Ультразвукова допоміжна каталітична екстракція

Ультразвукові реактори Hielscher використовуються в багатьох галузях промисловості для надання допомоги та вдосконалення технології каталітичної екстракції (CEP) або так званої екстракції фазового переносу (PTE). Каталітична екстракція включає гетерогенну несмішуючу фазову систему, таку як рідина-рідина або тверда рідина. Ультразвукові сили зсуву та кавітації покращують швидкість розчинення розчинів, що значно призводить до більш швидкого та повного вилучення. Крім того, цей ефект може бути використаний для зменшення кількості використовуваного розчинника або кислоти. Як перевірена техніка, витяг із ультразвуковим приводом все більше використовується внаслідок зростаючого попиту на екологічно чисті технології видобутку з коротким часом витягання та зменшенням споживання органічних розчинників.

Каталітична екстракція/екстракція з переносом фази – Основи

Термін “Обробка каталітичної екстракції (CEP) або екстракція фазового перенесення (PTE) описує розподіл рідкої або рідкої рідини, коли фокусується екстракція та видалення аналітів. Тому рідкий або твердий розріджувач повинен бути диспергований / емульгований у розчинник (рідка фаза). До терміну “екстрагент” Описано тільки активну речовину в розчиннику (тобто однорідну "органічну фазу"’ який включає екстрагент, розріджувач та / або модифікатор), який головним чином відповідає за перенесення розчиненого речовини з "водного’ до "органічного"’ фаза [IUPAC]. Вилучене цільове речовина називається екстрактом.
Традиційні способи екстракції, такі як екстракція сокльєту, мацерація, мікрохвильова піч, перколяція, екстракція при перегріванні та перегоні з парою або турбодетанція, часто є повільними та неефективними та / або потребують великої кількості небезпечних розчинників, що призводить до витратного та трудомісткого процесу це шкідливо для навколишнього середовища.
Ультразвук є перевіреною альтернативою традиційним способам екстракції, що забезпечує більш швидку та повну екстракцію з менш небезпечними розчинниками чи ні! Ультразвук - це потужна техніка для екологічно чистої обробки.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Сонохімічний реактор на ультразвуковому пристрої UP400St: Сонохімія призводить до інтенсифікації хімічних реакцій, поліпшення врожайності, кращої селективності та швидкого перетворення.

Sonicator UP400St Застосовує потужний ультразвук для покращення каталітичної екстракції

Принцип ультразвукової каталітичної екстракції

Для вилучення речовини суміш фаз не змішується, щоб екстрагувана речовина могла бути розчинена з фази носіїв у фазу розчинника. Найчастіше екстракції фазового перенесення виконуються з дисперсної фази в безперервну фазу, що означає, що краплі та частинки повинні бути однорідно дисперговані в розчинник.
Ультразвук потужності - відома технологія змішування та видобутку, яка має кілька позитивних ефектів на процес видобутку:

  • Поліпшена кінетика реакції
  • Добре суміш носія (сорбенти) і розчинника
  • Збільшення межфазного між двома етапами
  • збільшена масова передача
  • Видалення пасивувальних шарів з поверхні частинок
  • порушення клітин & Дезінтеграція
  • Більш повна екстракція, що призводить до більшої врожайності
  • Простий & зберегти операцію
  • Зелений процес: екологічно чистий

Принцип роботи ультразвукової кавітації та її вплив на каталітичну екстракцію

Вищезазначені переваги ультразвуку на процесах вилучення є наслідками ультразвукової кавітація. Коли потужні ультразвукові хвилі з'єднуються у рідке середовище, хвилі створюють цикли високого тиску / низького тиску. Під час циклів низького тиску в сформованій рідині з'являються невеликі пухирі або порожнечі. Ці бульбашки ростуть над кількома циклами низького тиску, поки вони не можуть поглинати більше енергії. Коли пухирці набувають стадії максимального поглинання енергії, вони сильно колапсуються під час циклу високого тиску. Пузир імплозіі створює локально дуже екстремальних умовах, таких як дуже високій температурі (прибл. 5,000K), дуже високого тиску (прибл. 2,000atm), дуже високих швидкостях охолодження і струменів рідини зі швидкостями до 280 м / с (прибл. 630mph) . Це явище називається кавітація. Ці екстремальні умови роблять ультразвукове дослідження потужним та універсальним методом обробки рідини.
Для витягу цілі дві фази інтенсивно перемішуються у полі ультразвукової кавітації. Краплі та частинки розбиті на субмікронний та нанорозмірний розміри. Це розвиває збільшені поверхні для поліпшення перенесення маси з однієї фази в іншу. Збільшена міжфазність між двома фазами призводить до збільшення площі контактної поверхні для екстракції, так що масова передача посилюється через видалення застійних рідких шарів на межі фази. Масовий переклад додатково збільшується через видалення пасивувальних шарів з поверхні частинок. Для витягання біологічної речовини з клітин та тканин масовий перенесення збільшується за рахунок ураження ультразвуковими клітинами. Всі ці ефекти призводять до більш повного вилучення, що призводить до більшої врожайності.

Переваги ультразвукової витяжки:

  • розбити граничні шари
  • подолання ван-дер-ваальсових сил
  • перемістити ненасичену рідину до поверхні контакту
  • зменшити або усунути необхідність передачі агентам
  • зменшити час, температуру та / або концентрацію
  • менше надлишкового в порівнянні з обсягом, необхідним для повного насичення
  • менший об'єм для очищення (наприклад, шляхом перегонки, випаровування, сушіння)
  • безперервно перемішуваних реакторів (КСВ)
  • економити енергію
  • відсутність дозування, але вбудована обробка
  • використовуйте менш кислотний або дешевий розчинник
  • уникайте розчинників, використовуйте воду замість цього
  • обробляти високі концентрації твердих речовин або суспензії високої в'язкості
  • зелена обробка: екологічно чистий
  • використовуйте органічні кислоти, такі як яблучна кислота або лимонна кислота
  • уникати багатоступеневих процесів вилучення
Ультразвуковий диспергатор MultiSonoReactor з диспергуючою потужністю 16 000 Вт для змішування реагентів і прискорення процесів каталітичної екстракції

MultiSonoReactor покращує швидкість реакції та вихід процесів каталітичної екстракції

Ультразвукова витяжка для:

  • Біологія
  • Хімія
  • Їжа & фарма
  • Аналіз
  • ядерна обробка
  • гірничі майданчики
  • десульфуризація
  • органічні сполуки
  • геохімія
  • Очищення

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Вилучення рідин

Звичайний процес: Екстракція рідкої та рідкої рідини - це метод розділення для вилучення речовин з однієї рідкої фази в іншу рідку фазу на основі відносної розчинності речовин у двох різних несмішливих рідких фазах. Використання ультразвукової техніки покращує швидкість передачі розчинної речовини між двома фазами завдяки високій продуктивності Змішування, Емульгування, і розчинення!
Екстракція рідкої рідини - це технологія поділу для виділення та концентрації цінних компонентів з водного розчину, використовуючи органічний розчинник. Рідина-рідка екстракція часто застосовується, коли інші технології поділу (наприклад, перегонка) неефективні. Екстракція рідкої рідини використовується в фармацевтичній промисловості & косметичні засоби (активні речовини, API, ароматизатори), а також харчова та сільськогосподарська промисловість, органічна і неорганічна хімія, нафтохімічна промисловість та гідрометалургія.

Проблема: Найпоширенішою проблемою є незмінність рідких фаз (розчинник і розріджувач незмінні), тому потрібен правильний метод змішування. Оскільки рівномірне змішування обох рідких фаз сприяє переміщенню фази між розріджувачем та розчинником, дуже важливим є надійний метод диспергування або емульгування. Чим тонше суміш і чим вище площа контакту між обома фазами, тим краще може проходити розчинник від однієї рідкої фази до іншої рідкої фази. Загальноприйняті процеси видобутку в основному відсутні в просуванні масової передачі, тому процес видобутку є повільним і часто неповним. Для поліпшення екстракції часто використовують надмірні кількості розчинника, що робить процес дорогим та екологічним.
 

Відео демонструє розпад і вилучення личинки солдатської мухи за допомогою ультразвукового дослідження зондом Hielscher UP200Ht.

Екстракція личинки мухи-солдата у воді за допомогою зондового сонікатора UP200Ht

Мініатюра відео

 
Рішення: Ультразвукова рідинна рідина видобутку випереджає традиційні технології вилучення рідини-рідини в різних точках:
Ультразвукова потужність змішує дві або більше рідких фаз надійно і легко разом. За допомогою ультразвуку краплі можуть бути зведені до нанорозмірних, щоб вони були чудовими мікро- та нано-емульсії отримані Таким чином, сформовані кавітаційні сили сприяють масовому перенесенню між рідкими фазами. Оскільки ультразвукову обробку можна запустити у безперервній лінійній системі, великі обсяги і дуже в'язкі рідини можна обходитися без проблем.
Але також мікроепіляція, наприклад, в аналітичних цілях, може бути поліпшена за допомогою ультразвукової обробки (наприклад, іонна мікроекстракція на основі рідких речовин з ультразвуковою емульгуванням).

На відео показано високоефективне емульгування нафти. Використовуваний ультразвуковий процесор - ультразвуковий пристрій Hielscher UP400St, який ідеально підходить для приготування середніх за розміром партій високоякісних емульсій.

Зробіть стабільні наноемульсії за допомогою hielscher Ultrasonics UP400St (400 Вт)

Мініатюра відео

Переваги ультразвукової витяжки:
Потужні ультразвукові сили – згенерований ультразвуком низьких частот / потужністю – допомагає

  • переформатувати краплі
  • уникати емульсійних агентів або амфіфільних каталізаторів
  • уникати використання миючих засобів або поверхнево-активних речовин
  • уникати амфіфільних катальцій, детергентів або поверхнево-активних речовин
  • генерувати турбулентні нестійкі емульсії без шарів поверхнево-активних речовин
Ультразвуковий зонд UP200St для каталітичної екстракції

Кавітаційні та сонохімічні сили покращують каталітичне вилучення сполук із твердих тіл.

Екстракція твердої рідини, покращена ультразвуком

Метою екстракції твердої рідини або твердофазної екстракції (SPE) є відокремлення аналітів, які розчиняються або суспендуються у рідкій суміші, та їх виділення з матриці відповідно до їх фізико-хімічних властивостей. Тому ізолят елююється від сорбенів за допомогою відповідного розчинника. Витягнута речовина називається елютою.
Традиційні методи SPE - це мацерація, екстракція сокслетів, просочення, комбінація ректифікації та парової перегонки, або високошвидкісне змішування / турбодетанція. Екстракція твердої рідини є загальною процедурою відокремлення сполук у біології, хімії, а також у харчовій, фармацевтичній та косметичній промисловості. Видобуток металів також відомий як вилуговування.
Проблема: Звичайні методи SPE відомі як трудомісткі і вимагають відносно великої кількості розчинників, які в основному є екологічно небезпечними та забруднюють. Високі технологічні температури можуть навіть призвести до руйнування термочутливих екстрактів.
Рішення: З ультразвуковим методом екстракції твердої рідини звичайні проблеми традиційної SPE можна нормально подолати. Оскільки ультразвукова обробка забезпечує точне розподіл твердих речовин у фазі розчинника, існує більша межфазная межа для поліпшення масопереносу цільової речовини в розчинник. Це призводить до більш швидкої та повної екстракції, тоді як використання розчинника зменшується або повністю уникається (замість цього використовуйте воду як рідку фазу). Завдяки застосуванню ультразвукового ультразвуку, витяг із твердої фази може бути більш ефективним, економічним та екологічним. Завдяки зменшенню або уникненню забруднюючих або небезпечних розчинників вилучення ультразвуку можна вважати екологічним зелений процес. Економічно процес витрат зменшується за рахунок економії енергії, розчинника та часу.

Ультразвукова екстракція розчинника

У випадку екстракції розчинником розчинник (наприклад, органічний розчинник) використовується для розчинення та відокремлення сполуки від іншої рідини (наприклад, водної фази). Взагалі, більш полярні розчинники розчиняються у більш полярному розчиннику, а менш полярні розчини в менш полярному розчиннику. Використовуючи екстракцію розчинником, можна розділити окислені тіофени (сульфоксиди, сульфони) з масляної фази з використанням ацетонітрилу або інших полярних розчинників. Екстракція розчинником також використовується для вилучення речовин, таких як уран, плутоній або торій із кислотних розчинів, у трифосфатну фосфатну три-н-бутилфосфат (процес PUREX).
Скоротіть використання розчинника: Використання ультразвукових даних мінімізує використання розчинників у процесі та оптимізує навантаження продукту в розчиннику. Це також призводить до більш швидкого та повного витягу.
Натисніть тут, щоб дізнатись більше про ультразвуковому окислювальному десульфурації!

Ультразвукова екстракція Сокслета

Екстракція Soxhlet - це твердої рідкої екстракційної методикою, що часто використовується синтетичними та аналітичними лабораторіями. Екстракція Soxhlet застосовується в основному, коли речовина має обмежену розчинність у розчиннику, а домішка нерозчинна в цьому розчиннику.
Ультразвук може бути дуже успішним у поєднанні з екстракцією Soxhlet, що призводить до збільшення врожайності та коротшого часу видобутку.
Будь ласка, клацніть тут, щоб дізнатись більше про ультразвукову допомогу Сокслета!

Екстракція в розплавах за допомогою ультразвукового випромінювання

Рідкі-рідкі екстракції можуть бути виконані в сумішах, де один або обидва рідкі фази тане, наприклад, розплавлених солей або розплавлених металів, таких як ртуть. Потужні вбудованих ультразвуком в Ультразвуковий потік клітин реакторів дозволяють обробляти навіть рідини з високою в'язкості, таких як розплавів.

Ультразвукове вилуговування

Вилуговування описує використання кислот, розчинників або гарячої води для вибіркового розчинення розчину з інертного нерозчинного твердого носія. Вилуговування часто використовується в гірничих виробах для вилучення металів з руд.
Переваги ультразвукового вилуговування:

  • мити маленькі отвори пористих матеріалів
  • подолання селективності мембран
  • знищити тверді речовини, розщеплювати і деаггломерировать тверді речовини
  • видалити пасивні шари
  • видалення оксидних шарів
  • Мойте всю поверхню матеріалу, зокрема, для рідин високої поверхневої натягу
  • зношування розрідження

Натисніть тут, щоб дізнатись більше про ультразвукове вимивання!

Соніки Hielscher для будь-якого обсягу виробництва

Ультразвук у лабораторії, настільному та виробничому масштабі: Усі ультразвукові пристрої Hielscher створені для роботи 24/7d, навіть ультразвукові лабораторні гомогенізатори можуть обробляти значні обсяги як у пакетному, так і в проточному режимі. Настільні та промислові ультразвукові апарати розроблені та виготовлені на промисловому рівні, тому великі обсяги та висока в'язкість можуть бути оброблені без проблем – навіть у складних умовах, таких як високий тиск і високі температури (наприклад, у поєднанні з надкритичним CO2, для процесів екструзії тощо). Надійні ультразвукові апарати Hielscher здатні працювати з розчинниками, абразивними рідинами та корозійними речовинами. Відповідні аксесуари дозволяють оптимально адаптувати ультразвукову систему до вимог процесу екстракції. Для встановлення в небезпечних середовищах з рейтингом ATEX або FM вибухозахищені ультразвукові системи доступні.
Таким чином, надійні та потужні ультразвукові апарати Hielscher та широкий асортимент аксесуарів дозволяють проводити ультразвукові обробки таких матеріалів, як гаряча вода/рідини, кислоти, розплави металів, сольові розплави, розчинники (наприклад, метанол, гексан; органічні, полярні розчинники, наприклад, ацетонітрил).

Ультразвукова фазова екстракція або каталітична екстракція може бути реалізована як простий двостадійний процес

Блок-схема: етапи екстракції передачі ультразвукової фази

Зв'яжіться з нами / Запитуйте додаткову інформацію

Розкажіть нам про ваших вимогах до обробки. Ми будемо рекомендувати найбільш підходящі налаштування та параметри обробки для вашого проекту.





Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.





Література/довідники

Факти варті знати

Ультразвукова обробка рідини часто називається ультразвуком, ультразвуком, ультразвуковим випромінюванням, ультразвуковим випромінюванням або застосуванням акустичних полів. Всі ці терміни описують зв'язування ультразвукових хвиль високої потужності у рідке середовище для досягнення ультразвукового рівняння

Як ультразвук влади така Універсальна техніка обробки, ультразвукові пристрої відомі в різних умовах, таких як зонд солятор, Sonic лизер, УЗД дегактор, ультразвукова м'ясорубка, sono-рутор, soniator, Sonic dismembrator, клітинної порушують, Ультразвуковий дисперсор або розв'язувач.

Ми будемо раді обговорити ваш процес.

Давайте зв'яжемося.