MultiPhaseCavitator – ultratovushli oqim hujayrasi uchun Insert MPC48
MultiPhaseCavitator Insert (Insert MPC48) suyuqlik/suyuqlik yoki suyuqlik/gaz aralashmalariga ultratovush bilan ishlov berishni yaxshilash uchun moʻljallangan. 48 ta juda ingichka kanyula suyuqlik yoki gazni bevosita kavitatsiya zonasida suyuq fazaga yuboradi. Natijada juda katta solishtirma sirt maydoniga ega boʻlgan juda mayda muallaq tomchilar yoki gaz pufakchalari hosil boʻladi.
Bu qoʻshimcha, ayniqsa, fazalararo oʻtish reaksiyalari, fazalararo oʻtish katalizi (PTC) yoki suyuqlik–suyuqlik ekstraksiyasi kabi emulsiya kimyosi jarayonlari uchun foydalidir. Qoʻllashning yana bir qiziqarli sohasi ikki suyuq prekursordan zarrachalarni choʻktirish yoki ultratovush yordamida kristallantirishdir. Bu qoʻshimcha Hielscher oqim hujayrasi reaktorlari uchun moʻljallangan boʻlib, davriy yoki uzluksiz ishlov berish imkonini beradi.
Bitta va 48 ta yuborish porti
Ultratovush bilan ishlov berish emulsiyalash va aralashtirishning samarali usulidir. Alohida fazalar oqim hujayrasiga va kavitatsiya zonasiga kirishidan oldin birlashtiriladigan anʼanaviy qurilma tuzilishidan farqli ravishda, ushbu oqim hujayrasi qoʻshimchasi ikki fazaning birlashtirilishini yaxshilaydi. Suyuqlik 48 ta ingichka kanyula orqali yuborilganda, oqim hujayrasiga juda ingichka oqimchalar shaklida kiradi. Qoʻshimchada ichki diametrlari 0,3mm dan 1,2mm gacha boʻlgan 48 ta juda ingichka tibbiy kanyula ishlatiladi. Bu kanyulalarni osongina almashtirish mumkin va ular arzon sarf materialidir (steril, taxminan 2ct/pc). Ultratovush kavitatsiyasi (20kHz da) kirib kelayotgan 48 ta suyuqlik oqimchasini oqim hujayrasidagi suyuq fazaga kirishi bilan mayda tomchilarga ajratadi.
Kanyulalar orasidagi oqimni tenglashtirish uchun ushbu tuzilish bitta taʼminot manbaidan barcha 48 ta kanyulaga bir xil uzatish bosimini qoʻllaydi.
Suyuqlik–suyuqlik reaksiyalari uchun ultratovushli reaktorga kiruvchi 48 ta port
Ultratovushli koʻp fazali kavitatorga yuborish
InsertMPC48 – 48 ta ingichka kanyula kavitatsiya zonasida tugaydi
InsertMPC48 oʻrnatilgan FC100L1K-1S ultratovushli oqim hujayrasi reaktori
Foydalanish va qoʻllanish sohalari
Hielscher ultratovushli reaktorlari koʻpincha emulsiyalash, suyuqlik–suyuqlik fazali tizimlarda fazalararo oʻtish jarayonining kinetikasini yoki erish tezligini yaxshilash uchun ishlatiladi. Bunday jarayonlarga vodorod peroksid bilan oksidlovchi desulfurizatsiya va undan keyingi erituvchi bilan ekstraksiya yoki triglitseridlarning asos bilan katalizlanadigan qayta eterifikatsiyasi misol boʻladi.
Bir reagent fazasining boshqa reagent fazasida cheklangan eruvchanligi emulsiya kimyosi jarayonlarida jiddiy muammodir, chunki ikkala faza bir-biri bilan faqat fazalararo chegarada reaksiyaga kirishadi. Ultratovushsiz bu ikki fazali tizimlarda reaksiya tezligining pastligiga va oʻzgarish kinetikasining sekinligiga olib keladi.
Qoʻshimcha ultratovushli reaktor bilan birga ishlatilganda, kavitatsiya kuchli gidravlik siljishni yuzaga keltiradi va yuborilgan fazani submikron hamda nanooʻlchamli tomchilarga ajratadi. Fazalar chegarasining solishtirma sirt maydoni kimyoviy reaksiya tezligiga taʼsir qilgani uchun tomchi diametrining bunday sezilarli kamayishi reaksiya kinetikasini yaxshilaydi va fazalararo oʻtish agentlariga ehtiyojni kamaytirishi yoki yoʻqotishi mumkin. Yuborilayotgan fazaning hajmiy foizini kamaytirish mumkin, chunki maydaroq emulsiyalar boshqa reagent fazasi bilan bir xil kontakt sirtini taʼminlash uchun kamroq hajm talab qiladi.
Bu qoʻshimchadan foydalanish amfifil emulsiya katalizatorlari yoki fazalararo oʻtish katalizatorlari (PTC), masalan, ham suvli, ham organik suyuqliklarda erishning oʻziga xos qobiliyatiga ega boʻlgan toʻrtlamchi ammoniy tuzlarining zarur miqdorini kamaytirishi mumkin.
Kimyoviy reaksiyalar uchun yaxshilangan massa almashinuvi
Ikki reagent fazasi fazalar chegarasida reaksiyaga kirishganda, reaksiya mahsulotlari tomchi sirtida toʻplanadi va reagent fazalarining chegaraviy sirtda oʻzaro taʼsirlashishiga toʻsqinlik qiladi. Ultratovush kavitatsiyasi yuzaga keltiradigan gidravlik siljish turbulent oqimga va moddaning tomchi sirtlaridan hamda tomchi sirtlariga tashilishiga olib keladi, shuningdek, tomchilarning takroriy qoʻshilishi va keyinchalik yangi tomchilar hosil boʻlishini taʼminlaydi. Reaksiya vaqt davomida kechib borar ekan, ultratovush bilan ishlov berish reagentlarning bir-biriga ochiq kontaktini va oʻzaro taʼsirini maksimal darajaga yetkazadi.
Bu taʼsir oʻsimlik moylarini qayta eterifikatsiya qilib biodizel olish yoki makromolekulalar hosil qilish uchun diesterlarni diollar bilan qayta eterifikatsiya qilish orqali poliefirlarni sintezlash kabi koʻplab jarayonlarda qoʻllanadi.
Emulsiyalash / Emulsiya hosil qilish
Ushbu oqim hujayrasi qoʻshimchasi oʻzaro aralashmaydigan suyuqliklarni aralashtirishda emulsiyalashni yaxshilaydi. Bu tomchilar oʻlchamining kichrayishiga va oʻlcham taqsimotining torayishiga olib keladi – bu emulsiya barqarorligining asosiy omilidir. Ushbu tuzilish yordamida past va oʻrtacha qovushqoqlikdagi suyuqliklarni hatto ogʻir yoqilgʻi moylari (HFOs), polimerlar yoki gellar kabi yuqori qovushqoqlikdagi suyuqliklarga ham yuborish va emulsiyalash mumkin. Ayrim tarkiblarga emulgatorlar yoki stabilizatorlar qoʻshish talab qilinishi mumkin. Bunday holda, bu emulgatorni bir tekis aralashtirishga yordam beradi. Kanyulalar orqali bittadan ortiq fazani yuborish uchun moslashtirilgan tuzilishlar soʻrov boʻyicha mavjud.
Suyuqlik–suyuqlik ekstraksiyasi
Bu qoʻshimcha mayda tomchili turbulent emulsiya, masalan, moy fazasida erituvchi fazasining emulsiyasini hosil qilish orqali suyuqlik–suyuqlik ekstraksiyasi jarayonlarini kuchaytiradi. Bu ham fazalarning kontakt sirtini oshiradi va ekstraksiyaning yaxshilanishiga hamda erituvchi sarfining kamayishiga olib keladi.
Tozaroq yonish uchun suvli yoqilgʻilar
Dengiz kemalarida yoki elektr energiyasi ishlab chiqarishda ishlatiladigan ogʻir yoqilgʻi moyi kabi past sifatli yoqilgʻi moylarini suv bilan emulsiyalash mumkin. Bu yonishning samaraliroq boʻlishiga va NOx emissiyalari hamda qurumning sezilarli kamayishiga olib keladi.
Suvli yoqilgʻilarni (emulsion yoqilgʻilarni) ultratovush yordamida emulsiyalash haqida koʻproq oʻqing!
Choʻktirish / Ultratovush yordamida kristallantirish
Pigmentlar yoki nanozarrachalarni suyuqliklarda choʻktirish orqali kichik tarkibiy birliklardan boshlab hosil qilish mumkin. Bunday holda, oʻta toʻyingan aralashma yuqori konsentratsiyali materialdan qattiq zarrachalar yoki kristallar hosil qila boshlaydi. Bu zarrachalar maʼlum bir nuqtagacha oʻsadi va oxir-oqibat choʻkadi. Zarracha/kristall oʻlchami va morfologiyasini nazorat qilish uchun prekursor/reagent aralashtirilishini nazorat qilish zarur.
Umuman olganda, choʻktirish jarayoni quyidagilarni oʻz ichiga oladi: aralashtirish, oʻta toʻyinish, yadrolanish, zarrachalar oʻsishi va aglomeratsiya. Oxirgisining oldi qattiq moddaning past konsentratsiyasi yoki barqarorlashtiruvchi agentlar yordamida olinadi. Aralashtirish hal qiluvchi ahamiyatga ega, chunki koʻpchilik choʻktirish jarayonlarida reaksiya tezligi juda yuqori boʻladi. InsertMPC48 tez va ingichka yuboriladigan oqimlarni kuchli ultratovush kavitatsion siljishi bilan birlashtiradi. Bu aralashtirish tezligi va samaradorligini maksimal darajaga yetkazib, koʻproq va maydaroq zarrachalar hosil qiladi.
Uzluksiz ultratovushli choʻktirish reaksiyasida hosil qilingan Fe3O4 (magnetit) zarrachalarining oʻlcham taqsimoti (Banert et al., 2004).
Laboratoriya sinovlaridan tajriba-sanoat miqyosi va ishlab chiqarishgacha
Hielscher Ultrasonics ushbu texnologiyani istalgan miqyosda sinash, tekshirish va undan foydalanish uchun uskunalar taklif qiladi. Ushbu konsepsiyani mavjud jarayonlarga oson joriy etish mumkin.
- A fazani oqim hujayrasining pastki qismidagi suyuqlik kirish portiga uzating
- B fazani oqim hujayrasining yon tomonidagi kichikroq suyuqlik kirish porti yoki portlariga uzating. Bu oqim 48 ta ingichka quvur orqali kavitatsiya zonasiga yuboriladi
- Oqim hujayrasining chiqish portidagi teskari bosim klapani yordamida reaktor bosimini sozlang
Laboratoriya stoli miqyosida 1kW quvvatli UIP1000hdT ultratovush qurilmasi jarayonni namoyish qilish va ultratovush bilan ishlov berish parametrlarini optimallashtirish uchun 100 dan 1000L/hr gacha (25 dan 250 gal/hr gacha) boʻlgan hajmiy oqim tezliklarida ishlov bera oladi. Hielscher ultratovushli protsessorlari tajriba-sanoat yoki ishlab chiqarish miqyosida kattaroq ishlov berish hajmlariga chiziqli ravishda koʻlamni oshirish uchun moʻljallangan. Quyidagi jadvalda ishlov berish hajmlari va tavsiya etilgan uskuna oʻlchamlari keltirilgan.
| Davriy ishlov berish hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etilgan qurilmalar |
|---|---|---|
| 0,2L | 0,25–2m3/hr | UIP1000hdT, UIP2000hdT |
| 0,2L | 1–8m3/hr | UIP4000hdT |
| n.a. | 4–30m3/hr | UIP16000hdT |
| n.a. | 30m3/hr dan yuqori | qurilmalar klasteri: UIP10000 yoki UIP16000hdT |
MultiPhaseCavitator – ultratovushli oqim hujayrasi qoʻshimchasi MPC48 haqida tez-tez beriladigan savollar
MultiPhaseCavitator Insert (oqim hujayrasi qoʻshimchasi MPC48) nima?
MultiPhaseCavitator Insert (InsertMPC48) suyuqlik/suyuqlik yoki suyuqlik/gaz aralashmalariga ultratovush bilan ishlov berishni yaxshilash uchun moʻljallangan oqim hujayrasi qoʻshimchasidir. Unda suyuqlik yoki gazni bevosita kavitatsiya zonasida suyuq fazaga yuboradigan 48 ta juda ingichka kanyula ishlatiladi; natijada katta solishtirma sirt maydoniga ega boʻlgan juda mayda muallaq tomchilar yoki gaz pufakchalari hosil boʻladi.
MPC48 nimani anglatadi?
MPC – MultiPhaseCavitator nomining qisqartmasi. 48 soni qoʻshimchada yuborish nuqtalari sifatida 48 ta kanyula mavjudligini bildiradi. Soʻrov boʻyicha oqim hujayrasi qoʻshimchasini koʻproq yoki kamroq kanyula bilan jihozlash mumkin.
Oqim hujayrasi qoʻshimchasi MPC48 qanday ishlaydi?
Suyuqlik 48 ta ingichka tibbiy kanyula orqali (ichki diametrlari 0,3 mm dan 1,2 mm gacha) yuborilganda, oqim hujayrasiga juda ingichka oqimchalar shaklida kiradi. 20 kHz chastotadagi ultratovush kavitatsiyasi bu kiruvchi oqimchalarni suyuq fazaga kirishi bilan mayda tomchilarga ajratadi. Ular orasidagi oqimni tenglashtirish uchun ushbu tuzilish bitta taʼminot manbaidan barcha 48 ta kanyulaga bir xil uzatish bosimini qoʻllaydi.
MultiPhaseCavitator Insert qaysi qoʻllanish sohalariga eng mos keladi?
U, ayniqsa, fazalararo oʻtish reaksiyalari, fazalararo oʻtish katalizi (PTC) va suyuqlik–suyuqlik ekstraksiyasi kabi emulsiya kimyosi jarayonlari uchun foydalidir. Shuningdek, u ikki suyuq prekursordan zarrachalarni choʻktirish va ultratovush yordamida kristallantirish uchun ham yaxshi mos keladi. Qoʻshimcha Hielscher oqim hujayrasi reaktorlari uchun moʻljallangan boʻlib, davriy yoki uzluksiz ishlov berish imkonini beradi.
MPC48 qoʻshimchasi fazalararo oʻtish reaksiyalarini qanday yaxshilaydi?
Bir reagent fazasining boshqasida cheklangan eruvchanligi reaksiyani fazalararo chegara bilan cheklagani uchun, ultratovushsiz ikki fazali tizimlarda reaksiya tezligi koʻpincha past boʻladi. Qoʻshimcha ishlatilganda, kavitatsiya kuchli gidravlik siljishni yuzaga keltiradi va yuborilgan fazani submikron hamda nanooʻlchamli tomchilarga ajratadi. Tomchi diametrining bunday sezilarli kamayishi reaksiya kinetikasini yaxshilaydi va fazalararo oʻtish agentlariga ehtiyojni kamaytirishi yoki yoʻqotishi mumkin.
Qoʻshimcha zarur katalizator miqdorini kamaytira oladimi?
Ha. Qoʻshimcha amfifil emulsiya katalizatorlari yoki toʻrtlamchi ammoniy tuzlari kabi fazalararo oʻtish katalizatorlarining (PTC) zarur miqdorini kamaytira oladi, chunki maydaroq emulsiyalar boshqa reagent fazasi bilan bir xil kontakt sirtini taʼminlash uchun kamroq hajm talab qiladi.
U kimyoviy reaksiyalarda massa almashinuvini qanday yaxshilaydi?
Reaksiya mahsulotlari tomchi sirtida toʻplanishi va reagentlarning chegaraviy sirtda oʻzaro taʼsirlashishiga toʻsqinlik qilishi mumkin. Ultratovush kavitatsiyasidan kelib chiqadigan gidravlik siljish turbulent oqimni va moddaning tomchi sirtlariga hamda tomchi sirtlaridan tashilishini yuzaga keltiradi, bu esa tomchilarning takroriy qoʻshilishi va yangi tomchilar hosil boʻlishiga olib keladi. Vaqt oʻtishi bilan ultratovush bilan ishlov berish reagentlarning bir-biriga ochiq kontaktini va oʻzaro taʼsirini maksimal darajaga yetkazadi – bu oʻsimlik moylarini qayta eterifikatsiya qilib biodizel olish yoki poliefirlarni sintezlash kabi jarayonlarda qoʻllanadi.
Qoʻshimcha suyuqlik–suyuqlik ekstraksiyasi uchun samaralimi?
Ha. Qoʻshimcha mayda tomchili turbulent emulsiya, masalan, moy fazasida erituvchi fazasining emulsiyasini hosil qilish orqali suyuqlik–suyuqlik ekstraksiyasini kuchaytiradi. Bu fazalarning kontakt sirtini oshiradi va erituvchi sarfini kamaytirgan holda ekstraksiyani yaxshilaydi.
Uni suvli yoqilgʻilar uchun ishlatish mumkinmi?
Ha. Dengiz kemalarida yoki elektr energiyasi ishlab chiqarishda ishlatiladigan ogʻir yoqilgʻi moyi kabi past sifatli yoqilgʻi moylarini suv bilan emulsiyalash mumkin. Bu yonishning samaraliroq boʻlishiga va NOx emissiyalari hamda qurumning sezilarli kamayishiga olib keladi.
Suvli yoqilgʻilarni ultratovush yordamida emulsiyalashning afzalliklarini bilib oling!
Qoʻshimcha choʻktirish va ultratovush yordamida kristallantirishga qanday yordam beradi?
Pigmentlar yoki nanozarrachalarni suyuqliklarda choʻktirish orqali kichik tarkibiy birliklardan boshlab hosil qilish mumkin. Insert MPC48 tez va ingichka yuboriladigan oqimlarni kuchli ultratovush kavitatsion siljishi bilan birlashtiradi; bu aralashtirish tezligi va samaradorligini maksimal darajaga yetkazib, koʻproq va maydaroq zarrachalar hosil qiladi. Koʻplab choʻktirish reaksiyalarining tezligi juda yuqori boʻlgani uchun prekursor/reagent aralashtirilishini nazorat qilish zarur, qoʻshimcha esa zarracha/kristall oʻlchami va morfologiyasini nazorat qilishga yordam beradi.
Kanyulalar sarf materiallarimi?
Ha. 48 ta ingichka tibbiy kanyulani osongina almashtirish mumkin va ular arzon sarf materialidir (steril, taxminan 2 ct/pc). Bu kanyulalar standart sarf materiallari boʻlib, ularni mahalliy manbalardan osongina olish mumkin. Kanyulalar orqali bittadan ortiq fazani yuborish uchun moslashtirilgan tuzilishlar soʻrov boʻyicha mavjud.
InsertMPC48 bilan oqim hujayrasi qanday oʻrnatiladi?
Ushbu konsepsiyani mavjud jarayonlarga oson joriy etish mumkin: A fazani oqim hujayrasining pastki qismidagi suyuqlik kirish portiga, B fazani esa yon tomonidagi kichikroq suyuqlik kirish porti yoki portlariga uzating (u 48 ta ingichka quvur orqali kavitatsiya zonasiga yuboriladi) va oqim hujayrasining chiqish portidagi teskari bosim klapani yordamida reaktor bosimini sozlang.
Koʻlamni oshirishning qanday variantlari va uskuna oʻlchamlari mavjud?
Hielscher ushbu texnologiyani istalgan miqyosda sinash, tekshirish va undan foydalanish uchun uskunalar taklif qiladi, bunda laboratoriya stoli miqyosidan tajriba-sanoat va ishlab chiqarish miqyosigacha koʻlamni chiziqli ravishda oshirish mumkin. Masalan, UIP1000hd (1 kW) namoyish qilish va parametrlarni optimallashtirish uchun 100–1 000 L/hr hajmiy oqim tezligida ishlov bera oladi; tavsiya etilgan qurilmalar UIP1000hd/UIP2000hd dan UIP4000 va UIP16000 gacha boʻlgan modellarni oʻz ichiga oladi, 30 m³/hr dan yuqori hajmiy oqim tezliklari uchun esa UIP10000 yoki UIP16000 klasterlari qoʻllanadi.
Ultratovushli oqim hujayrasi qoʻshimchasi MPC48 – MultiPhaseCavitator