Continuously Stirred-Tank Reactors Agitated with Ultrasound

เครื่องปฏิกรณ์ถังกวนอย่างต่อเนื่อง (CSTR) ถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายสําหรับปฏิกิริยาเคมีต่างๆ รวมถึงการเร่งปฏิกิริยา เคมีอิมัลชัน พอลิเมอไรเซชัน การสังเคราะห์ การสกัด และการตกผลึก จลนพลศาสตร์ปฏิกิริยาช้าเป็นปัญหาทั่วไปใน CSTR ซึ่งสามารถเอาชนะได้ง่ายด้วยการใช้อัลตราโซนิกด้วยพลังงาน การผสมที่เข้มข้นการกวนและผลกระทบของโซโนเคมีของอัลตราซาวนด์พลังงานช่วยเร่งจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาและปรับปรุงอัตราการแปลงอย่างมีนัยสําคัญ เครื่องอัลตราโซนิกสามารถรวมเข้ากับ CSTR ของปริมาตรใดก็ได้

เหตุใดจึงต้องใช้อัลตราซาวนด์พลังงานกับเครื่องปฏิกรณ์ถังกวนอย่างต่อเนื่อง

CSTR ที่เข้มข้นด้วยอัลตราโซนิก: อัลตราซาวนด์พลังงานกระตุ้นปฏิกิริยาเคมีโดยการปั่นป่วนอย่างรุนแรงเครื่องปฏิกรณ์ถังกวนอย่างต่อเนื่อง (CSTR หรือเครื่องปฏิกรณ์ถังกวน (STR)) มีลักษณะหลักค่อนข้างคล้ายกับเครื่องปฏิกรณ์แบทช์ ข้อแตกต่างที่สําคัญคือสําหรับการตั้งค่าเครื่องปฏิกรณ์ถังกวนต่อเนื่อง (CSTR) จะต้องมีการป้อนวัสดุในการไหลเข้าและออกจากเครื่องปฏิกรณ์อย่างต่อเนื่อง การป้อนเครื่องปฏิกรณ์สามารถทําได้โดยการไหลของแรงโน้มถ่วงหรือการไหลเวียนแบบบังคับโดยใช้ปั๊ม CSTR บางครั้งเรียกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบไหลย้อนกลับ (BMR)
CSTR มักใช้เมื่อจําเป็นต้องกวนของเหลวตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป CSTR สามารถใช้เป็นเครื่องปฏิกรณ์เดี่ยวหรือติดตั้งเป็นชุดการกําหนดค่าสําหรับกระแสความเข้มข้นและขั้นตอนปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน นอกเหนือจากการใช้เครื่องปฏิกรณ์ถังเดียวแล้วยังใช้การติดตั้งแบบอนุกรมของถังต่างๆ (ทีละถัง) หรือการตั้งค่าแบบเรียงซ้อน
ทําไมต้องอัลตราโซนิก? การผสมอัลตราโซนิกและการกวนตลอดจนผลกระทบทางโซโนเคมีของอัลตราซาวนด์พลังงานเป็นที่ทราบกันดีว่ามีส่วนช่วยในประสิทธิภาพของปฏิกิริยาเคมี การผสมที่ดีขึ้นและการลดขนาดอนุภาคเนื่องจากการสั่นสะเทือนของอัลตราโซนิกและโพรงอากาศช่วยให้จลนศาสตร์ที่เร่งขึ้นอย่างมีนัยสําคัญและอัตราการแปลงที่เพิ่มขึ้น ผลกระทบของ Sonochemical สามารถส่งพลังงานที่จําเป็นในการเริ่มต้นปฏิกิริยาเคมีเปลี่ยนเส้นทางเคมีและให้ผลผลิตที่สูงขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยาที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

CSTR ที่เข้มข้นด้วยอัลตราโซนิกสามารถใช้สําหรับการใช้งานเช่น:

  • ปฏิกิริยาของเหลวและของเหลวที่แตกต่างกัน
  • ปฏิกิริยาของแข็งและของเหลวที่แตกต่างกัน
  • ปฏิกิริยาเฟสของเหลวที่เป็นเนื้อเดียวกัน
  • ปฏิกิริยาก๊าซและของเหลวที่แตกต่างกัน
  • ปฏิกิริยาก๊าซ - ของแข็ง - ของเหลวที่แตกต่างกัน

การขอข้อมูล





The ultrasonicator UP200St in a stirred vessel for emulsification of reactants

เครื่องปฏิกรณ์ถังกวนอย่างต่อเนื่อง (CSTR) พร้อม เครื่องอัลตราโซนิก UP200St สําหรับการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการ

Hielscher Ultrasonics ทําให้ sonotrodes อัลตราโซนิกเพื่อการรวมเข้ากับเครื่องปฏิกรณ์แบทช์กวนได้ง่าย อัลตราโซนิกสามารถเพิ่มอัตราปฏิกิริยาเคมีเริ่มตัวเร่งปฏิกิริยาทําให้เป็นเนื้อเดียวกันปรับปรุงการละลายสลายเซลล์สกัดสารประกอบหรือลดขนาดอนุภาคอิมัลชัน พลังงานอัลตราโซนิกยังสามารถขจัดฟองก๊าซหรือก๊าซที่ละลายน้ําออกจากของเหลว ในวิดีโอนี้ Hielscher 200 วัตต์อัลตราโซนิกโฮโมจีไนเซอร์ UP200St พร้อม sonotrode ขนาด 7 มม. ติดตั้งอยู่กับข้อต่อกระจกมาตรฐานที่ด้านล่างของเครื่องปฏิกรณ์แก้ว การติดตั้งสามารถเป็นแนวนอนแนวตั้งหรือในทิศทางอื่น สามารถติดตั้งโพรบอัลตราโซนิกหลายตัวเข้ากับภาชนะเครื่องปฏิกรณ์หนึ่งเครื่อง เช่น ที่ความสูงต่างกัน บ่อยครั้งที่ต้องการการติดตั้งจากด้านข้างหรือจากด้านล่างเนื่องจากทํางานได้ดีกว่ากับระดับของเหลวที่แตกต่างกัน คุณสามารถรวมการกวนอัลตราโซนิกกับเครื่องกวนเหนือศีรษะทั่วไป UP200St แบบดิจิตอลช่วยให้คุณควบคุมพารามิเตอร์ sonication ได้อย่างเต็มที่และบันทึกทุก sonication ที่ทํางานบนการ์ด SD เพื่อการวิเคราะห์ในภายหลัง

เครื่องปฏิกรณ์แบทช์กวนด้วยอัลตราโซนิก - UP200St Hielscher Ultrasonics

ภาพขนาดย่อของวิดีโอ

Ultrasonication เป็นระบบเคมีสังเคราะห์ความเร็วสูง

เคมีสังเคราะห์ความเร็วสูงเป็นเทคนิคปฏิกิริยาใหม่ที่ใช้ในการเริ่มต้นและเพิ่มความเข้มข้นในการสังเคราะห์ทางเคมี เมื่อเปรียบเทียบกับวิถีปฏิกิริยาแบบดั้งเดิมซึ่งต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงหรือหลายวันภายใต้กรดไหลย้อนเครื่องปฏิกรณ์สังเคราะห์ที่ส่งเสริมด้วยอัลตราโซนิกสามารถลดระยะเวลาปฏิกิริยาให้เหลือไม่กี่นาทีส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาการสังเคราะห์แบบเร่งอย่างมีนัยสําคัญ การเพิ่มความเข้มข้นของการสังเคราะห์อัลตราโซนิกขึ้นอยู่กับหลักการทํางานของโพรงอากาศอะคูสติกและแรงที่เกี่ยวข้องรวมถึงความร้อนยิ่งยวดที่จํากัดในท้องถิ่น เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับอัลตราซาวนด์ โพรงอากาศอะคูสติก และโซโนเคมีในส่วนถัดไป

Ultrasonic Cavitation และผลกระทบ Sonochemical

โพรงอากาศอัลตราโซนิก (หรืออะคูสติก) เกิดขึ้นเมื่ออัลตราซาวนด์กําลังถูกจับคู่กับของเหลวหรือสารละลาย โพรงอากาศคือการเปลี่ยนจากเฟสของเหลวเป็นเฟสไอซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากความดันลดลงจนถึงระดับความตึงของไอของของเหลว
โพรงอากาศอัลตราโซนิกสร้างแรงเฉือนและไอพ่นของเหลวสูงถึง 1,000 ม. / วินาที ไอพ่นของเหลวเหล่านี้เร่งอนุภาคและทําให้เกิดการชนกันระหว่างอนุภาคซึ่งจะช่วยลดขนาดอนุภาคของของแข็งและหยดน้ํา นอกจากนี้ – แปลเป็นภาษาท้องถิ่นภายในและใกล้กับฟองอากาศที่ระเบิด – เกิดความกดดันสูงมากในลําดับหลายร้อยชั้นบรรยากาศและอุณหภูมิหลายพันองศาเคลวิน
แม้ว่าอัลตราโซนิกจะเป็นวิธีการประมวลผลทางกลล้วนๆ แต่ก็สามารถสร้างอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรุนแรงในท้องถิ่นได้ นี่เป็นเพราะแรงรุนแรงที่เกิดขึ้นภายในและใกล้กับฟองอากาศที่ยุบตัวลง ซึ่งสามารถเข้าถึงอุณหภูมิได้หลายพันองศาเซลเซียสได้อย่างง่ายดาย ในสารละลายจํานวนมากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากการระเบิดของฟองอากาศเพียงครั้งเดียวนั้นแทบจะเล็กน้อย แต่การกระจายความร้อนจากฟองอากาศจํานวนมากตามที่สังเกตได้ในจุดร้อนของโพรงอากาศ (ที่เกิดจากการ sonication ด้วยอัลตราซาวนด์กําลังสูง) ในที่สุดก็สามารถทําให้อุณหภูมิที่วัดได้เพิ่มขึ้นในอุณหภูมิจํานวนมาก ข้อได้เปรียบของอัลตราโซนิกและโซโนเคมีอยู่ที่ผลกระทบของอุณหภูมิที่ควบคุมได้ในระหว่างการประมวลผล: การควบคุมอุณหภูมิของสารละลายจํานวนมากสามารถทําได้โดยใช้ถังที่มีแจ็คเก็ตระบายความร้อนเช่นเดียวกับการ sonication แบบพัลซิ่ง เครื่องอัลตราซาวนด์ที่ซับซ้อนของ Hielscher Ultrasonics สามารถหยุดอัลตราซาวนด์ชั่วคราวเมื่อถึงขีด จํากัด อุณหภูมิสูงสุดและดําเนินการอัลตราโซนิกต่อไปทันทีที่ถึงค่าที่ต่ํากว่าของ ∆T ที่ตั้งไว้ นี่เป็นสิ่งสําคัญอย่างยิ่งเมื่อใช้สารตั้งต้นที่ไวต่อความร้อน

Sonochemistry ปรับปรุงจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยา

เครื่องปฏิกรณ์ถังกวนแบบต่อเนื่อง (CSTR) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเคมีการไหล อัลตราซาวนด์ช่วยเพิ่มการถ่ายโอน amss เร่งจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาช้าและส่งเสริมอัตราการแปลงและผลผลิตเนื่องจากการ sonication ทําให้เกิดการสั่นสะเทือนและโพรงอากาศที่รุนแรงจลนพลศาสตร์ทางเคมีจึงได้รับผลกระทบ จลนศาสตร์ของระบบเคมีมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการขยายตัวและการระเบิดของฟองอากาศ ซึ่งส่งผลกระทบต่อพลวัตของการเคลื่อนที่ของฟองสบู่อย่างมีนัยสําคัญ ก๊าซที่ละลายในสารละลายปฏิกิริยาเคมีส่งผลต่อลักษณะของปฏิกิริยาโซโนเคมีผ่านทั้งผลกระทบทางความร้อนและผลกระทบทางเคมี ผลกระทบทางความร้อนมีอิทธิพลต่ออุณหภูมิสูงสุดที่ไปถึงระหว่างการยุบตัวของฟองอากาศภายในช่องว่างโพรงอากาศ ผลกระทบทางเคมีจะปรับเปลี่ยนผลกระทบของก๊าซซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาที่แตกต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกันที่มีจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาช้ารวมถึงปฏิกิริยาการมีเพศสัมพันธ์ของซูซูกิการตกตะกอนการตกผลึกและเคมีอิมัลชันถูกลิขิตไว้ล่วงหน้าเพื่อเริ่มต้นและส่งเสริมผ่านอัลตราซาวนด์พลังงานและผลกระทบทางโซโนเคมี
ตัวอย่างเช่นสําหรับการสังเคราะห์กรดเฟรูลิกการโซนิเคชั่นความถี่ต่ํา (20kHz) ที่กําลังไฟ 180 W ให้ผลผลิตกรดเฟรูลิก 94% ที่ 60 °C ใน 3 ชั่วโมง ผลลัพธ์เหล่านี้โดย Truong et al. (2018) แสดงให้เห็นว่าการใช้ความถี่ต่ํา (แบบแตรและการฉายรังสีกําลังสูง) ช่วยเพิ่มอัตราการแปลงอย่างมีนัยสําคัญ ให้ผลผลิตสูงกว่า 90%

การขอข้อมูล





เครื่องปฏิกรณ์ถังกวนอย่างต่อเนื่อง (CSTR) สามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสําคัญโดยการใช้อัลตราซาวนด์กําลัง การกวนอัลตราโซนิกและเอฟเฟกต์โซโนเคมีช่วยเร่งจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาช้าและส่งเสริมอัตราการแปลงสารเคมี

เครื่องปฏิกรณ์ถังกวนอย่างต่อเนื่อง (CSTR) พร้อมเครื่องอัลตราโซนิกในตัว UIP2000hdT (2kW, 20kHz) เพื่อปรับปรุงจลนศาสตร์และอัตราการแปลง

เคมีอิมัลชันเข้มข้นอัลตราโซนิก

ปฏิกิริยาที่แตกต่างกันเช่นเคมีอิมัลชันได้รับประโยชน์อย่างมากจากการใช้อัลตราซาวนด์กําลัง โพรงอากาศอัลตราโซนิกลดและกระจายหยดของแต่ละเฟสเป็นเนื้อเดียวกันภายในกันและกันทําให้เกิดไมโครครอนย่อยหรือนาโนอิมัลชัน เนื่องจากหยดขนาดนาโนมีพื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเพื่อโต้ตอบกับหยดน้ําต่างๆ การถ่ายโอนมวลและอัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงดีขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ ภายใต้การ sonication ปฏิกิริยาที่รู้จักกันดีสําหรับจลนพลศาสตร์ที่ช้าโดยทั่วไปจะแสดงอัตราการแปลงที่ดีขึ้นอย่างมากผลผลิตที่สูงขึ้นผลพลอยได้หรือของเสียน้อยลงและประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้น เคมีอิมัลชันที่ได้รับการปรับปรุงด้วยอัลตราโซนิกมักถูกนําไปใช้สําหรับพอลิเมอไรเซชันของอิมัลชัน เช่น เพื่อผลิตส่วนผสมของโพลีเมอร์ กาวในน้ํา และโพลีเมอร์ชนิดพิเศษ

10 สิ่งที่คุณควรรู้ก่อนซื้อเครื่องปฏิกรณ์เคมี

เมื่อคุณเลือกเครื่องปฏิกรณ์เคมีสําหรับกระบวนการทางเคมีมีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เคมีที่เหมาะสมที่สุด หากกระบวนการทางเคมีของคุณเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีหลายเฟสที่แตกต่างกันและมีจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาช้าการกวนของเครื่องปฏิกรณ์และการกระตุ้นกระบวนการเป็นปัจจัยสําคัญที่มีอิทธิพลต่อการแปลงสารเคมีที่ประสบความสําเร็จและสําหรับต้นทุนที่ประหยัด (การดําเนินงาน) ของเครื่องปฏิกรณ์เคมี
อัลตราโซนิกช่วยเพิ่มจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมีของเหลว - ของเหลวและของเหลว - ของแข็งในเครื่องปฏิกรณ์แบทช์เคมีและภาชนะปฏิกิริยาแบบอินไลน์อย่างมีนัยสําคัญ ดังนั้นการรวมโพรบอัลตราโซนิกในเครื่องปฏิกรณ์เคมีสามารถลดต้นทุนเครื่องปฏิกรณ์และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
บ่อยครั้งที่วิศวกรรมเครื่องปฏิกรณ์เคมีขาดความรู้เกี่ยวกับการปรับปรุงกระบวนการด้วยอัลตราโซนิก หากไม่มีความรู้อย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับอิทธิพลของอัลตราซาวนด์พลังงานการกวนอัลตราโซนิกโพรงอากาศอะคูสติกและผลกระทบทางโซโนเคมีต่อประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์เคมีการวิเคราะห์เครื่องปฏิกรณ์เคมีและพื้นฐานการออกแบบทั่วไปสามารถสร้างผลลัพธ์ที่ด้อยกว่าเท่านั้น ด้านล่างนี้ คุณจะได้ทําภาพรวมเกี่ยวกับประโยชน์พื้นฐานของอัลตราโซนิกสําหรับการออกแบบและเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องปฏิกรณ์เคมี

ข้อดีของเครื่องปฏิกรณ์ถังกวนต่อเนื่องที่เข้มข้นด้วยอัลตราโซนิก (CSTR)

    • เครื่องปฏิกรณ์ที่ปรับปรุงด้วยอัลตราโซนิกสําหรับห้องปฏิบัติการและการผลิต:
      ปรับขนาดได้ง่าย: โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกพร้อมใช้งานสําหรับขนาดห้องปฏิบัติการนําร่องและการผลิตขนาดใหญ่
      ทําซ้ําได้ / ทําซ้ําได้ ผลลัพธ์เนื่องจากพารามิเตอร์อัลตราโซนิกที่ควบคุมได้อย่างแม่นยํา
      ความจุและความเร็วในการตอบสนอง: ปฏิกิริยาที่เข้มข้นด้วยอัลตราโซนิกจะเร็วกว่าและประหยัดกว่า (ต้นทุนต่ําลง)
    • โซโนเคมีใช้ได้กับวัตถุประสงค์ทั่วไปและพิเศษ

– ความสามารถในการปรับตัว & ความเก่งกาจ เช่น ตัวเลือกการติดตั้งและการตั้งค่าที่ยืดหยุ่น และการใช้งานแบบสหวิทยาการ

  • อัลตราโซนิกสามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่ระเบิดได้
    – การล้าง (เช่น ผ้าห่มไนโตรเจน)
    – ไม่มีพื้นผิวเปิด
  • ทําความสะอาดง่าย: ทําความสะอาดตัวเอง (CIP – ทําความสะอาดในสถานที่)
  • เลือกวัสดุก่อสร้างที่คุณต้องการ
    – แก้ว, สแตนเลส, ไทเทเนียม
    – ไม่มีซีลโรตารี่
    – สารเคลือบหลุมร่องฟันที่มีให้เลือกมากมาย
  • เครื่องอัลตราโซนิกสามารถใช้ได้ในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลาย
  • เครื่องอัลตราโซนิกสามารถใช้ได้กับความดันที่หลากหลาย
  • ผลเสริมฤทธิ์กับเทคโนโลยีอื่น ๆ เช่นเคมีไฟฟ้า (sono-electrochemistry), ตัวเร่งปฏิกิริยา (sono-cataalysis), การตกผลึก (sono-crystallization) เป็นต้น
  • Sonication เหมาะอย่างยิ่งในการเพิ่มเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเช่นการหมัก
  • การละลาย / การละลาย: ในกระบวนการละลาย อนุภาคจะผ่านจากเฟสหนึ่งไปยังอีกเฟสหนึ่ง เช่น เมื่ออนุภาคของแข็งละลายในของเหลว พบว่าระดับของความปั่นป่วนมีอิทธิพลต่อความเร็วของกระบวนการ ผลึกขนาดเล็กจํานวนมากละลายได้เร็วกว่ามากภายใต้โพรงอากาศอัลตราโซนิกมากกว่าในเครื่องปฏิกรณ์แบทช์ที่กวนตามอัตภาพ เหตุผลของความเร็วที่แตกต่างกันก็อยู่ที่อัตราการถ่ายเทมวลที่แตกต่างกันที่พื้นผิวอนุภาค ตัวอย่างเช่นอัลตราโซนิกถูกนําไปใช้เพื่อสร้างสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวดเช่นในกระบวนการตกผลึก (sono-crystallization)
  • การสกัดสารเคมีที่ส่งเสริมอัลตราโซนิก:
    – ของเหลว-ของแข็ง เช่น การสกัดจากพฤกษศาสตร์ การสกัดจากสารเคมี
    – ของเหลว-ของเหลว: เมื่อใช้อัลตราซาวนด์กับระบบสกัดของเหลว-ของเหลวอิมัลชันของเฟสใดเฟสหนึ่งในอีกเฟสหนึ่งจะถูกสร้างขึ้น การก่อตัวของอิมัลชันนี้นําไปสู่พื้นที่ประสานที่เพิ่มขึ้นระหว่างสองเฟสที่เข้ากันไม่ได้ส่งผลให้ฟลักซ์การถ่ายเทมวลที่เพิ่มขึ้นระหว่างเฟส

 

Sonication ปรับปรุงปฏิกิริยาเคมีในเครื่องปฏิกรณ์ถังกวนได้อย่างไร?

  • พื้นที่ผิวสัมผัสที่ใหญ่ขึ้น: ในปฏิกิริยาระหว่างสารตั้งต้นในเฟสที่แตกต่างกัน เฉพาะอนุภาคที่ชนกันที่ส่วนต่อประสานเท่านั้นที่สามารถทําปฏิกิริยาได้ ยิ่งอินเทอร์เฟซมีขนาดใหญ่เท่าใด การชนกันก็ยิ่งเกิดขึ้นได้มากขึ้นเท่านั้น เมื่อส่วนที่เป็นของเหลวหรือของแข็งของสารถูกแบ่งออกเป็นหยดเล็ก ๆ หรืออนุภาคของแข็งที่แขวนลอยอยู่ในของเหลวเฟสต่อเนื่องพื้นที่ผิวของสารนี้จะเพิ่มขึ้น นอกจากนี้อันเป็นผลมาจากการลดขนาดจํานวนอนุภาคจะเพิ่มขึ้นดังนั้นระยะห่างเฉลี่ยระหว่างอนุภาคเหล่านี้จึงลดลง สิ่งนี้ช่วยเพิ่มการเปิดรับเฟสต่อเนื่องกับเฟสที่กระจายตัว ดังนั้นอัตราปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นตามระดับการกระจายตัวของเฟสกระจายตัว ปฏิกิริยาเคมีจํานวนมากในการกระจายตัวหรืออิมัลชันแสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงความเร็วในการทําปฏิกิริยาอย่างมากอันเป็นผลมาจากการลดขนาดอนุภาคอัลตราโซนิก
  • ตัวเร่งปฏิกิริยา (พลังงานกระตุ้น): ตัวเร่งปฏิกิริยามีความสําคัญอย่างยิ่งในปฏิกิริยาเคมีหลายอย่างในการพัฒนาห้องปฏิบัติการและในการผลิตทางอุตสาหกรรม บ่อยครั้งที่ตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่ในเฟสแข็งหรือของเหลว และไม่สามารถผสมกับสารตั้งต้นหรือสารตั้งต้นทั้งหมดได้ ดังนั้นบ่อยครั้งที่ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นปฏิกิริยาเคมีที่แตกต่างกัน ในการผลิตสารเคมีพื้นฐานที่สําคัญที่สุด เช่น กรดซัลฟิวริก แอมโมเนีย กรดไนตริก เอทีน และเมทานอล ตัวเร่งปฏิกิริยามีบทบาทสําคัญ เทคโนโลยีด้านสิ่งแวดล้อมขนาดใหญ่ขึ้นอยู่กับกระบวนการเร่งปฏิกิริยา การชนกันของอนุภาคนําไปสู่ปฏิกิริยาเคมี เช่น การรวมกลุ่มอะตอมใหม่ ก็ต่อเมื่ออนุภาคชนกับพลังงานจลน์เพียงพอ อัลตราโซนิกเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงในการเพิ่มจลนศาสตร์ในเครื่องปฏิกรณ์เคมี ในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันการเพิ่มอัลตราโซนิกในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เคมีสามารถลดความต้องการตัวเร่งปฏิกิริยาได้ ซึ่งอาจส่งผลให้มีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาน้อยลงหรือตัวเร่งปฏิกิริยาที่ด้อยกว่าและมีเกียรติน้อยกว่า
  • ความถี่ในการสัมผัสที่สูงขึ้น / การถ่ายโอนมวลที่ดีขึ้น: การผสมอัลตราโซนิกและการกวนเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงในการสร้างหยดและอนุภาคขนาดเล็ก (เช่นอนุภาคย่อยไมครอนและนาโน) ซึ่งมีพื้นผิวที่ใช้งานสูงขึ้นสําหรับปฏิกิริยา ภายใต้การปั่นป่วนที่รุนแรงเพิ่มเติมและการเคลื่อนไหวขนาดเล็กที่เกิดจากอัลตราซาวนด์ความถี่ของการสัมผัสระหว่างอนุภาคจะเพิ่มขึ้นอย่างมากส่งผลให้อัตราการแปลงดีขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ
  • พลาสมาบีบอัด: สําหรับปฏิกิริยาหลายอย่างอุณหภูมิของเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มขึ้น 10 เคลวินจะทําให้อัตราปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่า โพรงอากาศอัลตราโซนิกสร้างฮอตสปอตที่มีปฏิกิริยาสูงในท้องถิ่นสูงถึง 5000K ภายในของเหลวโดยไม่มีความร้อนอย่างมากของปริมาตรของเหลวโดยรวมในเครื่องปฏิกรณ์เคมี
  • พลังงานความร้อน: พลังงานอัลตราโซนิกใด ๆ ที่คุณเพิ่มในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เคมีในที่สุดจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน ดังนั้นคุณสามารถนําพลังงานกลับมาใช้ใหม่สําหรับกระบวนการทางเคมีได้ แทนที่จะป้อนพลังงานความร้อนโดยองค์ประกอบความร้อนหรือไอน้ําอัลตราโซนิกจะแนะนํากระบวนการที่เปิดใช้งานพลังงานกลโดยใช้การสั่นสะเทือนความถี่สูง ในเครื่องปฏิกรณ์เคมีสิ่งนี้ทําให้เกิดโพรงอากาศอัลตราโซนิกที่กระตุ้นกระบวนการทางเคมีในหลายระดับ ในที่สุดการตัดอัลตราโซนิกขนาดใหญ่ของสารเคมีส่งผลให้เกิดการแปลงเป็นพลังงานความร้อนเช่นความร้อน คุณสามารถใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบแบทช์แบบแจ็คเก็ตหรือเครื่องปฏิกรณ์แบบอินไลน์เพื่อระบายความร้อนเพื่อรักษาอุณหภูมิของกระบวนการให้คงที่สําหรับปฏิกิริยาเคมีของคุณ

เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับปฏิกิริยาเคมีที่ดีขึ้นใน CSTR

Hielscher Ultrasonics ออกแบบ ผลิต และจัดจําหน่ายโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงและเครื่องกระจายตัวสําหรับการรวมเข้ากับเครื่องปฏิกรณ์ถังกวนแบบต่อเนื่อง (CSTR) เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ถูกนํามาใช้ทั่วโลกเพื่อส่งเสริมเพิ่มความเข้มข้นเร่งและปรับปรุงปฏิกิริยาเคมี
Hielscher Ultrasonics’ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกมีให้เลือกทุกขนาดตั้งแต่อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการขนาดเล็กไปจนถึงโปรเซสเซอร์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่สําหรับการใช้งานเคมีไหล การปรับแอมพลิจูดอัลตราโซนิกที่แม่นยํา (ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่สําคัญที่สุด) ช่วยให้สามารถใช้งานเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ที่แอมพลิจูดต่ําถึงสูงมากและเพื่อปรับแอมพลิจูดอย่างละเอียดตามเงื่อนไขกระบวนการอัลตราโซนิกที่ต้องการของระบบปฏิกิริยาเคมีเฉพาะ
Hielscher’s ultrasonic generator feature a smart software with automatic data protocolling. All important processing parameters such as ultrasonic energy, temperature, pressure and time are automatically stored onto a built-in SD-card as soon as the device is switched on.
Process monitoring and data recording are important for continuous process standardization and product quality. By accessing the automatically recorded process data, you can revise previous sonication runs and evaluate the outcome.
คุณสมบัติที่ใช้งานง่ายอีกประการหนึ่งคือการควบคุมระยะไกลของเบราว์เซอร์ของระบบอัลตราโซนิกดิจิตอลของเรา ผ่านการควบคุมเบราว์เซอร์ระยะไกลคุณสามารถเริ่มหยุดปรับและตรวจสอบโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกของคุณจากระยะไกลได้จากทุกที่
ติดต่อเราตอนนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงของเราสามารถปรับปรุงเครื่องปฏิกรณ์ถังกวนอย่างต่อเนื่อง (CSTR) ของคุณ!
The table below gives you an indication of the approximate processing capacity of our ultrasonicators:

Batch VolumeอัตราการไหลRecommended Devices
1 to 500mL10 to 200mL/minUP100H
10 to 2000mL20 to 400mL/minUP200 ฮิต, UP400ST
0.1 to 20L0.2 to 4L/minUIP2000hdt
10 to 100L2 to 10L/minUIP4000hdT
n.a.10 to 100L/minUIP16000
n.a.largercluster of UIP16000

ติดต่อเรา! / ถามเรา!

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม

Please use the form below to request additional information about ultrasonic processors, applications and price. We will be glad to discuss your process with you and to offer you an ultrasonic system meeting your requirements!










Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics manufactures high-performance ultrasonic homogenizers for mixing applications, dispersion, emulsification and extraction on lab, pilot and industrial scale.

Literature / References



Facts Worth Knowing

การกวนอัลตราโซนิกในเครื่องปฏิกรณ์เคมีให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าเครื่องปฏิกรณ์ถังกวนแบบต่อเนื่องหรือเครื่องปฏิกรณ์แบบผสมแบบผสม การกวนอัลตราโซนิกให้แรงเฉือนและผลลัพธ์ที่ทําซ้ําได้มากกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบเจ็ทกวนเนื่องจากการผสมและการประมวลผลของเหลวที่ดีขึ้นในถังเครื่องปฏิกรณ์หรือในเครื่องปฏิกรณ์การไหล
คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการทํางานการใช้งานและการขยายขนาดของโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิก!


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics manufactures high-performance ultrasonic homogenizers from lab to industrial size.

เรายินดีที่จะพูดคุยเกี่ยวกับกระบวนการของคุณ

Let's get in contact.