มัลติเฟสแควิเทเตอร์ – ติดตั้ง MPC48 สำหรับเซลล์วัดการไหลด้วยคลื่นอัลตราโซนิก

The MultiPhaseCavitator Insert (Insert MPC48) is designed to improve the ultrasonic processing of liquid/liquid or liquid/gas mixes. 48 very fine cannulas inject liquid or gas into a liquid phase right in the cavitation zone. This creates very small suspended droplets or gas bubbles yielding a very high specific surface area.

เม็ดมีดนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสําหรับเคมีอิมัลชัน เช่น ปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส การเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส (PTC) หรือการสกัดของเหลว อีกด้านหนึ่งของการใช้งานที่น่าสนใจคือการตกตะกอนของอนุภาคจากสารตั้งต้นของเหลวสองชนิดหรือการตกผลึกแบบโซโน เม็ดมีดนี้ออกแบบมาสําหรับเครื่องปฏิกรณ์เซลล์ไหลของ Hielscher และช่วยให้สามารถประมวลผลแบบแบทช์หรือต่อเนื่องได้

พอร์ตฉีดหนึ่งและ 48 พอร์ต

อัลตราโซนิกเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสําหรับการทําให้เป็นอิมัลชันและการผสม แตกต่างจากการตั้งค่าทั่วไป ซึ่งเฟสที่แยกจากกันจะถูกรวมเข้าด้วยกันก่อนที่จะเข้าสู่โฟลว์เซลล์และโพรงอากาศ เมื่อของเหลวถูกฉีดผ่านแคนนูลัสละเอียด 48 ตัว ของเหลวจะเข้าสู่เซลล์การไหลในเส้นที่แคบมาก เม็ดมีดใช้ท่อช่วยหายใจทางการแพทย์ชั้นดี 48 อันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายในตั้งแต่ 0.3 มม. ถึง 1.2 มม. cannulas เหล่านี้สามารถเปลี่ยนได้ง่ายและเป็นวัสดุสิ้นเปลืองที่มีต้นทุนต่ํา (ปลอดเชื้อ ประมาณ 2 กะรัต / ชิ้น) โพรงอากาศอัลตราโซนิก (ที่ 20kHz) ตัดเส้นของเหลวที่เข้ามา 48 เส้นเป็นหยดเล็ก ๆ เมื่อเข้าสู่เฟสของเหลวในโฟลว์เซลล์
การออกแบบใช้แรงดันป้อนเดียวกันจากแหล่งจ่ายหนึ่งเดียวกับ cannulas ทั้ง 48 อันเพื่อปรับระดับการไหลระหว่าง cannulas

48 พอร์ตเข้าเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสําหรับปฏิกิริยาของเหลว - ของเหลว

การใช้งานและการใช้งาน

เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher มักใช้เพื่ออิมัลชันเพื่อปรับปรุงจลนศาสตร์ของกระบวนการถ่ายโอนเฟสหรืออัตราการละลายในระบบเฟสของเหลว ตัวอย่างสําหรับกระบวนการดังกล่าว ได้แก่ การกําจัดซัลเฟอร์ออกซิเดชันด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และการสกัดตัวทําละลายในภายหลัง หรือการทรานส์เอสเทอริฟิเคชันของไตรกลีเซอไรด์ที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเบส
ความสามารถในการละลายที่จํากัดของเฟสรีเอเจนต์หนึ่งในเฟสรีเอเจนต์อีกเฟสหนึ่งเป็นปัญหาสําคัญในกระบวนการทางเคมีของอิมัลชัน เนื่องจากทั้งสองเฟสทําปฏิกิริยาซึ่งกันและกันที่ช่วงระหว่างเฟสเท่านั้น หากไม่มีอัลตราโซนิก จะส่งผลให้เกิดอัตราปฏิกิริยาต่ําและจลนพลศาสตร์การแปลงช้าในระบบสองเฟส
การใช้เม็ดมีดกับเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกโพรงอากาศทําให้เกิดแรงเฉือนไฮดรอลิกสูงและทําลายเฟสที่ฉีดออกเป็นหยดย่อยไมครอนและขนาดนาโน เนื่องจากพื้นที่ผิวจําเพาะของขอบเขตเฟสมีอิทธิพลต่ออัตราปฏิกิริยาทางเคมี การลดเส้นผ่านศูนย์กลางของหยดอย่างมีนัยสําคัญนี้จึงช่วยเพิ่มจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยา และอาจลดหรือขจัดความจําเป็นในการใช้สารถ่ายโอนเฟส เปอร์เซ็นต์ปริมาตรของเฟสที่ฉีดอาจลดลง เนื่องจากอิมัลชันที่ละเอียดกว่าต้องการปริมาตรน้อยกว่าเพื่อให้พื้นผิวสัมผัสเดียวกันกับเฟสรีเอเจนต์อื่น ๆ
การใช้เม็ดมีดนี้อาจลดปริมาณที่ต้องการของตัวเร่งปฏิกิริยาอิมัลชันแอมฟิฟิลิกหรือ ตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟส (PTC)เช่นเกลือแอมโมเนียมควอเทอร์นารีที่มีความสามารถเฉพาะตัวในการละลายทั้งในของเหลวที่เป็นน้ําและอินทรีย์

