Yuqori quvvatli ultratovush yordamida kimyoviy reaktorning optimallashtirilgan samaradorligi

Ultrasonikatsiya kimyoviy reaktsiyalarni kuchaytirish va / yoki boshlash uchun yaxshi ma'lum. Shu sababli, yuqori samarali ultratovush integratsiyasi reaktsiya natijalarini yaxshilash uchun kimyoviy reaktorlarni rag'batlantirish uchun ishonchli vosita hisoblanadi. Hielscher Ultrasonics sizning kimyoviy jarayoningizni sozlash uchun turli xil reaktor echimlarini taklif qiladi. Ultratovush sizning kimyoviy reaktoringizni qanday yaxshilashi mumkinligini bilib oling!

Power ultratovush kimyoviy reaktorlarni qanday yaxshilaydi?

Bir yoki bir nechta ultratovushli zondlarning (sonotrotlar) integratsiyasi kuchli ultratovush to'lqinlarini kimyoviy reaktorga ulash imkonini beradi. Suyuqliklar va shlamlarning intensiv ultratovushlanishi nafaqat akustik tebranish tufayli kuchli turbulentliklarni keltirib chiqarmaydi, balki "sonokimyo" atamasi ostida ta'riflangan ko'plab effektlar bilan mashhur.

Sonochemistry nima? Qanday qilib u reaktsiyalarni rag'batlantiradi?

High-intensity ultrasound / high-power ultrasound is applied to chemical systems in order to initiate and/or promote reactions, improve conversion rate and yields or to switch reaction pathways. The physical phenomenon responsible for sonochemical effects is acoustic cavitation. When high-intensity ultrasound waves are coupled into a liquid medium, the waves travel through the liquid creating alternating low pressure (rarefaction) and high pressure (compression) cycles. During the low pressure / rarefaction, minute vacuum bubbles arise in the liquid, which grow over several pressure cycles until the vacuum bubble reaches a point where it cannot absorb any further energy. At the point of maximum bubble growth, the bubble implodes violently during a high pressure cycle. During the implosive bubble collapse, the phenomenon of cavitation can be observed. Ultrasonic cavitation creates so called “hot spots,” which are characterized by extreme conditions such as temperature of up to ∼5000 K with very high heating/cooling rates of > 1000 K s^-1, ~1000 bargacha bo'lgan bosim, shuningdek, tegishli harorat va bosim farqlari. Suyuqlik yoki atala suyuq oqimlar va kesish kuchlari bilan qattiq aralashtiriladi.

Kimyoviy ta'sirlar (masalan, radikal turlarning shakllanishi, molekulalarning egiluvchanligi va boshqalar) va sonokimyoning fizik / fizik-mexanik ta'siri organik kataliz kabi ko'plab kimyoviy reaktsiyalarga muvaffaqiyatli qo'llaniladi. organokatalitik reaktsiyalar, Fazali uzatish reaktsiyalari, nanozarrachalar sintezi, yog'ingarchilik / kristallanish, sol-gel reaksiyalari, Suzuki ulanishi, Diels-Alder reaktsiyalari, Mannik reaktsiyalari, Maykl qo'shimchasi, Wurtz tipidagi mufta va boshqalar. Sonochemically targ'ib reaktsiyalar ko'pincha sezilarli darajada oshdi konversiya tezligini ko'rsatadi, yuqori rentabellik, tezlashtirilgan reaktsiya, yanada to'liq reaktsiya, atrof-muhit sharoitida yumshoq erituvchilar bilan foydalanish mumkin, kamroq kiruvchi yon mahsulotlar yaratish va yashil kimyo yuqori samaradorligi tufayli hissa.

Ultratovush yordamida boshqariladigan kimyoviy partiyali reaktorlar

Ultrasonikatorlarni ochiq yoki yopiq partiyali reaktorlarga integratsiyalashuvi laboratoriyalarda, tajriba zavodlarida va ishlab chiqarish ob'ektlarida reaktsiyalarni tezlashtirish uchun keng tarqalgan qo'llaniladigan usuldir. Idishning o'lchamiga, geometriyasiga va kimyoviy reaktsiya tizimiga qarab, bir yoki bir nechta sonotrodlar ommaviy reaktorga birlashtirilishi mumkin. Ultrasonikatsiya ham tez-tez yaxshilash uchun ishlatiladi doimiy aralashtirilgan reaktorlar (CSTR).

Ultrasonik yarim partiyali reaktorlar: Albatta, sonikatsiya yarim partiyali reaktorlarga ham kiritilishi mumkin. Yarim partiyali tizimlar uchun bitta kimyoviy reaktiv reaktorga yuklanadi, ikkinchi kimyoviy reaktor doimiy oqim tezligida (masalan, yon reaktsiyalarni oldini olish uchun sekin oziqlantirishda) ultratovushli issiq nuqtada birlashtiriladi. Shu bilan bir qatorda, reaktordagi reaktsiya natijasida hosil bo'lgan kimyoviy reaktsiya mahsuloti doimiy ravishda chiqariladi, masalan, sintezlangan cho'kmalar yoki kristallar yoki fazalarni ajratish tufayli olib tashlanishi mumkin bo'lgan yakuniy mahsulotning oraliq mahsuloti.

Ultrasonik qo'zg'atuvchi kimyoviy oqim orqali reaktor

Oqimli reaktorda, shuningdek, oqim xujayrasi yoki inline reaktor sifatida ham tanilgan, reaktivlar kimyoviy reaktsiya sodir bo'ladigan reaktsiya kamerasiga bir yoki bir nechta oziqlantirish portlari orqali oziqlanadi. Muayyan reaksiya sodir bo'lishi uchun zarur bo'lgan ma'lum bir ushlab turish vaqtidan so'ng, muhit doimiy ravishda reaktordan chiqariladi. Ultrasonik oqim xujayralari va inline reaktorlar mahsulotning uzluksiz ishlab chiqarilishiga imkon beradi, bu faqat reagentlarning uzluksiz ta'minlanishiga bog'liq.

Rasmda ko'rsatilgan Ultrasonikator UIP1000hdT partiyali reaktor bilan (chapda) va inline qayta ishlash uchun oqim xujayrasi reaktori bilan (o'ngda).

Yuqori samarali kimyoviy Sono-reaktorlar

Hielscher Ultrasonics sizning kimyoviy reaktsiyangizni ishonchli tarzda yaxshilashi mumkin bo'lgan sono-kimyoviy reaktorlar va yuqori samarali ultratovush uskunalari uchun ishonchli ishlab chiqaruvchidir. Hielscher Ultrasonics mahsulot assortimenti ommaviy va oqim rejimi uchun laboratoriya va sanoat keng ko'lamli sonoreaktorlarning har xil turlari va sinflarini o'z ichiga oladi. Hielscher yuqori samarali prob tipidagi ultrasonikatsiya bilan bir nechta yutuqlar – yaxshilangan reaktsiya tezligi, to'liqroq konvertatsiya, yuqori rentabellik, aniq reaktsiya nazorati va mukammal umumiy samaradorlik kabi – partiyaviy va oqimli reaktorlarda ishonchli tarzda erishiladi. Yuqori unumdorlik va mustahkamlik uchun mo'ljallangan Hielscher ultrasonikatorlari va sono-reaktorlari qattiq kimyoviy moddalar bilan, talab qilinadigan muhitda va og'ir yuklangan ilovalarda foydalanish uchun o'rnatilishi mumkin.
Hielscher ultratovush reaktorlari akustik bosim maydoni teng ravishda kengayishi uchun muhitning yagona ultratovush nurlanishiga qaratilgan. Ushbu talabni qondirish sonokimyoviy reaktsiyaning umumiy samaradorligini oshiradi, chunki ultratovush jarayonning eng yuqori intensivligiga erishadi.

Sonokimyoviy reaktorda sodir bo'ladigan hodisalarning sxematik ko'rinishi.
Rasm va tadqiqot: ©Dahlem va boshqalar, 1999.

Mahsulot assortimenti R uchun ixcham laboratoriya ultrasonikatorlarini qamrab oladi&D, kuchli dastgoh va uchuvchi ultratovush tizimlari, shuningdek, katta hajmdagi ishlab chiqarish uchun to'liq sanoat darajasidagi uskunalar. Bu kichik miqyosda xavf-xatarsiz texnik-iqtisodiy sinovlarni o'tkazish va keyinchalik to'liq chiziqli miqyosni kattaroq hajmga oshirish imkonini beradi.

