การแปรสภาพ – กระบวนการทําสบู่ด้วย Ultrasonics
Saponification เป็นกระบวนการทางเคมีของการทําสบู่ มันเป็นปฏิกิริยาที่วัตถุดิบของไขมันหรือน้ํามัน (ไตรกลีเซอไรด์) ทําปฏิกิริยากับสารก่อมะเร็งอัลคาไลเพื่อสร้างสบู่ Ultrasonication ช่วยเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสส่งผลให้ความเร็วในการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นการแปลงที่สมบูรณ์มากขึ้นและหลีกเลี่ยงการใช้น้ํายาฐานมากเกินไปเช่นโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) หรือโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ไฮโดรไลซิสอัลคาไลน์ที่เริ่มต้น ultrasonically สามารถนํามาใช้ในการผลิตสบู่เชิงพาณิชย์ได้อย่างง่ายดาย เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสําหรับ saponification ผลิตผลผลิตที่สูงขึ้นในเวลาที่สั้นโดยไม่ต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาใด ๆ หรือลดปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้
การส่งเสริมการเลื่อน Ultrasonically
- ปฏิกิริยาได้เร็วขึ้น
- การแปลงสูงขึ้น
- ไม่มีการใช้น้ำยาพื้นฐานมากเกินไป
- ไม่มีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยามากเกินไป
- ปฏิกิริยาที่สมบูรณ์มากขึ้น
- กระบวนการสีเขียว
กรณีศึกษาของคลื่นอัลตราโซนิก
การศึกษาวิจัยต่างๆได้แสดงให้ sonication ส่งเสริมการทำงานของไตรกลีเซอไรด์เข้าไปในสบู่. อัลตราโซนิกการปรับตัวเร่งและเพิ่มการแปลงในขณะที่ประหยัดหรือหลีกเลี่ยงการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา นี้จะทำให้น่านน้ำไทยอัลตราโซนิกวิธีการผลิตที่มีประสิทธิภาพสูง
อัลตราโซนิกการเริ่มต้นของอัลคาไลน์ย่อยของไตรกลีเซอไรด์ (Saponification) ที่ไม่มีเฟสตัวเร่งปฏิกิริยา
Mercantili et al. (๒๐๑๓) ศึกษาผลกระทบของ ultrasonication ในการย่อยสลายอัลคาไลน์ของไตรกลีเซอไรด์, ที่เรียกว่า saponification. พวกเขาใช้ sonication เพื่อเริ่มต้นการย่อยสลายของน้ำมันดอกทานตะวัน โพแทสเซียมไฮดรอกไซ (เกาะ) ถูกนำมาใช้เป็นฐานด่าง มันแสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์มีประสิทธิภาพเป็นแหล่งพลังงานที่จะเริ่มต้นและผลักดันปฏิกิริยาที่ผลผลิตที่มีปฏิกิริยาสูงจะทำได้ในเพียง15นาทีของการใช้พลังงานรวมในขณะที่ทำงานที่อุณหภูมิโดยรอบและที่ไม่ได้ตรวจพบโดยผลิตภัณฑ์ที่มีการสร้าง ในระหว่างการเกิดปฏิกิริยา การเปรียบเทียบของห้องอาบน้ำอัลตราโซนิกและการสอบสวนชนิด ultrasonocator แสดงให้เห็นถึงการสอบสวนอัลตราโซนิกที่จะเป็นเทคนิคที่เหนือกว่า การศึกษาแสดงให้เห็นว่าผลผลิตน่านน้ำไทยอัลตราโซนิกในการแปลงที่ดีโดยไม่จำเป็นต้องใช้ด่างส่วนเกินหรือการถ่ายโอนเฟส
การย่อยสลายอัลคาไลน์ของ triacylglycerol เซอรอล
UIP2000hdT (2kW) เครื่องปฏิกรณ์ถังอัลตราโซนิก สำหรับการแปรสภาพ
- ผล ultrasonication ในปฏิกิริยา saponification ได้เร็วขึ้นและในการแปลงที่สมบูรณ์มากขึ้น
- ซาพอนเนตโดย ultrasonication เป็นกระบวนการทางเคมีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตสบู่จากน้ํามันหรือไขมันและฐาน
- ช่วย ultrasonically saponification หลีกเลี่ยงการใช้มากเกินไปของตัวเร่งปฏิกิริยาปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวม
การถ่ายโอนเฟสที่โปรโมต Ultrasonically การรับมือ
ภาขนุนเดอ et al. (๑๙๙๘) แสดงให้เห็นว่า sonication น้ำมันพืชเช่นน้ำมันถั่วเหลืองอาจจะมีประสิทธิภาพ saponified ใช้น้ำเกาะและ PTCs ที่แตกต่างกันที่อุณหภูมิห้อง ขอบเขตของน่านน้ำไทยมีการศึกษาโดยใช้ค่า saponification เป็นอ้างอิง. การเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์ต่างๆเช่นเวลาการเลือกของตัวเร่งปฏิกิริยาการถ่ายโอนเฟสปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ปริมาณของเกาะและปริมาณของน้ำที่ถูกดำเนินการโดยใช้ sonication และกวน เพื่อศึกษาผลกระทบของการอัลตราซาวนด์ saponification ยังดำเนินการที่๓๕º C ภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันคือกวน sonication กวนและ sonication และความร้อนที่๑๐๐องศาเซลเซียส พบว่าน้ำของเหลวที่แตกต่างกันของของเหลวในการทำงานของน้ำมันพืชต่างๆโดยใช้น้ำเกาะ/CTAB ได้รับการเร่งอย่างมีนัยสำคัญที่๓๕º C ภายใต้ sonication และกวน
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
Ultrasonicators ประสิทธิภาพสูง
Hielscher Ultrasonics อุปกรณ์อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับห้องปฏิบัติการ, นำร่องและอุตสาหกรรมการผลิต Ultrasonicators ที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้จะใช้สำหรับปฏิกิริยา sonochemical ต่างๆเช่น saponification Hielscher ของการสอบสวนชนิด ultrasonicators สามารถนำมาใช้ในโหมดชุดและแบบอินไลน์ พารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญทั้งหมด – ความกว้าง, ความดัน, อุณหภูมิ – สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำและให้ผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้
ตัวควบคุมดิจิตอลจะบันทึกพารามิเตอร์กระบวนการโดยอัตโนมัติและจัดเก็บไว้ใน SD การ์ดแบบรวม การตั้งค่าล่วงหน้าและการควบคุมเบราว์เซอร์ระยะไกลทำให้กระบวนการ sonication ง่ายมากและใช้งานง่าย
สำหรับปฏิกิริยา sonochemical หลายอุณหภูมิบางอย่างจะต้องรักษาเพื่อให้การควบคุมอุณหภูมิเป็นสิ่งสำคัญ Ultrasonicators ดิจิตอลของ Hielscher มาพร้อมกับคู่และควบคุมอุณหภูมิ เซลล์ไหลช่วยให้การกระจายความร้อน
ทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้การดำเนินงานสำหรับ 24/7 ที่หนักและในสภาพแวดล้อมที่เรียกร้อง
ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา:
| ปริมาณชุด | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนำ |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500mL | 10 ถึง 200mL / นาที | UP100H |
| 10 ถึง 2000ml | 20 ถึง 400ml / นาที | Uf200 ःที, UP400St |
| 00.1 เพื่อ 20L | 00.2 เพื่อ 4L / นาที | UIP2000hdT |
| 10 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 100L / นาที | UIP16000 |
| N.A. | ที่มีขนาดใหญ่ | กลุ่มของ UIP16000 |
หน่วยประมวลผลล้ำพลังงานสูงจากห้องปฏิบัติการไปยังนักบินและอุตสาหกรรมขนาด
วรรณคดี / อ้างอิง
- ภา B.S.; มีความเป็นจริง (๑๙๙๘): อัลตราซาวนด์ช่วยให้ PTC ตัวเร่งปฏิกิริยาของน้ำมันพืชโดยใช้ด่างน้ำ Ultrasonics Sonochemistry ฉบับที่ 5, ฉบับที่ 1, ๑๙๙๘ 7-12
- อิตาลี วิเดวิส ฮิกาชิสัน, p. j. (๒๐๑๔): อัลตราโซนิกการเริ่มต้นของการย่อยสลายอัลคาไลน์ของไตรกลีเซอไรด์ (Saponification) โดยไม่ต้องเฟส. วารสารของสารลดแรงตึงและผงซักฟอกฉบับที่ 17, Isssue 1, ม.ค. ๒๐๑๔. 133-141
ข้อเท็จจริงที่รู้
sonochemistry
อัลตราซาวนด์พลังงานถูกนําไปใช้กับกระบวนการทางเคมีเช่นการสังเคราะห์และตัวเร่งปฏิกิริยา (เรียกว่า sono สังเคราะห์และ sono-เร่งปฏิกิริยาตามลําดับ) เพื่อเริ่มต้นและกระชับปฏิกิริยา การใช้งานต่างๆของการฉายรังสีอัลตราโซนิกในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ได้รับในการตรวจสอบลึกและพัฒนาสําหรับการผลิตอุตสาหกรรม การรักษา Sonochemical สามารถเพิ่มอัตราของการเกิดปฏิกิริยาผลผลิตและการเลือกของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรงมาก นี้จะทําให้การรักษาอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเทคนิคการประมวลผล ช่วย ultrasonically กระบวนการโอน catalysis (PTC) ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างมากสําหรับปฏิกิริยาอินทรีย์เมื่อเทียบกับปฏิกิริยาเดียวกันในสภาพเงียบ ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยา Cannizarro เร่งปฏิกิริยาโดยกระบวนการช่วย ultrasonically โอน catalysis อย่างมีนัยสําคัญเร่งขึ้นส่งผลให้การแปลงอย่างรวดเร็ว อีกตัวอย่างหนึ่งที่โดดเด่นคือการ transesterification ของไตรกลีเซอไรด์ (เช่นน้ํามันพืชไขมันจากเนื้อสัตว์) และเมทานอลในการปรากฏตัวของ KOH เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและพลังงานอัลตราซาวนด์ อัลตราโซนิกขยายอัตราผลตอบแทนในไบโอดีเซลที่มีคุณภาพสูงที่ผลิตในการแปลงอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากกระบวนการประหยัด
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกจะขึ้นอยู่กับการเกิดโพรงเสียงและแรงเฉือนแบบไดนามิก
การแปรสภาพ
มีการอธิบายปฏิกิริยาทางเคมีที่ผลิตสบู่ ในกระบวนการ saponification น้ำมันพืชหรือไขมันในรูปจะถูกแปลงเป็นเกลือกรดไขมัน – "สบู่" – และกลีเซอรอลซึ่งเป็นเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ ปฏิกิริยาต้องมีการแก้ปัญหาของฐานด่าง (เช่น NaOH หรือ KOH) ในน้ำและยังมีความร้อนที่จะเริ่มต้นการเกิดปฏิกิริยา
ขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยาของน่านน้ำไทยมีดังต่อไปนี้:
- การโจมตีนิวเคลียสของกรดไขมัน esters โดยไฮดรอกไซด์
- ออกจากการลบกลุ่ม
- การทำลายล้าง
ปฏิกิริยาทางการค้าจะใช้ในเชิงพาณิชย์ในการผลิตสบู่และน้ำมันหล่อลื่น
ในขณะที่โซเดียมไฮดรอกไซน้ำหนักและโพแทสเซียมไฮดรอกไซใช้สบู่อ่อนสำหรับการทำความสะอาดในชีวิตประจำวันนอกจากนี้ยังมีสบู่พิเศษที่ผลิตโดยใช้ hydroxides โลหะอื่นๆ ตัวอย่างเช่น, สบู่ลิเธียมและแคลเซียมใช้เป็นจาระบีหล่อลื่น. นอกจากนี้ยังมี “สบู่ที่ซับซ้อน” ประกอบด้วยส่วนผสมของสบู่โลหะ
การย่อยสลาย
การย่อยสลายเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของสารเคมีอินทรีย์ที่มีน้ำในรูปแบบสองหรือมากกว่าสารใหม่และมักจะหมายถึงความแตกแยกของพันธบัตรสารเคมีโดยการเพิ่มน้ำ เอสเทสามารถทำให้กลับเข้าไปในกรด carboxylic และเครื่องดื่มแอลกอฮอล์โดยปฏิกิริยากับน้ำและฐาน สบู่ผลิตโดยการย่อยสลายของไขมันหรือน้ำมัน
ฐานอัลคาไลน์
ตัวยึดฐานอัลคาไลน์ (lyes) จำเป็นสำหรับการทำงานของน้ำมันและไขมัน ไตรกลีเซอไรด์จะมีปฏิกิริยากับฐาน – โซเดียมหรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซ – เพื่อผลิตกลีเซอรอลและเกลือกรดไขมันที่เรียกว่า "สบู่" โพแทสเซียมไฮดรอกไซเป็นสารประกอบอนินทรีย์กับสูตรเกาะ, และมักเรียกว่ามันกัดกร่อน. โซเดียมไฮดรอกไซ (NaOH) เป็นอีกฐานหนึ่งที่แข็งแกร่งโดยทั่วไป เมื่อใช้โซเดียมไฮดรอกไซจะมีการผลิตสบู่แข็งในขณะที่การใช้โพแทสเซียมไฮดรอกไซผลในสบู่นุ่ม
สารทำปฏิกิริยา vs รีเอเจนต์
เป็นสารที่ใช้หรือบริโภคในปฏิกิริยาเคมี. ในการเปรียบเทียบกับสารเคมีที่จำเป็นต้องใช้ในปริมาณที่มากขึ้น น้ำยาเคมีเป็นสารที่ใช้ในการเริ่มต้นปฏิกิริยาเพื่อสนับสนุนปฏิกิริยาและมีการบริโภคในปฏิกิริยาในความแตกต่างกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่ได้ใช้ในการเกิดปฏิกิริยา