktionsmedel” endast den aktiva substansen i spädnings vätskan beskrivs (dvs. den homogena organiska’ som består av extraktanten, spädnings vätskan och/eller modifieraren) som i första hand är ansvarig för överföring av löd från’ den "organiska’ Fas. [IUPAC]. Mål frågan, som utvinns kallas extrakt.
Traditionella extraktionsmetoder såsom Soxhlet extraktion, maceration, mikrovågsugn, perkolation, extraktion under reflux och ång destillation, eller Turbo-extraktion är ofta långsamma och ineffektiva och/eller kräver en hög mängd farliga lösnings medel som leder till en kostnads intensiv och tids krävande process som är skadlig för miljön.
Ultraljud är ett bevisat alternativ till konventionella extraktionsmetoder som ger en snabbare och mer komplett utvinning med mindre eller inga farliga lösnings medel! Ultraljud är en kraftfull teknik för grön, Evironmental-vänlig bearbetning.

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:

  • Förbättrad reaktionskinetik
  • Fin blandning av bärare (sorbens) och spädnings vätska
  • Ökad interfacial mellan de två faserna
  • ökad Mass överföring
  • Borttagning av passivera lager från partikel ytan
  • cellstörning & Upplösning
  • Mer komplett extraktion som ger högre avkastning
  • Enkel & Spara drift
  • Grön process: miljö vänlig

Arbets princip för ultraljud kavitation

Ovanstående namngivna fördelar med ultraljud på utvinning processer är effekter av ultraljud kavitation. När kraftfulla ultraljud vågor är kopplade till ett flytande medium, vågorna skapa högtrycks-/lågtrycks cykler. Under lågtryck cykler, små bubblor eller håligheter dyka upp i sonicated vätskan. Dessa bubblor växer under flera lågtrycks cykler tills de inte kan absorbera mer energi. När bubblorna har fått stadiet av maximal energi upptagning, kollapsar de våldsamt under en högtrycks cykel. Bubblan implosion skapar lokalt mycket extrema förhållanden såsom mycket hög temperatur (ca. 5, 000K), mycket högt tryck (ca. 2, 000atm), mycket hög kylning priser och flytande jets med hastigheter på upp till 280m/s (ca. 630mph). Detta fenomen kallas kavitation. Dessa extrema förhållanden gör ultraljud en kraftfull och mångsidig metod för vätske bearbetning.
För utvinning ändamål, två faser är intensivt blandas i ultraljud kavitation fältet. Droppar och partiklar bryts ner till submicron-och nano-storlekar. Detta utvecklar förstorade ytor för en förbättrad Mass överföring från en fas till en annan. Den ökade interfacial mellan de två faserna resulterar i förstorade kontakt yta för utvinning så att Mass överföringen förstärks på grund av avlägsnande av stillastående flytande lager vid fas gränsen. Mass överföringen ökas ytterligare på grund av avlägsnandet av passivera lager från partikel ytan. För utvinning av biologiskt material från celler och vävnader, Mass överföring ökas genom ultraljud cell störningar. Alla dessa effekter leda till en mer komplett utvinning resulterar i högre avkastning.

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
Hög effekt ultraljud är en beprövad teknik för att extrahera komponenter som resulterar i högre avkastning och snabbare bearbetning (Klicka för att förstora!)

Snabb och effektiv utvinning av ultraljudsbehandling

Ultraljud extraktion för:

  • Biologi
  • Kemi
  • Mat & Pharma
  • Analys
  • nukleär bearbetning
  • gruv applikationer
  • avsvavling
  • organiska föreningar
  • Geokemi
  • Rening

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


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).

Kraftfulla ultraljud krafter är en välkänd och pålitlig teknik för utvinning (Klicka för att förstora!)

Ultraljud kavitation i flytande

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.

extraktion av lösnings medel

Vid en lösnings medels utvinning används ett lösnings medel (t. ex. ett organiskt lösnings medel) för att lösa upp och separera en förening från en annan vätska (t. ex. en vatten fas). I allmänhet löser sig de mer polära soluterna i det mer polära lösnings medlet, och mindre Polar lösta ämnen i det mindre Polar lösnings medlet. Med hjälp av lösnings medels extraktion är det möjligt att separera oxiderade tiofoner (sulfoxider, sulfoner) från en oljefas med acetonitril eller andra polära lösnings medel. Lösnings medels utvinning används också för att extrahera material, såsom uran, plutonium, eller torium från syra lösningar till fosfor organiska Tri-N-butylfosfat (PUREX-process).
Minska användningen av lösnings medel: Användningen av Ultrasonics minimerar användningen av lösnings medel i processen och optimerar produktens belastning i lösnings medlet. Det leder också till en snabbare och mer komplett utvinning.
Klicka här för att läsa mer om ultraljud-Assisted oxidativ Avsvutning!

Ultraljud assisterad Soxhlet extraktion

Soxhlet extraktion är en solid-Liquid extraktionsteknik används ofta syntetiska och analytiska laboratorier. Soxhlet-extraktion tillämpas huvudsakligen när ett ämne endast har en begränsad löslighet i ett lösnings medel, och föroreningen är olöslig i detta lösnings medel.
Ultraljud kan mycket framgångs rikt kombineras med Soxhlet utvinning resulterar i ökad avkastning och kortare utvinning tid.
Vänligen klicka här för att lära dig mer om ultraljud assisterad Soxhlet utvinning!

Extraktion i smälter

Vätske-vätskeextraktioner kan utföras i blandningar där antingen en eller båda vätske faserna smälter, såsom smält salter eller smält metaller, såsom kvicksilver. Kraftfull inline ultraljudsbehandling i ultraljud flöde cell reaktorer möjliggör bearbetning även vätskor med höga viskositeter som smälter.

Urlakning

Urlakning beskriver användningen av syror, lösnings medel eller hett vatten för att selektivt lösa upp ett löda från en inert olöslig solid bärare. Urlakning används ofta i gruv brytning för att utvinna metaller från malmer.
Fördelar med ultraljud urlakning:

  • Tvätta små öppningar av porösa material
  • övervinna selektivitet av membran
  • förstöra fasta ämnen, delaminat och deagglomerate fasta ämnen
  • borttagning av passiva lager
  • avlägsnande av oxid lager
  • våt allt material yta i synnerhet för hög ytspänning vätskor
  • skjuvning gallring

Klicka här för att lära dig mer om ultraljud urlakning!

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).

Ultraljud fas överföring extraktion eller katalytisk utvinning kan realiseras som enkla två stegs process

Flödes schema: stadier av ultraljud fas överföring extraktion

Litteratur / Referenser

  • Bendicho, C.; De la Calle, I.; Pena, F.; Costas, M.; Cabaleiro, N.; LaVilla, I. (2012): ultraljud-assisterad förbehandling av fasta prover i samband med grön analytisk kemi. Trender i analytisk kemi, Vol. 31, 2012. på 50-60.
  • Iupac. Kompendium av kemisk terminologi, 2nd ED. (den “Guld bok”). Sammanställt av A. D. McNaught och A. Wilkinson. Blackwell vetenskapliga publikationer, Oxford (1997). XML online korrigerad version: http://goldbook.iupac.org (2006) skapad av M. NIC, J. Jirat, B. Kosata; uppdateringar som sammanställts av A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8.
  • Mer från oluseyi, T.; Olayinka, K.; Alo, B.; Smith, R. M. (2011): jämförelse av utvinning och sanering tekniker för bestämning av polycykliska aromatiska kolväten i förorenade jordprover. Afrikanska tidning miljö vetenskap och teknik Vol. 5/7, 2011. på 482-493.
  • Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): batch och kontinuerlig ultraljud assisterad utvinning av Boldo blad (Peumus boldus mol.). Internationella tid skriften för molekylär vetenskap 14, 2013. på 5750-5764.
  • Wang, L.; Weller C. L. (2006): nya framsteg i extraktion av nutraceuticals från växter. Trender inom livsmedels vetenskap & Teknik 17, 2006. 300 – 312.

Kontakta oss / Fråga mer

Prata med oss ​​om dina behandlingsbehov. Vi kommer att rekommendera den mest lämpliga inställningar och processparametrar för ditt projekt.





Observera att våra Integritetspolicy.




Fakta Värt att veta

Ultraljud flytande bearbetning är ofta kallad ultraljudsbehandling, ultraljud, sonification, insonation, ultraljud bestrålning, eller tillämpning av akustiska fält. Alla dessa termer beskriver kopplingen av hög effekt ultraljud vågor i ett flytande medium för att uppnå ultraljud

Som Power ultraljud är en sådan mångsidig bearbetning teknik, ultraljud enheter är kända under olika termer såsom sond Sonicator, Sonic lyser, ultraljud disruptor, ultraljud Grinder, Sono-ruptor, sonifier, Sonic dismembrator, cell ämnen, Ultraljud disperser eller upplöses.