การถ่ายโอนมวลที่เพิ่มขึ้นสําหรับปฏิกิริยาเคมี

เมื่อเฟสรีเอเจนต์สองเฟสทําปฏิกิริยาที่ขอบเขตเฟส ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาจะสะสมที่พื้นผิวหยดและปิดกั้นเฟสรีเอเจนต์ไม่ให้มีปฏิสัมพันธ์ที่ส่วนต่อประสาน แรงเฉือนไฮดรอลิกที่เกิดจากโพรงอากาศอัลตราโซนิกส่งผลให้เกิดการไหลของความปั่นป่วนและการขนส่งวัสดุจากและไปยังพื้นผิวหยดน้ําและนําไปสู่การรวมตัวกันซ้ํา ๆ และการก่อตัวของหยดน้ําใหม่ในภายหลัง เมื่อปฏิกิริยาดําเนินไปเมื่อเวลาผ่านไป sonication จะเพิ่มการเปิดรับและปฏิสัมพันธ์ของรีเอเจนต์ให้สูงสุด
เอฟเฟกต์นี้ใช้ในหลายกระบวนการ เช่น การทรานส์เอสเทอริฟิเคชันของน้ํามันพืชเป็นไบโอดีเซล หรือการสังเคราะห์โพลีเอสเตอร์โดยการทรานส์เอสเทอริฟิเคชันของไดเอสเทอร์ด้วยไดออลเพื่อสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่

อิมัลชัน / อิมัลชัน

เม็ดมีดโฟลว์เซลล์นี้ช่วยเพิ่มอิมัลชันเมื่อผสมของเหลวที่ผสมกันไม่ได้ สิ่งนี้นําไปสู่ขนาดหยดที่เล็กลงและการกระจายขนาดที่แคบลง – ปัจจัยสําคัญสําหรับความเสถียรของอิมัลชัน ด้วยการออกแบบนี้ คุณสามารถฉีดและอิมัลชันของเหลวที่มีความหนืดต่ําและปานกลางลงในของเหลวที่มีความหนืดสูง เช่น น้ํามันเชื้อเพลิงหนัก (HFO) โพลีเมอร์ หรือเจล บางสูตรอาจต้องเติมอิมัลซิไฟเออร์หรือสารทําให้คงตัว ในกรณีนี้จะช่วยในการผสมอิมัลซิไฟเออร์อย่างสม่ําเสมอ การออกแบบที่กําหนดเองสําหรับการฉีดมากกว่าหนึ่งเฟสแม้ว่าจะมี cannulas ตามคําขอ

การสกัดของเหลว - ของเหลว

เม็ดมีดนี้ช่วยเพิ่มกระบวนการสกัดของเหลวและของเหลวโดยการสร้างอิมัลชันปั่นป่วนขนาดละเอียด เช่น เฟสตัวทําละลายในเฟสน้ํามัน สิ่งนี้จะเพิ่มพื้นผิวสัมผัสเฟสและส่งผลให้การสกัดดีขึ้นและลดการใช้ตัวทําละลาย

เชื้อเพลิงน้ําเพื่อการเผาไหม้ที่สะอาดขึ้น

น้ํามันเตาเกรดต่ํา เช่น น้ํามันเชื้อเพลิงหนักที่ใช้บนเรือเดินทะเลหรือสําหรับการผลิตไฟฟ้าสามารถอิมัลชันด้วยน้ําได้ ส่งผลให้การเผาไหม้มีประสิทธิภาพมากขึ้นและลด NO ลงอย่างมาก_x การปล่อยมลพิษและเขม่า
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับอิมัลชันอัลตราโซนิกของเชื้อเพลิงน้ํา (อิมัลชันเชื้อเพลิง)!

การตกตะกอน / Sono-Crystallization

เม็ดสีหรืออนุภาคนาโนสามารถสร้างขึ้นจากล่างขึ้นบนโดยการตกตะกอนในของเหลว ในกรณีนี้ ส่วนผสมอิ่มตัวยิ่งยวดจะเริ่มก่อตัวเป็นอนุภาคของแข็งหรือผลึกจากวัสดุที่มีความเข้มข้นสูง อนุภาคเหล่านี้จะเติบโตถึงจุดหนึ่งและตกตะกอนในที่สุด ในการควบคุมขนาดอนุภาค/ผลึกและสัณฐานวิทยาการควบคุมการผสมสารตั้งต้น/รีเอเจนต์เป็นสิ่งสําคัญ
โดยทั่วไปกระบวนการตกตะกอนเกี่ยวข้องกับ: การผสมความอิ่มตัวยิ่งยวดนิวเคลียสการเจริญเติบโตของอนุภาคและการรวมตัวกันของอนุภาค หลังหลีกเลี่ยงโดยความเข้มข้นของแข็งต่ําหรือโดยสารทําให้คงตัว การผสมเป็นสิ่งสําคัญ สําหรับกระบวนการตกตะกอนส่วนใหญ่ความเร็วของปฏิกิริยาจะสูงมาก InsertMPC48 ผสมผสานไอพ่นแบบแคบที่รวดเร็วเข้ากับแรงเฉือนโพรงอากาศอัลตราโซนิกที่แข็งแกร่ง สิ่งนี้ช่วยเพิ่มความเร็วในการผสมและประสิทธิภาพในการสร้างอนุภาคที่มากขึ้นและเล็กลง

จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการไปจนถึงขนาดนําร่องและการผลิต

Hielscher Ultrasonics นําเสนออุปกรณ์สําหรับทดสอบตรวจสอบและใช้เทคโนโลยีนี้ในทุกขนาด แนวคิดนี้ง่ายต่อการรวมเข้ากับกระบวนการที่มีอยู่

1. ป้อนเฟส A เข้าไปในพอร์ตเข้าของเหลวที่ด้านล่างของโฟลว์เซลล์
2. ป้อนเฟส B ลงในพอร์ตเข้าของเหลวขนาดเล็กที่ด้านข้างของโฟลว์เซลล์ ฟีดนี้จะถูกฉีดเข้าไปในบริเวณโพรงอากาศผ่านท่อละเอียด 48 ท่อ
3. ปรับแรงดันเครื่องปฏิกรณ์โดยใช้วาล์วแรงดันย้อนกลับที่พอร์ตทางออกของโฟลว์เซลล์

ในระดับโต๊ะทำงาน เครื่องโซนิเคเตอร์ UIP1000hdT ความสามารถ 1kW สามารถประมวลผลอัตราการไหลตั้งแต่ 100 ถึง 1000 ลิตรต่อชั่วโมง (25 ถึง 250 แกลลอนต่อชั่วโมง) เพื่อการสาธิตกระบวนการและปรับแต่งพารามิเตอร์การอัลตราโซนิกให้เหมาะสมที่สุด เครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกของ Hielscher ได้รับการออกแบบเพื่อขยายขนาดแบบเชิงเส้นไปยังปริมาณการประมวลผลที่ใหญ่ขึ้นในระดับทดลองหรือระดับการผลิต ตารางด้านล่างแสดงปริมาณการประมวลผลและขนาดอุปกรณ์ที่แนะนำ