การสกัดแบบเร่งปฏิกิริยาโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย
เครื่องปฏิกรณ์อัลตราซาวนด์ Hielscher ใช้ในหลายอุตสาหกรรมเพื่อช่วยและปรับปรุงกระบวนการสกัดแบบเร่งปฏิกิริยา (CEP) หรือที่เรียกว่าการสกัดแบบถ่ายโอนเฟส (PTE) การสกัดแบบเร่งปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับระบบเฟสต่างชนิดที่ไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน เช่น ของเหลว–ของเหลว หรือของเหลว–ของแข็ง แรงเฉือนสูงจากอัลตราซาวนด์และแรงจากคาวิเทชันช่วยเพิ่มอัตราการละลายของตัวถูกละลายอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้การสกัดรวดเร็วและสมบูรณ์ยิ่งขึ้น นอกจากนี้ ยังสามารถใช้ผลดังกล่าวเพื่อลดปริมาณตัวทำละลายหรือกรดที่ใช้ได้ การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยเป็นเทคนิคที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว และมีการใช้งานเพิ่มขึ้นเนื่องจากความต้องการเทคนิคการสกัดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ใช้เวลาสกัดสั้นลง และลดการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ที่เพิ่มมากขึ้น
การสกัดแบบเร่งปฏิกิริยา/การสกัดแบบถ่ายโอนเฟส – หลักการพื้นฐาน
คำว่า “กระบวนการสกัดแบบเร่งปฏิกิริยา (CEP) หรือการสกัดแบบถ่ายโอนเฟส (PTE) อธิบายการกระจายตัวระหว่างของเหลว–ของเหลว หรือของแข็ง–ของเหลว เมื่อมุ่งเน้นการสกัดและกำจัดสารที่ต้องการวิเคราะห์ ดังนั้น สารเจือจางที่เป็นของเหลวหรือของแข็งจึงต้องถูกกระจายตัว/ทำให้เป็นอิมัลชันในตัวทำละลาย (เฟสของเหลว) คำว่า “สารสกัด” หมายถึงเฉพาะสารออกฤทธิ์ในตัวทำละลาย (กล่าวคือ ‘เฟสอินทรีย์’ ที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งประกอบด้วยสารสกัด สารเจือจาง และ/หรือสารปรับสมบัติ) ซึ่งมีบทบาทหลักในการถ่ายโอนตัวถูกละลายจากเฟส ‘น้ำ’ ไปยังเฟส ‘อินทรีย์’ [IUPAC]. สารเป้าหมายที่ถูกสกัดเรียกว่าสารที่สกัดได้
วิธีการสกัดแบบดั้งเดิม เช่น การสกัดแบบ Soxhlet การแช่สกัด การสกัดด้วยไมโครเวฟ การสกัดแบบไหลซึม การสกัดภายใต้การไหลย้อนกลับและการกลั่นด้วยไอน้ำ หรือการสกัดแบบเทอร์โบ มักช้าและไม่มีประสิทธิภาพ และ/หรือต้องใช้ตัวทำละลายอันตรายในปริมาณมาก ส่งผลให้กระบวนการมีต้นทุนสูง ใช้เวลานาน และเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม
อัลตราซาวนด์เป็นทางเลือกแทนวิธีการสกัดทั่วไปที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว โดยให้การสกัดที่รวดเร็วและสมบูรณ์ยิ่งขึ้น พร้อมใช้ตัวทำละลายอันตรายน้อยลงหรือไม่ใช้เลย! อัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคที่ทรงประสิทธิภาพสำหรับกระบวนการสีเขียวที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
เครื่องโซนิเคเตอร์ UP400St ใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงเพื่อปรับปรุงการสกัดแบบเร่งปฏิกิริยา
หลักการสกัดแบบเร่งปฏิกิริยาโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย
ในการสกัดสาร ต้องผสมเฟสที่ไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกันเข้าด้วยกัน เพื่อให้สารที่ต้องการสกัดสามารถละลายออกจากเฟสตัวพาเข้าสู่เฟสตัวทำละลายได้ โดยทั่วไป การสกัดแบบถ่ายโอนเฟสจะดำเนินการจากเฟสกระจายเข้าสู่เฟสต่อเนื่อง ซึ่งหมายความว่าหยดของเหลวและอนุภาคต้องกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในตัวทำละลาย
อัลตราซาวนด์กำลังสูงเป็นเทคโนโลยีการผสมและการสกัดที่เป็นที่รู้จักดี ซึ่งให้ผลเชิงบวกหลายประการต่อกระบวนการสกัด:
- ปรับปรุงจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยา
- ผสมตัวพา (สารดูดซับ) และตัวทำละลายได้อย่างละเอียด
- เพิ่มพื้นที่ผิวระหว่างเฟสทั้งสอง
- เพิ่มการถ่ายเทมวล
- กำจัดชั้นพาสซิเวชันออกจากผิวอนุภาค
- ทำให้เซลล์แตกและสลายตัว
- สกัดได้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ส่งผลให้ได้ผลผลิตสูงขึ้น
- ใช้งานง่ายและปลอดภัย
- กระบวนการสีเขียว: เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
หลักการทำงานของคาวิเทชันจากอัลตราโซนิกและผลต่อการสกัดโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา
เพื่อการสกัด เฟสทั้งสองจะถูกผสมอย่างเข้มข้นในสนามคาวิเทชันจากอัลตราซาวนด์ หยดของเหลวและอนุภาคถูกทำให้แตกจนมีขนาดต่ำกว่าไมครอนและระดับนาโน ทำให้พื้นที่ผิวเพิ่มขึ้นและปรับปรุงการถ่ายเทมวลจากเฟสหนึ่งไปยังอีกเฟสหนึ่ง พื้นที่ผิวระหว่างเฟสทั้งสองที่เพิ่มขึ้นทำให้พื้นที่สัมผัสสำหรับการสกัดเพิ่มขึ้น โดยการกำจัดชั้นของเหลวที่หยุดนิ่งบริเวณรอยต่อระหว่างเฟสช่วยเพิ่มการถ่ายเทมวล การถ่ายเทมวลยังเพิ่มขึ้นอีกจากการกำจัดชั้นพาสซิเวชันออกจากผิวอนุภาค สำหรับการสกัดสารชีวภาพจากเซลล์และเนื้อเยื่อ การทำให้เซลล์แตกด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยเพิ่มการถ่ายเทมวล ผลทั้งหมดนี้ทำให้การสกัดสมบูรณ์ยิ่งขึ้นและให้ผลผลิตสูงขึ้น
ประโยชน์ของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์:
- ทำลายชั้นขอบเขต
- เอาชนะแรงแวนเดอร์วาลส์
- เคลื่อนย้ายของเหลวที่ยังไม่อิ่มตัวไปยังพื้นผิวสัมผัส
- ลดหรือขจัดความจำเป็นในการใช้สารช่วยถ่ายโอน
- ลดเวลา อุณหภูมิ และ/หรือความเข้มข้น
- มีส่วนเกินน้อยลงเมื่อเทียบกับปริมาตรที่ต้องใช้เพื่อให้เกิดความอิ่มตัวเต็มที่
- ลดปริมาตรที่ต้องนำไปทำให้บริสุทธิ์ (เช่น โดยการกลั่น การระเหย การทำแห้ง)
- ไม่ต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์ที่กวนอย่างต่อเนื่อง (CSR)
- ประหยัดพลังงาน
- ใช้กระบวนการแบบอินไลน์แทนการทำงานแบบแบตช์
- ใช้ตัวทำละลายที่มีความเป็นกรดน้อยกว่าหรือราคาถูกกว่า
- หลีกเลี่ยงตัวทำละลาย โดยใช้ตัวกลางที่เป็นน้ำแทน
- แปรรูปสารที่มีความเข้มข้นของของแข็งสูงหรือสารแขวนลอยข้นที่มีความหนืดสูง
- กระบวนการสีเขียว: เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
- ใช้กรดอินทรีย์ เช่น กรดมาลิกหรือกรดซิตริก
- หลีกเลี่ยงกระบวนการสกัดหลายขั้นตอน
MultiSonoReactor ช่วยเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาและผลผลิตของกระบวนการสกัดแบบเร่งปฏิกิริยา
- ชีววิทยา
- เคมี
- อาหารและเภสัชกรรม
- การวิเคราะห์
- กระบวนการทางนิวเคลียร์
- การประยุกต์ใช้ในงานเหมืองแร่
- การกำจัดกำมะถัน
- สารประกอบอินทรีย์
- ธรณีเคมี
- การทำให้บริสุทธิ์
การสกัดของเหลว–ของเหลว
กระบวนการทั่วไป: การสกัดของเหลว–ของเหลวเป็นวิธีการแบ่งส่วนเพื่อสกัดสารจากเฟสของเหลวหนึ่งเข้าสู่เฟสของเหลวอีกเฟสหนึ่ง โดยอาศัยความสามารถในการละลายสัมพัทธ์ของสารในเฟสของเหลวทั้งสองชนิดที่ไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน การใช้อัลตราซาวนด์ช่วยเพิ่มอัตราการถ่ายโอนตัวถูกละลายระหว่างเฟสทั้งสองด้วยกระบวนการประสิทธิภาพสูง ได้แก่ การผสม, การทำอิมัลชัน และ การละลาย!
การสกัดของเหลว–ของเหลวเป็นเทคนิคการแยกเพื่อแยกและเพิ่มความเข้มข้นขององค์ประกอบที่มีคุณค่าจากสารละลายในน้ำโดยใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ การสกัดของเหลว–ของเหลวมักใช้เมื่อเทคนิคการแยกอื่น ๆ (เช่น การกลั่น) ไม่ได้ผล การสกัดของเหลว–ของเหลวใช้ในอุตสาหกรรมยาและเครื่องสำอาง (สารออกฤทธิ์ สารออกฤทธิ์ทางเภสัชกรรมหรือ APIs สารให้กลิ่นหอม) รวมถึงอุตสาหกรรมอาหารและการเกษตร งานเคมีอินทรีย์และอนินทรีย์ อุตสาหกรรมปิโตรเคมี และโลหวิทยาสารละลาย
ปัญหา: ปัญหาที่พบบ่อยคือเฟสของเหลวไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน (ตัวทำละลายและสารเจือจางไม่ผสมเป็นเนื้อเดียวกัน) จึงต้องใช้วิธีผสมที่เหมาะสม เนื่องจากการผสมเฟสของเหลวทั้งสองอย่างสม่ำเสมอช่วยส่งเสริมการถ่ายโอนเฟสระหว่างสารเจือจางและตัวทำละลาย วิธีการกระจายตัวหรือการทำอิมัลชันที่เชื่อถือได้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ยิ่งส่วนผสมละเอียดและพื้นที่สัมผัสระหว่างเฟสทั้งสองมากขึ้น ตัวทำละลายก็ยิ่งเคลื่อนจากเฟสของเหลวหนึ่งไปยังอีกเฟสหนึ่งได้ดีขึ้น กระบวนการสกัดทั่วไปส่วนใหญ่ขาดการส่งเสริมการถ่ายเทมวล ทำให้กระบวนการสกัดช้าและมักไม่สมบูรณ์ เพื่อปรับปรุงการสกัด จึงมักใช้ตัวทำละลายในปริมาณมากเกินไป ซึ่งทำให้กระบวนการมีค่าใช้จ่ายสูงและก่อมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม
วิธีแก้ปัญหา: การสกัดของเหลว–ของเหลวด้วยอัลตราซาวนด์เหนือกว่าเทคนิคการสกัดของเหลว–ของเหลวแบบดั้งเดิมในหลายด้าน:
อัลตราซาวนด์กำลังสูงผสมเฟสของเหลวตั้งแต่สองเฟสขึ้นไปเข้าด้วยกันได้อย่างน่าเชื่อถือและง่ายดาย การใช้อัลตราซาวนด์สามารถลดขนาดหยดของเหลวลงถึงระดับนาโน ทำให้ได้ ไมโครอิมัลชันและนาโนอิมัลชัน ที่ละเอียด แรงคาวิเทชันที่เกิดขึ้นจึงส่งเสริมการถ่ายเทมวลระหว่างเฟสของเหลว เนื่องจากสามารถใช้อัลตราซาวนด์ในระบบอินไลน์แบบต่อเนื่อง จึงสามารถจัดการ ปริมาตรมาก และ ของเหลวที่มีความหนืดสูง ได้โดยไม่มีปัญหา
นอกจากนี้ ยังสามารถปรับปรุงการสกัดระดับจุลภาค เช่น เพื่อวัตถุประสงค์ในการวิเคราะห์ ด้วยการใช้อัลตราซาวนด์ได้เช่นกัน (เช่น การสกัดระดับจุลภาคโดยใช้ของเหลวไอออนิกและการทำอิมัลชันด้วยอัลตราซาวนด์)
ประโยชน์ของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์:
แรงอัลตราซาวนด์ที่ทรงพลัง – เกิดจากอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ำ/กำลังสูง – ช่วยให้สามารถ
- ปรับรูปร่างหยดของเหลว
- หลีกเลี่ยงสารช่วยถ่ายโอนอิมัลชันหรือตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีทั้งส่วนชอบน้ำและส่วนชอบไขมัน
- หลีกเลี่ยงการใช้สารซักฟอกหรือสารลดแรงตึงผิว
- หลีกเลี่ยงตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีทั้งส่วนชอบน้ำและส่วนชอบไขมัน สารซักฟอก หรือสารลดแรงตึงผิว
- สร้างอิมัลชันที่มีการไหลแบบปั่นป่วนและไม่เสถียร โดยไม่มีชั้นสารลดแรงตึงผิว
คาวิเทชันและแรงทางโซโนเคมีช่วยปรับปรุงการสกัดสารประกอบจากของแข็งแบบเร่งปฏิกิริยา
การสกัดของแข็ง–ของเหลวที่ปรับปรุงด้วยอัลตราซาวนด์
เป้าหมายของการสกัดของแข็ง–ของเหลวหรือการสกัดด้วยเฟสของแข็ง (SPE) คือการแยกสารที่ต้องการวิเคราะห์ซึ่งละลายหรือแขวนลอยอยู่ในส่วนผสมของเหลว และแยกสารเหล่านั้นออกจากเมทริกซ์ตามสมบัติทางกายภาพและเคมี ดังนั้น สารที่แยกได้จึงถูกชะออกจากสารดูดซับด้วยตัวทำละลายที่เหมาะสม สารที่สกัดได้เรียกว่า elute
เทคนิค SPE แบบทั่วไป ได้แก่ การแช่สกัด การสกัดแบบ Soxhlet การสกัดแบบไหลซึม การใช้การไหลย้อนกลับร่วมกับการกลั่นด้วยไอน้ำ หรือการผสมด้วยความเร็วสูง/การสกัดแบบเทอร์โบ การสกัดของแข็ง–ของเหลวเป็นวิธีที่ใช้ทั่วไปในการแยกสารประกอบในงานชีววิทยา เคมี รวมถึงอุตสาหกรรมอาหาร ยา และเครื่องสำอาง การสกัดโลหะเรียกอีกอย่างว่าการชะละลาย
ปัญหา: เทคนิค SPE แบบทั่วไปเป็นที่ทราบว่าใช้เวลานานและต้องใช้ตัวทำละลายในปริมาณค่อนข้างมาก ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอันตรายและก่อมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม อุณหภูมิสูงในกระบวนการอาจถึงขั้นทำลายสารที่สกัดได้ซึ่งไวต่อความร้อน
วิธีแก้ปัญหา: โดยปกติ การสกัดของแข็ง–ของเหลวโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยสามารถแก้ปัญหาที่พบบ่อยของ SPE แบบดั้งเดิมได้ เนื่องจากการใช้อัลตราซาวนด์ทำให้ของแข็งกระจายตัวอย่างละเอียดในเฟสตัวทำละลาย จึงมีพื้นที่รอยต่อระหว่างเฟสมากขึ้น ซึ่งช่วยปรับปรุงการถ่ายเทมวลของสารเป้าหมายเข้าสู่ตัวทำละลาย ส่งผลให้การสกัดรวดเร็วและสมบูรณ์ยิ่งขึ้น ขณะที่ลดหรือหลีกเลี่ยงการใช้ตัวทำละลายได้ทั้งหมด (ใช้น้ำเป็นเฟสของเหลวแทน) การใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงทำให้การสกัดด้วยเฟสของแข็งมีประสิทธิภาพ ประหยัด และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมยิ่งขึ้น เนื่องจากลดหรือหลีกเลี่ยงตัวทำละลายที่ก่อมลพิษหรือเป็นอันตราย จึงสามารถถือว่าการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็น กระบวนการสีเขียวที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ในด้านเศรษฐศาสตร์ ต้นทุนกระบวนการลดลงจากการประหยัดพลังงาน ตัวทำละลาย และเวลา
การสกัดด้วยตัวทำละลายโดยใช้อัลตราซาวนด์
ในการสกัดด้วยตัวทำละลาย จะใช้ตัวทำละลาย (เช่น ตัวทำละลายอินทรีย์) เพื่อละลายและแยกสารประกอบออกจากของเหลวอีกชนิดหนึ่ง (เช่น เฟสน้ำ) โดยทั่วไป ตัวถูกละลายที่มีขั้วมากกว่าจะละลายในตัวทำละลายที่มีขั้วมากกว่า และตัวถูกละลายที่มีขั้วน้อยกว่าจะละลายในตัวทำละลายที่มีขั้วน้อยกว่า การสกัดด้วยตัวทำละลายสามารถแยกไทโอฟีนที่ถูกออกซิไดซ์ (ซัลฟอกไซด์ ซัลโฟน) ออกจากเฟสน้ำมันโดยใช้อะซีโตไนไตรล์หรือตัวทำละลายมีขั้วชนิดอื่นได้ นอกจากนี้ ยังใช้การสกัดด้วยตัวทำละลายเพื่อสกัดสาร เช่น ยูเรเนียม พลูโทเนียม หรือทอเรียม จากสารละลายกรดเข้าสู่สารออร์กาโนฟอสเฟต tri-n-butyl phosphate (กระบวนการ PUREX)
ลดการใช้ตัวทำละลายของคุณ: การใช้อัลตราซาวนด์ลดการใช้ตัวทำละลายในกระบวนการให้เหลือน้อยที่สุด และปรับปริมาณผลิตภัณฑ์ที่บรรจุในตัวทำละลายให้เหมาะสมที่สุด อีกทั้งยังทำให้การสกัดรวดเร็วและสมบูรณ์ยิ่งขึ้น
คลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกำจัดกำมะถันด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย!
การสกัดแบบ Soxhlet โดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย
การสกัดแบบ Soxhlet เป็นเทคนิคการสกัดของแข็ง–ของเหลวที่ใช้บ่อยในห้องปฏิบัติการสังเคราะห์และวิเคราะห์ โดยส่วนใหญ่ใช้เมื่อสารมีความสามารถในการละลายในตัวทำละลายจำกัดเท่านั้น และสิ่งเจือปนไม่ละลายในตัวทำละลายนั้น
สามารถใช้อัลตราซาวนด์ร่วมกับการสกัดแบบ Soxhlet ได้อย่างประสบผลสำเร็จอย่างมาก ส่งผลให้ได้ผลผลิตเพิ่มขึ้นและใช้เวลาสกัดสั้นลง
โปรดคลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการสกัดแบบ Soxhlet โดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย!
การสกัดในสารหลอมเหลวโดยใช้อัลตราซาวนด์
การสกัดของเหลว–ของเหลวสามารถดำเนินการในส่วนผสมที่เฟสของเหลวเฟสใดเฟสหนึ่งหรือทั้งสองเฟสเป็นสารหลอมเหลว เช่น เกลือหลอมเหลวหรือโลหะหลอมเหลว เช่น ปรอท การใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงแบบอินไลน์ในเครื่องปฏิกรณ์เซลล์การไหลอัลตราซาวนด์ช่วยให้แปรรูปได้แม้แต่ของเหลวที่มีความหนืดสูง เช่น สารหลอมเหลว
การชะละลายโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย
การชะละลายหมายถึงการใช้กรด ตัวทำละลาย หรือน้ำร้อนเพื่อละลายตัวถูกละลายออกจากตัวพาของแข็งที่เฉื่อยและไม่ละลายอย่างเลือกจำเพาะ การชะละลายมักใช้ในงานเหมืองแร่เพื่อสกัดโลหะออกจากสินแร่
ประโยชน์ของการชะละลายด้วยอัลตราซาวนด์:
- ล้างช่องเปิดขนาดเล็กของวัสดุพรุน
- เอาชนะความเลือกจำเพาะของเยื่อเมมเบรน
- ทำลายของแข็ง แยกชั้น และสลายกลุ่มอนุภาคของแข็งที่เกาะกัน
- กำจัดชั้นพาสซิเวชัน
- กำจัดชั้นออกไซด์
- ทำให้พื้นผิววัสดุทั้งหมดเปียก โดยเฉพาะเมื่อใช้ของเหลวที่มีแรงตึงผิวสูง
- ลดความหนืดด้วยแรงเฉือน
คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการชะละลายด้วยอัลตราซาวนด์!
เครื่องโซนิเคเตอร์ Hielscher สำหรับทุกปริมาณการผลิต
การใช้อัลตราซาวนด์ในระดับห้องปฏิบัติการ ระดับตั้งโต๊ะ และระดับการผลิต: อุปกรณ์อัลตราซาวนด์ Hielscher ทุกเครื่องสร้างขึ้นให้ทำงานได้ 24h/7d แม้แต่เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราซาวนด์สำหรับห้องปฏิบัติการก็สามารถแปรรูปปริมาตรมากได้ทั้งในโหมดแบตช์หรือโหมดไหลผ่าน เครื่องอัลตราซาวนด์ระดับตั้งโต๊ะและระดับอุตสาหกรรมได้รับการออกแบบและสร้างตามมาตรฐานระดับอุตสาหกรรม จึงสามารถแปรรูปปริมาตรมากและสารที่มีความหนืดสูงได้โดยไม่มีปัญหา – แม้ภายใต้สภาวะที่ท้าทาย เช่น ความดันสูงและอุณหภูมิสูง (เช่น เมื่อใช้ร่วมกับ CO2 เหนือวิกฤต สำหรับกระบวนการอัดรีด เป็นต้น) เครื่องอัลตราซาวนด์ที่แข็งแกร่งของ Hielscher สามารถจัดการตัวทำละลาย ของเหลวที่มีฤทธิ์ขัดสี และสารกัดกร่อนได้ อุปกรณ์เสริมที่เหมาะสมช่วยให้ปรับระบบอัลตราซาวนด์ให้สอดคล้องกับข้อกำหนดของกระบวนการสกัดได้อย่างเหมาะสมที่สุด สำหรับการติดตั้งในสภาพแวดล้อมอันตราย มีระบบที่ได้รับการรับรอง ATEX หรือ FM ได้แก่ ระบบอัลตราซาวนด์ป้องกันการระเบิด ให้เลือกใช้
ด้วยเหตุนี้ เครื่องโซนิเคเตอร์ Hielscher ที่แข็งแกร่งและทรงพลัง พร้อมอุปกรณ์เสริมหลากหลาย จึงช่วยให้ใช้อัลตราซาวนด์กับวัสดุ เช่น น้ำร้อน/ของเหลว กรด โลหะหลอมเหลว เกลือหลอมเหลว และตัวทำละลาย (เช่น เมทานอล เฮกเซน; ตัวทำละลายอินทรีย์และมีขั้ว เช่น อะซีโตไนไตรล์) ได้
ผังการไหล: ขั้นตอนการสกัดแบบถ่ายโอนเฟสด้วยอัลตราซาวนด์
วรรณกรรม / เอกสารอ้างอิง
- Ekaterina V. Rokhina, Eveliina Repo, Jurate Virkutyte (2010): Comparative kinetic analysis of silent and ultrasound-assisted catalytic wet peroxide oxidation of phenol. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 17, Issue 3, 2010. 541-546.
- Bendicho, C.; De La Calle, I.; Pena, F.; Costas, M.; Cabaleiro, N.; Lavilla, I. (2012): Ultrasound-assisted pretreatment of solid samples in the context of green analytical chemistry. Trends in Analytical Chemistry, Vol. 31, 2012. 50-60.
- Shayegan, Z.; Razzaghi, M.; Niaei, A.; Salari, D.; Tabar, M.T.S.; Akbari, A.N. (2013): Sulfur removal of gas oil using ultrasound-assisted catalytic oxidative process and study of its optimum conditions. Korean J. Chem. Eng., 30(9), 2013. 1751-1759.
- Oluseyi, T.; Olayinka, K.; Alo, B.; Smith, R. M. (2011): Comparison of extraction and clean-up techniques for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in contaminated soil samples. African Journal of Environmental Science and Technology Vol. 5/7, 2011. 482-493.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
ข้อเท็จจริงที่ควรรู้
การแปรรูปของเหลวด้วยอัลตราซาวนด์มักเรียกว่า sonication, ultrasonication, sonification, insonation, การฉายอัลตราซาวนด์ หรือการใช้สนามเสียง คำเหล่านี้ทั้งหมดอธิบายการถ่ายทอดพลังงานคลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูงเข้าสู่ตัวกลางของเหลว เพื่อให้เกิดกระบวนการต่อไปนี้ด้วยอัลตราซาวนด์
- การผสมและการผสมคลุกเคล้า,
- การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน,
- การทำอิมัลชัน,
- การกระจายตัว & การสลายกลุ่มอนุภาคที่เกาะกัน,
- การลดขนาดอนุภาค (การบดและการบดละเอียด),
- การละลาย,
- การเติมน้ำและการทำให้เปียก,
- การสลายเซลล์ & การทำให้เซลล์แตก,
- การสกัด,
- การทำให้เนื้อเยื่อเป็นเนื้อเดียวกัน,
- การทำให้แตกเป็นชิ้น,
- การกำจัดก๊าซและการกำจัดฟอง,
- การลดความหนืดด้วยแรงเฉือน และ
- ปฏิกิริยาโซโนเคมี.
เนื่องจากอัลตราซาวนด์กำลังสูงเป็นเทคนิคการแปรรูปที่อเนกประสงค์อย่างมาก อุปกรณ์อัลตราซาวนด์จึงเป็นที่รู้จักในชื่อต่าง ๆ เช่น เครื่องโซนิเคเตอร์แบบโพรบ เครื่องสลายเซลล์ด้วยเสียง เครื่องทำให้แตกด้วยอัลตราซาวนด์ เครื่องบดอัลตราซาวนด์ เครื่องโซโนรัปเตอร์ เครื่องโซนิไฟเออร์ เครื่องแยกชิ้นส่วนด้วยเสียง เครื่องทำให้เซลล์แตก เครื่องกระจายอนุภาคด้วยอัลตราซาวนด์ หรือเครื่องละลายด้วยอัลตราซาวนด์