Ultrasonik transesterifikatsiya orqali poliol sintezi

Poliollar asosan o'simlik moylari yoki hayvon yog'laridan triglitseridlarni transesterifikatsiya qilish orqali ishlab chiqariladigan sintetik esterlardir. Ushbu poliollar poliuretanlar, biolubrikantlar va boshqa kimyoviy moddalar ishlab chiqarish uchun xom ashyo hisoblanadi. Ultrasonikatsiya kuchli kesish kuchlari va issiqlik energiyasini qo'llash orqali transesterifikatsiya reaktsiyalarini kuchaytirish uchun ishlatiladi. Ultratovush va uning sonokimyoviy ta'siri reaktsiya energiyasini etkazib beradi va massa uzatish cheklovlarini engishga yordam beradi. Shunday qilib, sonikatsiya transesterifikatsiya tezligini, rentabellikni va umumiy samaradorlikni sezilarli darajada yaxshilaydi.

Ultratovush yordamida transesterifikatsiya

Transesterifikatsiya reaktsiyalari eng muhim sintez yo'llaridan biri bo'lib, o'simlik moylarini neft mahsulotlari o'rnini bosuvchi moddalarga aylantirishning samarali usuli sifatida keng qo'llaniladi. Sono-sintez (shuningdek, yuqori samarali ultratovush orqali targ'ib qilingan kimyoviy sintez bo'lgan sonokimyoviy sintez) transesterifikatsiyaga va boshqa kimyoviy jarayonlarga foydali ta'siri bilan yaxshi ma'lum.

Ultratovush yordamida o'simlik moylaridan barqaror poliol sintezi

O'simliklardan olingan yog' kislotalari, ya'ni o'simlik moylari keng tarqalgan va qayta tiklanadigan xom ashyo bo'lib, bioasosli poliollar va poliuretanlarni tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin. Quvvatli ultratovushni qo'llash transesterifikatsiyaning katalitik reaktsiyasini sezilarli darajada tezlashtiradigan qulay sonokimyoviy ta'sirlarni yaratadi. Bundan tashqari, sonikatsiya sintezlangan poliollarning hosildorligini oshiradi, chunki akustik kavitatsiyaning intensiv aralashtirish energiyasi massa o'tkazish cheklovini engib chiqadi. Ultrasonik transesterifikatsiya reaktsiyalari an'anaviy transesterifikatsiya reaktsiyalari sifatida past alkogol va katalizator bilan samarali ishlashi yaxshi ma'lum. Bu ultratovush yordamida umumiy samaradorlikni oshirishga olib keladi.

Pentaeritritol Esterga asoslangan biolubrikantning ultratovushli sintezi

Arumugam tadqiqot guruhi tomonidan ko'rsatilgandek, pentaeritritol esterini ikki bosqichli sonokimyoviy jarayon orqali kolza yog'idan samarali sintez qilish mumkin. Optimallashtirish bo'yicha tadqiqotda tadqiqotchilar Hielscher ultrasonicator UP400St dan foydalanganlar (chapdagi rasmga qarang). Birinchi sonokimyoviy transesterifikatsiyada kolza yog'i metanol bilan metil efirga reaksiyaga kirishadi. Transesterifikatsiyaning ikkinchi bosqichida metil ester ksilen va katalizator bilan pentaeritritol esteriga reaksiyaga kirishadi. Tadqiqotchi ultratovush ostida pentaeritritol ester sintezining rentabelligini va umumiy samaradorligini oshirish uchun ultratovush jarayoni parametrlarini optimallashtirishga e'tibor qaratdi. Pentaeritritol esterining 81,4% yaxshilangan rentabelligi 15 s ultratovush impulsi, 60% ultratovush amplitudasi, 1,5 og'irlikdagi katalizator konsentratsiyasi va 100 ° C reaktsiya harorati bilan amalga oshirildi. Sifatni nazorat qilish uchun sonokimyoviy sintez qilingan pentaeritritol esteri sintetik sinfdagi kompressor moyi bilan solishtirildi. Xulosa qilib aytganda, tadqiqot shuni ko'rsatadiki, ultratovushli ketma-ket transesterifikatsiya jarayoni pentaeritritol esteriga asoslangan biolubrikant sintezi uchun an'anaviy ketma-ket transesterifikatsiya jarayonini almashtirishning samarali usuli hisoblanadi. Ultrasonik transesterifikatsiya jarayonining asosiy afzalliklari pentaeritritol esterining ko'payishi, reaksiya vaqtining qisqarishi va reaktsiya haroratining sezilarli darajada pasayishi hisoblanadi. (qarang. Arumugam va boshqalar, 2019)

Kolza yog'ining pentaeritritol esteriga ultratovushli ikki bosqichli transesterifikatsiyasi.
(Arumugam va boshq., 2019 dan moslashtirilgan)

Ultrasonik sintez orqali pentanaldan olingan asetal esterlar

Kurniawan tadqiqot guruhi yashil kimyo tamoyillaridan foydalangan holda sonokimyoviy usulda uchta pentanaldan olingan asetal efirlarni sintez qildi. Sonication ikkita kimyoviy bosqichni targ'ib qilish uchun ishlatilgan:

1. 9,10-dihidroksioktadekano kislotasining esterifikatsiyasi
2. Alkil 9,10-dihidroksioktadekanoatning asetalizatsiyasi

Alkil 9,10-digidroksistearatning efirlarini olish uchun ikki bosqichdan o'tish kerak va 67-85% hosil olinadi. Samaradorlikni baholash uchun sonokimyoviy usul an'anaviy reflyuks texnikasi bilan taqqoslandi. Bundan tashqari, turli katalizatorlarning ta'siri va samaradorligini aniqlash uchun bir jinsli va qattiq kislotali katalizatorlar, ya'ni sulfat kislota (H2SO4), tabiiy bentonit va H-bentonit ishlatilgan. H-bentonit bilan kislota-katalizatorning sonokimyoviy esterifikatsiyasi qayta oqim usuliga qaraganda 3 baravar qisqa reaktsiya vaqtida 70% gacha bo'lgan mahsulotlarni berishi aniqlandi, bu ajoyib. Ultrasonikatsiya yordamida H-bentonit ishtirokida n-pentanal bilan yakuniy asetalizatsiya bosqichi an'anaviy usuldan yuqori bo'lgan 69-85% rentabellikda uchta pentanaldan olingan dioksolan hosilalarini berdi. Qayta oqim usuli ultratovushli sintez uchun atigi 10-30 daqiqani talab qilganligi sababli, sonokimyoviy usulga qaraganda ko'proq reaktsiya vaqtini talab qildi. Sonikatsiya ostida sezilarli darajada qisqaroq reaktsiya vaqtiga qo'shimcha ravishda, sonokimyoviy usul yordamida har bir esterning ajoyib rentabelligi olindi.
Tadqiqotchi, shuningdek, sonokimyoviy reaktsiyaning energiya talablari taxminan ekanligini hisoblab chiqdi. An'anaviy usuldan 62 baravar past. Bu xarajatlarni kamaytiradi va ekologik toza.
Har bir mahsulotning fizik-kimyoviy xususiyatlarini tekshirish metil 8-(2-butil-5-oktil-1,3-dioksolan-4-il)oktanoat umumiy moylash materiallarini almashtirish funksiyalariga ega potentsial yangi biomoylash vositasi ekanligini aniqladi. (Qarang: Kurniawan va boshqalar, 2021)

Ultratovush yordamida Pentaeritril Esterlarning transesterifikatsiyasi

Pentaeritril efirlarini kungaboqar, zig'ir urug'i va jatrofa yog'i kabi o'simlik moylaridan olish mumkin. Hashem tadqiqot jamoasi bioasosli moylash materiallarining sintezini ikkita transesterifikatsiya bosqichini o'z ichiga olgan ketma-ket baza-katalizli transesterifikatsiya orqali namoyish etdi. Ular kungaboqar, zig'ir urug'i va jatrofa yog'i yordamida sintezning maqsadga muvofiqligini ko'rsatdi. Birinchi bosqichda moylar mos keladigan metil efirlarga aylantirildi. Ikkinchi jarayonda metil efirlari quyidagi sxemada ko'rsatilganidek, pentaeritritol ta'sirida pentaeritril efirlarga aylantirildi: (qarang. Hashem va boshq., 2013)

O'simlik yog'i metil efirga transesterifikatsiya qilingandan so'ng, yuqoridagi sxemada ko'rsatilganidek, metil efirlari pentaeritritol ta'sirida pentaeritril efirlarga aylanadi.
(qarang. Hashem va boshqalar, 2013)

Ultrasonikatsiyaning transesterifikatsiyaga reaktsiyasini sezilarli darajada kuchaytiruvchi ta'siri ilmiy jihatdan isbotlangan va o'nlab yillar davomida sanoat tomonidan qabul qilingan. Ultrasonik takomillashtirilgan transesterifikatsiyaning eng yorqin namunasi yog'lar va yog'larni biodizel deb nomlanuvchi yog' kislotasi metil esteriga (FAME) aylantirishdir.
Ultratovush yordamida (chiqindi) yog'lar va yog'larni biodizelga transesterifikatsiya qilish haqida ko'proq o'qing!

Transesterifikatsiya va boshqa kimyoviy sintezlar uchun ultratovushli zondlar va reaktorlar

Hielscher Ultrasonics - bu sonokimyoviy reaktsiyalar uchun murakkab yuqori samarali ultrasonikatorlar haqida gap ketganda sizning mutaxassisingiz. Hielscher har qanday o'lchamdagi zondlar (sonotrotlar), reaktorlar va oqim xujayralari kabi yuqori quvvatli ultrasonikatorlar va aksessuarlarni loyihalashtiradi, ishlab chiqaradi va tarqatadi va kimyoviy laboratoriyalarni, shuningdek sanoat miqyosida kimyoviy ishlab chiqarish ob'ektlarini ta'minlaydi. Yilni laboratoriya ultratovush qurilmalaridan sanoat ultratovushli zondlar va reaktorlargacha, Hielscher sizning jarayoningiz uchun ideal ultratovush tizimiga ega. Sono-kataliz va sono-sintez kabi ilovalarda ko'p yillik tajribaga ega bo'lgan holda, bizning yaxshi o'qitilgan xodimlarimiz sizning talablaringiz uchun eng mos sozlashni tavsiya qiladi.
Hielscher Ultrasonics juda yuqori mustahkamlikdagi va kuchli ultratovush to'lqinlarini etkazib berishga qodir bo'lgan yuqori samarali ultratovush tizimlarini ishlab chiqaradi, chunki barcha Hielscher sanoat ultrasonikatorlari uzluksiz ishlashda (24/7) juda yuqori amplitudalarni etkazib berishi mumkin. Kuchli ultratovush tizimlari deyarli hech qanday texnik xizmat ko'rsatishni talab qilmaydi va ishlash uchun qurilgan. Bu Hielscher ultratovush uskunasini qiyin sharoitlarda og'ir ilovalar uchun ishonchli qiladi. Yuqori haroratli yoki juda qattiq kimyoviy moddalar uchun maxsus sonotrodlar ham mavjud.
Eng yuqori sifat – Germaniyada ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan: Barcha jihozlar Germaniyadagi bosh ofisimizda ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan. Xaridorga etkazib berishdan oldin har bir ultratovush qurilmasi to'liq yuk ostida sinchkovlik bilan sinovdan o'tkaziladi. Biz mijozlar ehtiyojini qondirishga intilamiz va ishlab chiqarishimiz eng yuqori sifat kafolatini (masalan, ISO sertifikati) bajarish uchun tuzilgan.

Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan: