การสังเคราะห์โพลิออลผ่านการแปลงสภาพด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

โพลิออลเป็นเอสเทอร์สังเคราะห์ที่ผลิตส่วนใหญ่ผ่านการแปลงสภาพไตรกลีเซอไรด์จากน้ํามันพืชหรือไขมันสัตว์ โพลิออลเหล่านี้เป็นวัตถุดิบสําหรับการผลิตโพลียูเรธานสารเรืองแสงและซีมิคอลอื่น ๆ Ultrasonication ใช้เพื่อเพิ่มปฏิกิริยาการแปลงสภาพโดยใช้แรงเฉือนที่รุนแรงและพลังงานความร้อน อัลตร้าซาวด์และผลกระทบ sonochemical ของมันจัดหาพลังงานปฏิกิริยาและช่วยในการเอาชนะข้อ จํากัด การถ่ายโอนมวล ดังนั้น sonication จึงช่วยเพิ่มความเร็วในการแปลงสภาพผลผลิตและประสิทธิภาพโดยรวมได้อย่างมีนัยสําคัญ

อัลตราซาวนด์ช่วย transesterification

ปฏิกิริยาการแปลงสภาพเป็นหนึ่งในเส้นทางการสังเคราะห์ที่สําคัญที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพในการแปลงน้ํามันพืชเป็นสารทดแทนผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม การสังเคราะห์ Sono (การสังเคราะห์ sonochemical ซึ่งเป็นการสังเคราะห์ทางเคมีที่ส่งเสริมผ่านอัลตร้าซาวด์ประสิทธิภาพสูง) เป็นที่รู้จักกันดีสําหรับผลประโยชน์ในการแปลงสภาพเช่นเดียวกับกระบวนการทางเคมีอื่น ๆ

การสังเคราะห์โพลิออลอย่างยั่งยืนจากน้ํามันพืชโดยใช้อัลตร้าซาวด์

กรดไขมันที่ได้จากพืชเช่นน้ํามันพืชเป็นวัตถุดิบที่มีอยู่อย่างกว้างขวางและสามารถนํากลับมาใช้ใหม่ได้และสามารถใช้สําหรับการเตรียมโพลิออลและโพลียูรีเทนชีวภาพ การประยุกต์ใช้อัลตร้าซาวด์พลังงานสร้างผลกระทบ sonochemical ที่ดีซึ่งอย่างมีนัยสําคัญเร่งปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาของ transesterification นอกจากนี้ sonication ยังช่วยเพิ่มผลผลิตของโพลิออลสังเคราะห์เนื่องจากพลังงานผสมที่รุนแรงของโพรงอากาศอะคูสติกเอาชนะข้อ จํากัด การถ่ายโอนมวล ปฏิกิริยาการแปลงเพศอัลตราโซนิกเป็นที่รู้จักกันดีในการทํางานอย่างมีประสิทธิภาพด้วยแอลกอฮอล์และตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่ํากว่าเป็นปฏิกิริยาการแปลงสภาพแบบเดิม สิ่งนี้นําไปสู่ประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้นโดย ultrasonication

การสังเคราะห์อัลตราโซนิกของสารเรืองแสงชีวภาพที่ใช้ Pentaerythritol Ester

Pentaerythritol ester สามารถสังเคราะห์ได้อย่างมีประสิทธิภาพจากน้ํามันเรพซีดผ่านกระบวนการ sonochemical สองขั้นตอนดังที่แสดงให้เห็นโดยทีมวิจัยของ Arumugam ในการศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพของพวกเขานักวิจัยใช้เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher UP400St (ดูภาพด้านซ้าย) ในการแปลงสภาพ sonochemically ครั้งแรกน้ํามันเรพซีดจะทําปฏิกิริยากับเมทานอลกับเมทิลเอสเทอร์ ในขั้นตอนการแปลงสภาพครั้งที่สองเมทิลเอสเทอร์จะทําปฏิกิริยากับไซลีนและตัวเร่งปฏิกิริยาต่อเพนทารีทริทอลเอสเทอร์ นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกเพื่อเพิ่มผลผลิตและประสิทธิภาพโดยรวมของการสังเคราะห์ pentaerythritol ester ภายใต้อัลตราซาวนด์ ผลผลิตที่ดีขึ้นของ 81.4% ของ pentaerythritol ester ประสบความสําเร็จด้วยชีพจรอัลตราโซนิก 15 วินาทีแอมพลิจูดอัลตราโซนิก 60% ความเข้มข้นของตัวเร่งปฏิกิริยา 1.5 wt% และอุณหภูมิปฏิกิริยา 100 ° C สําหรับการควบคุมคุณภาพ, เอสเทอร์ pentaerythritol สังเคราะห์ sonochemically ถูกเปรียบเทียบกับน้ํามันคอมเพรสเซอร์เกรดสังเคราะห์. โดยสรุปการศึกษาแสดงให้เห็นว่ากระบวนการ transesterification ต่อเนื่องที่ส่งเสริม ultrasonically เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการแทนที่กระบวนการ transesterification ต่อเนื่องแบบดั้งเดิมสําหรับการสังเคราะห์สารเรืองแสงที่ใช้ pentaerythritol ester ตาม ข้อได้เปรียบที่สําคัญของกระบวนการแปลงสภาพล้ําเสียงคือผลผลิตที่เพิ่มขึ้นของ pentaerythritol ester เวลาตอบสนองที่สั้นลงและอุณหภูมิปฏิกิริยาที่ลดลงอย่างมีนัยสําคัญ (cf เลย Arumugam et al., 2019)

เอสเทอร์อะซีตัลที่ได้จาก Pentanal ผ่านการสังเคราะห์ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

ทีมวิจัยของ Kurniawan สังเคราะห์เอสเทอร์อะซีตัลที่ได้จากเพนทาแนลสามชิ้นผ่านวิธีการโซโนเคมีโดยใช้หลักการของเคมีสีเขียว Sonication ถูกใช้เพื่อส่งเสริมสองขั้นตอนทางเคมี:

1. เอสเทอริฟิเคชันของกรด 9,10-ไดไฮโดรกโยคเตอคาโนอิก
2. อะซีตาไลซ์เซชันของอัลคิล 9,10-ไดไฮดรอกซียอคเตเดคาโนเอต

เพื่อที่จะผลิตเอสเทอร์ของอัลคิล 9,10- dihydroxystearate สองขั้นตอนเป็นสิ่งจําเป็นและได้รับผลผลิต 67-85% สําหรับการประเมินประสิทธิภาพวิธีการ sonochemical ถูกเปรียบเทียบกับเทคนิคการไหลย้อนแบบเดิม นอกจากนี้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและกรดแข็ง ได้แก่ กรดซัลฟิวริก (H2SO4) เบนโทไนท์ธรรมชาติและ H-bentonite ถูกนํามาใช้เพื่อกําหนดอิทธิพลและประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาต่างๆ พบว่าเอสเทอริฟิเคชัน sonochemical ของกรดเร่งปฏิกิริยาโดย H-bentonite ให้ผลิตภัณฑ์ในผลผลิตสูงถึง 70% ในเวลาตอบสนองที่สั้นกว่าวิธีกรดไหลย้อน 3 เท่าซึ่งน่าทึ่งมาก ขั้นตอน acetalization สุดท้ายกับ n-pentanal ในการปรากฏตัวของ H-bentonite โดยใช้ ultrasonication จ่ายอนุพันธ์ไดออกโซเลนที่ได้จาก pentanal สามชนิดในผลผลิต 69-85% ซึ่งสูงกว่าวิธีทั่วไป วิธีการไหลย้อนต้องใช้เวลาตอบสนองนานกว่าวิธีการ sonochemical เนื่องจากการสังเคราะห์อัลตราโซนิกต้องการเพียง 10-30 นาที นอกจากนี้เวลาตอบสนองที่สั้นลงอย่างมีนัยสําคัญภายใต้ sonication ผลผลิตที่น่าทึ่งของเอสเทอร์แต่ละตัวยังได้รับโดยใช้วิธีการ sonochemical
นักวิจัยยังคํานวณด้วยว่าความต้องการพลังงานของปฏิกิริยาโซโนเคมีนั้นต่ํากว่าวิธีการทั่วไปประมาณ 62 เท่า สิ่งนี้จะช่วยลดต้นทุนและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
การตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของแต่ละผลิตภัณฑ์พบว่าเมทิล 8-(2-บิวทิล-5-ออกทิล-1,3-ไดออกโซแลน-4-อิล)ออกตาโนเอตเป็นสารเรืองแสงชนิดใหม่ที่มีศักยภาพพร้อมฟังก์ชันเพื่อทดแทนสารหล่อลื่นทั่วไป (cf เลย เคอร์เนียวัน และคณะ, 2021)