Aniq sonikatsiya nazorati

Raqamli rangli displey va brauzerni masofadan boshqarish va o'rnatilgan SD-kartada avtomatik ma'lumotlarni protokollash bilan aqlli dasturiy ta'minot sono-kimyoviy reaktorda ultratovush parametrlarini murakkab sozlash va kuzatish imkonini beradi.
Sonokimyoviy reaktsiyalarning go'zalligi jarayonni optimallashtirish orqali ishonchli tarzda erishish mumkin bo'lgan samaradorlikdir. Har bir reaksiya uchun optimal ultratovush amplitudasi, ultratovush quvvati, harorat va bosim aniqlanishi mumkin. Bu optimal sonikatsiya parametrlarini topishga imkon beradi, shunda optimal reaktsiya natijalari va samaradorlikka erishiladi.

Haroratni nazorat qilish

Bizning barcha raqamli ultrasonikatorlarimiz doimiy haroratni kuzatish uchun ulanadigan harorat sensori bilan jihozlangan bo'lib, u suyuqlikka doimiy haroratni o'lchash uchun kiritilishi mumkin. Murakkab dasturiy ta'minot harorat oralig'ini sozlash imkonini beradi. Harorat chegarasi oshib ketganda, ultrasonikator suyuqlikdagi harorat ma'lum bir belgilangan nuqtaga tushgunga qadar avtomatik ravishda to'xtatiladi va avtomatik ravishda yana sonikalashni boshlaydi. Barcha harorat o'lchovlari va boshqa muhim ultratovush jarayoni ma'lumotlari avtomatik ravishda o'rnatilgan SD-kartaga yozib olinadi va jarayonni boshqarish uchun osongina qayta ko'rib chiqilishi mumkin.
Hielscher'dan sonokimyoviy reaktorlar sovutish ko'ylagi bilan mavjud. Bundan tashqari, kerakli jarayon haroratini ta'minlash uchun issiqlik almashinuvchilari va chiller birliklari ulanishi mumkin.

Ideal kimyoviy reaktorni yig'ish uchun tayyor bo'lgan komponentlar

Oson mavjud bo'lgan ultratovushli qurilmalar, zondlar (sonotrotlar), kuchaytirgichlar shoxlari, partiyali reaktorlar va oqim xujayralarining katta portfeli, shuningdek, ko'plab qo'shimcha aksessuarlar sizning maxsus jarayoningiz uchun ideal ultratovushli-kimyoviy reaktorni (sono-reaktor) sozlash imkonini beradi.
Barcha jihozlar akustik kavitatsiya va barqaror oqim naqshlarining bir xil taqsimlanishi uchun allaqachon optimallashtirilgan, bu ultratovushli aralashtiriladigan kimyoviy reaktorda bir hil, ishonchli natijalarni olish uchun eng muhim dizayn jihatlari hisoblanadi.
Reaktorni inert gaz, masalan, azot plyonkasi bilan tozalash orqali kiruvchi oksidlanishning oldini olish mumkin.

Sizning kimyoviy reaktoringiz uchun moslashtirilgan echimlar

Hielscher zanglamaydigan po'latdan yoki shishadan tayyorlangan har xil o'lcham va geometriyadagi turli partiyali va inline reaktor yechimlarini taklif qilsa-da, biz sizning maxsus texnologik talablaringizni tahlil qilish va loyihalash asoslarini hisobga olgan holda maxsus kimyoviy reaktor idishingizni ishlab chiqarishdan mamnunmiz. Uzoq yillik tajribaga ega muhandislar va texnik ishlab chiquvchilar jamoasi bilan biz sizning kimyoviy reaktoringizni sizning talablaringizga mos ravishda loyihalashtiramiz. Masalan, o'lchami, materiali, geometriyasi, oziqlantirish va tushirish portlari, ultratovushli zondlar soni va boshqalar kimyoviy jarayoningiz uchun ideal ultratovushli kimyoviy reaktorni yaratish uchun mo'ljallangan bo'lishi mumkin.

Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan: