Ultrasonik akış hücresi için MultiPhaseCavitator-Insert
MultiPhaseCavitator Insert (InsertMPC48), sıvı / sıvı veya sıvı / gaz karışımlarının ultrasonik işlenmesini iyileştirmek için tasarlanmıştır. 48 çok ince kanül, kavitasyon bölgesinde bir sıvı faza sıvı veya gaz enjekte eder. Bu, çok yüksek bir özgül yüzey alanı sağlayan çok küçük asılı damlacıklar veya gaz kabarcıkları oluşturur.
Bu ek, Faz Transfer-Reaksiyonları gibi emülsiyon kimyası için özellikle kullanışlıdır. Faz Transferi-Kataliz (PTC) veya sıvı-sıvı-ekstraksiyon. Bir başka ilginç uygulama alanı, iki sıvı öncüden veya sono-kristalizasyondan parçacıkların çökeltilmesidir. Bu ek, Hielscher akış hücresi reaktörleri için tasarlanmıştır ve toplu veya sürekli işlemeye izin verir.
Bir ve 48 Enjeksiyon Portu
Ultrasonikasyon, emülsifikasyon ve karıştırma için etkili bir araçtır. Ayrı fazların akış hücresine ve kavitasyona girmeden önce birleştirildiği geleneksel kurulumdan farklı olarak, bu akış hücresi eki, iki fazın kombinasyonunu geliştirir. 48 ince kanülden bir sıvı enjekte edildiğinde, çok dar iplikler halinde akış hücresine girer. Ek parça, iç çapları 0,3 mm'den 1,2 mm'ye kadar olan çok 48 ince tıbbi kanül kullanır. Bu kanüller kolayca değiştirilebilir ve düşük maliyetli bir sarf malzemesidir (steril, yaklaşık 2 ct / adet). Ultrasonik kavitasyon (20kHz'de), gelen 48 sıvı telini, akış hücresindeki sıvı faza girdiklerinde küçük damlacıklar halinde keser.
Tasarım, kanüller arasındaki akışı dengelemek için bir beslemeden 48 kanülün tümüne aynı besleme basıncını uygular.

Sıvı-sıvı reaksiyonları için ultrasonik reaktöre 48 giriş portu

MPC48 ekle – Kavitasyon bölgesinde 48 ince kanül sona erer

Ultrasonik Akış Hücresi Reaktörü FC100L1K-1S, InsertMPC48 ile
Kullanımlar ve Uygulamalar
Hielscher ultrasonik reaktörler genellikle sıvı-sıvı faz sistemlerinde faz transfer işlemi kinetiğini veya çözünme oranlarını geliştirmek için emülsifiye etmek için kullanılır. Bu tür işlemlere örnekler, hidrojen peroksit ile oksidatif kükürt giderme ve müteakip çözücü ekstraksiyonu veya trigliseritlerin baz katalizli transesterifikasyonudur.
Bir reaktif fazının başka bir reaktif fazında sınırlı çözünürlüğü, proses emülsiyon kimyasında önemli bir problemdir, çünkü her iki faz da birbiriyle sadece interfazda reaksiyona girer. Ultrasonik olmadan, bu, iki fazlı sistemlerde düşük reaksiyon hızları ve yavaş bir dönüşüm kinetiği ile sonuçlanır.
Ek parçayı ultrasonik bir reaktör ile kullanarak, kavitasyon yüksek hidrolik kesme üretir ve enjekte edilen fazı mikron altı ve nano boyutlu damlacıklara ayırır. Faz sınırının spesifik yüzey alanı kimyasal reaksiyon hızı için etkili olduğundan, damlacık çapındaki bu önemli azalma reaksiyon kinetiğini iyileştirir ve faz transfer ajanlarına olan ihtiyacı azaltabilir veya ortadan kaldırabilir. Enjekte edilen fazın hacim yüzdesi düşürülebilir, çünkü daha ince emülsiyonlar, diğer reaktif fazı ile aynı temas yüzeyini sağlamak için daha az hacme ihtiyaç duyar.
Bu ekin kullanılması, gerekli miktarda amfifilik emülsiyon katalizörünü azaltabilir veya faz transfer katalizörleri (PTC), hem sulu hem de organik sıvılarda çözünme kabiliyetine sahip kuaterner amonyum tuzları gibi.
Kimyasal Reaksiyonlar için Gelişmiş Kütle Transferi
İki reaktif fazı bir faz sınırında reaksiyona girdiğinde, reaksiyon ürünleri damlacık yüzeyinde birikir ve reaktif fazlarının arayüzde etkileşime girmesini engeller. Ultrasonik kavitasyonun neden olduğu hidrolik kesme, damlacık yüzeylerinden türbülanslı akış ve malzeme taşınmasına neden olur ve tekrarlanan birleşmeye ve ardından yeni damlacıkların oluşumuna yol açar. Reaksiyon zamanla ilerledikçe, sonikasyon reaktiflerin maruz kalmasını ve etkileşimini en üst düzeye çıkarır.
Bu etki, bitkisel yağların biyodizele transesterifikasyonu veya makromoleküller oluşturmak için diesterlerin diollerle transesterifikasyonu ile polyesterlerin sentezi gibi birçok işlemde kullanılır.
Emülsifiye / Emülsifikasyon
Bu akış hücresi eki, karışmayan sıvıları karıştırırken emülsifikasyonu iyileştirir. Bu, daha küçük damlacık boyutlarına ve daha dar bir boyut dağılımına yol açar – Bir emülsiyonun stabilitesi için anahtar faktör. Bu tasarımla, düşük ve orta viskoziteli sıvıları, ağır akaryakıtlar (HFO'lar), polimerler veya jeller gibi yüksek viskoziteli sıvılara bile enjekte edebilir ve emülsifiye edebilirsiniz. Bazı formülasyonlar, emülgatörlerin veya stabilizatörlerin eklenmesini gerektirebilir. Bu durumda, emülgatörün homojen bir şekilde karıştırılmasına yardımcı olur. Birden fazla fazın enjeksiyonu için özelleştirilmiş tasarımlar, kanüller istek üzerine temin edilebilir.
Sıvı-sıvı ekstraksiyonu
Bu insert, ince boyutlu türbülanslı bir emülsiyon yaparak sıvı-sıvı ekstraksiyon işlemlerini hızlandırır, örneğin bir yağ fazında bir çözücü fazı. Yine bu, faz temas yüzeyini arttırır ve daha iyi ekstraksiyon ve daha az solvent kullanımı ile sonuçlanır.
Daha temiz yanma için su yakıtları
Deniz taşıtlarında veya enerji üretimi için kullanılan ağır akaryakıt gibi düşük dereceli akaryakıtlar su ile emülsifiye edilebilir. Bu, daha verimli bir yanma ve NO'da önemli bir azalma ile sonuçlanırx emisyonlar ve kurum.
Su yakıtlarının ultrasonik emülsifikasyonu (emülsiyon yakıtları) hakkında daha fazla bilgi edinin!
Çökelme / Sono-Kristalleşme
Pigmentler veya nano parçacıklar, sıvılarda çökeltme yoluyla aşağıdan yukarıya üretilebilir. Bu durumda, aşırı doymuş bir karışım, yüksek konsantrasyonlu malzemeden katı parçacıklar veya kristaller oluşturmaya başlar. Bu parçacıklar belirli bir noktaya kadar büyüyecek ve sonunda çökelecektir. Parçacık/kristal boyutunu ve morfolojisini kontrol etmek için, öncü/reaktif karışımını kontrol etmek esastır.
Genel olarak, çökeltme işlemi şunları içerir: Karıştırma, aşırı doygunluk, çekirdeklenme, parçacık büyümesi ve aglomerasyon. Sonuncusu, düşük bir katı konsantrasyon veya stabilize edici maddeler ile önlenir. Karıştırma kritiktir; Çoğu çökeltme işleminde olduğu gibi, reaksiyonun hızı çok yüksektir. InsertMPC48, hızlı dar enjeksiyonlu jetleri güçlü ultrasonik kavitasyonel kesme ile birleştirir. Bu, karıştırma hızını ve performansını en üst düzeye çıkarır ve daha fazla ve daha küçük parçacıklar oluşturur.
Laboratuvar Testlerinden Pilot Ölçeğe ve Üretime Kadar
Hielscher Ultrasonics, bu teknolojiyi herhangi bir ölçekte test etmek, doğrulamak ve kullanmak için ekipman sunar. Konseptin mevcut süreçlere dahil edilmesi kolaydır.
- Faz A'yı akış hücresinin altındaki sıvı giriş portuna besleyin
- Faz B'yi akış hücresinin yan tarafındaki daha küçük sıvı giriş portlarına besleyin. Bu yem, 48 ince boru vasıtasıyla kavitasyon alanına enjekte edilecektir
- Akış hücresi çıkış portunda bir geri basınç valfi kullanarak reaktör basıncını ayarlayın
Tezgah üstü seviyede a UIP1000hd (1kW), proses gösterimi ve sonikasyon parametrelerinin optimizasyonu için 100 ila 1000L / saat (25 ila 250 gal / saat) akış hızlarını işleyebilir. Hielscher ultrasonik işlemciler, pilot veya üretim ölçeğinde daha büyük işlem hacimlerine doğrusal ölçeklendirme için tasarlanmıştır. Aşağıdaki tabloda işleme hacimleri ve önerilen ekipman boyutları listelenmiştir.
Numune Hacmi | Akış Oranı | Önerilen Cihaz |
---|---|---|
0.2L | 0.25 ila 2m3/Hr | UIP1000hd, UIP2000hd |
0.2L | 1 ila 8 m3/Hr | UIP4000 |
n.a. | 4 ila 30 m3/Hr | UIP16000 |
n.a. | 30 m'nin üzerinde3/Hr | grubu UIP10000 veya UIP16000 |