การแปลงสภาพของ Pentaerythryl Esters โดยใช้อัลตร้าซาวด์

เอสเทอร์ Pentaerythryl สามารถหาได้จากน้ํามันพืชเช่นน้ํามันดอกทานตะวันลินสีดและน้ํามันสบู่ดํา ทีมวิจัยของ Hashem ได้สาธิตการสังเคราะห์สารหล่อลื่นชีวภาพผ่านการแปลงสภาพแบบใช้พื้นฐานที่ต่อเนื่องกันซึ่งเกี่ยวข้องกับขั้นตอนการแปลงเพศสองขั้นตอน พวกเขาแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการสังเคราะห์โดยใช้ดอกทานตะวันลินสีดและน้ํามันสบู่ดํา ในขั้นตอนแรกน้ํามันถูกแปลงเป็นเมทิลเอสเทอร์ที่สอดคล้องกัน ในกระบวนการที่สองเมทิลเอสเทอร์ถูกแปลงเป็นเพนทารีทริลเอสเทอร์โดยการกระทําของเพนทารีทริทอลดังที่แสดงในรูปแบบต่อไปนี้: (cf. Hashem et al., 2013)

ปฏิกิริยาอย่างมีนัยสําคัญเพิ่มผลกระทบของ ultrasonication ใน transesterification ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์และแล้วตั้งแต่ทศวรรษที่ผ่านมานํามาใช้ในอุตสาหกรรม ตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดสําหรับ tranesterification ที่ดีขึ้น ultrasonically คือการแปลงน้ํามันและไขมันเป็นกรดไขมันเมทิลเอสเทอร์ (FAME) หรือที่เรียกว่าไบโอดีเซล
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการแปลงสภาพด้วยอัลตร้าซาวด์ของน้ํามันและไขมัน (ของเสีย) เป็นไบโอดีเซล!

โพรบอัลตราโซนิกและเครื่องปฏิกรณ์สําหรับการแปลงสภาพและการสังเคราะห์ทางเคมีอื่น ๆ

Hielscher Ultrasonics เป็นผู้เชี่ยวชาญของคุณเมื่อมันมาถึง ultrasonicators ประสิทธิภาพสูงที่ซับซ้อนสําหรับปฏิกิริยา sonochemical Hielscher ออกแบบผลิตและจัดจําหน่าย ultrasonicators พลังงานสูงและอุปกรณ์เสริมเช่นโพรบ (sonotrodes) เครื่องปฏิกรณ์และเซลล์ไหลในทุกขนาดและจัดหาห้องปฏิบัติการทางเคมีรวมถึงโรงงานผลิตสารเคมีในระดับอุตสาหกรรม จากอุปกรณ์อัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดไปจนถึงโพรบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมและเครื่องปฏิกรณ์ Hielscher มีระบบอัลตราโซนิกที่เหมาะสําหรับกระบวนการของคุณ ด้วยประสบการณ์อันยาวนานในการใช้งานเช่นการเร่งปฏิกิริยาโซโนและการสังเคราะห์โซโนพนักงานที่ผ่านการฝึกอบรมมาเป็นอย่างดีของเราจะแนะนําการตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดสําหรับความต้องการของคุณ
Hielscher Ultrasonics ผลิตระบบอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่มีความทนทานสูงมากและสามารถส่งมอบคลื่นอัลตร้าซาวด์ที่รุนแรงเนื่องจาก ultrasonicators อุตสาหกรรม Hielscher ทั้งหมดสามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากในการทํางานอย่างต่อเนื่อง (24/7) ระบบอัลตร้าซาวด์ที่แข็งแกร่งแทบไม่ต้องการการบํารุงรักษาและสร้างขึ้นเพื่อให้ทํางานได้ สิ่งนี้ทําให้อุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher เชื่อถือได้สําหรับการใช้งานหนักภายใต้เงื่อนไขที่ต้องการ มี sonotrodes พิเศษสําหรับอุณหภูมิสูงหรือสารเคมีที่รุนแรงมากเช่นกัน
คุณภาพสูงสุด – ออกแบบและทําในประเทศเยอรมนี: อุปกรณ์ทั้งหมดได้รับการออกแบบและผลิตในสํานักงานใหญ่ของเราในประเทศเยอรมนี ก่อนที่จะส่งมอบให้กับลูกค้าทุกอุปกรณ์อัลตราโซนิกได้รับการทดสอบอย่างรอบคอบภายใต้ภาระเต็ม เรามุ่งมั่นเพื่อความพึงพอใจของลูกค้าและการผลิตของเรามีโครงสร้างเพื่อตอบสนองการประกันคุณภาพสูงสุด (เช่นการรับรอง ISO)

ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา: