Ultratovush yordamida kristallanish va choʻktirish
Ultratovush yordamida kristallanish va ultratovush yordamida choʻktirish
Kristallanish va choʻktirish davomida ultratovush toʻlqinlarini qoʻllash jarayonga turli ijobiy taʼsir koʻrsatadi.
Yuqori quvvatli ultratovush quyidagilarga yordam beradi:
- oʻta toʻyingan eritmalar hosil qilish
- kristallanish yadrolarining tez hosil boʻlishini boshlash
- kristallarning oʻsish tezligini nazorat qilish
- choʻktirishni nazorat qilish
- polimorf shakllarni nazorat qilish
- aralashmalar miqdorini kamaytirish
- kristallar oʻlchamining bir tekis taqsimlanishiga erishish
- bir xil morfologiyaga erishish
- sirtlarda istalmagan choʻkindilar hosil boʻlishining oldini olish
- ikkilamchi kristallanish yadrolari hosil boʻlishini boshlash
- qattiq va suyuq fazalarni ajratishni yaxshilash
UIP2000hdT ultratovush bilan ishlov berish qurilmasi – ultratovush yordamida kristallanish uchun davriy reaktor bilan
Kristallanish va choʻktirish oʻrtasidagi farq
Kristallanish ham, choʻktirish ham eruvchanlik bilan belgilanadigan jarayonlar boʻlib, ularda toʻyinganlik nuqtasidan oshgan eritmadan kristall yoki choʻkma koʻrinishidagi qattiq faza hosil boʻladi. Kristallanish va choʻktirish oʻrtasidagi farq hosil boʻlish mexanizmi va yakuniy mahsulotning tabiatiga bogʻliq.
Kristallanishda organik molekulalardan tanlab yigʻiladigan kristall panjara tartibli va asta-sekin rivojlanadi hamda oxir-oqibat sof va aniq tuzilishga ega kristall yoki polimorf birikma hosil qiladi. Aksincha, choʻktirish oʻta toʻyingan eritmadan qattiq fazalarning tez hosil boʻlishini oʻz ichiga oladi va natijada kristall yoki amorf qattiq moddalar hosil boʻladi. Kristallanish va choʻktirishni farqlash qiyin boʻlishi mumkinligini hisobga olish muhim, chunki koʻplab organik moddalar dastlab amorf, kristall boʻlmagan qattiq moddalar shaklida paydo boʻlib, keyinchalik haqiqiy kristall holatga oʻtadi. Bunday hollarda choʻktirish davomida kristallanish yadrolari hosil boʻlishi bilan amorf qattiq modda hosil boʻlishi oʻrtasidagi chegarani aniqlash murakkablashadi.
Kristallanish va choʻktirish jarayonlarini ikkita asosiy bosqich belgilaydi: kristallanish yadrolarining hosil boʻlishi va kristallarning oʻsishi. Yadrolar hosil boʻlishi oʻta toʻyingan eritmadagi erigan modda molekulalari toʻplanib, klasterlar yoki yadrolar hosil qilganda boshlanadi; ular keyinchalik qattiq fazalarning oʻsishi uchun asos boʻlib xizmat qiladi.
Kristallanish va choʻktirish jarayonlarida koʻp uchraydigan muammolar
Kristallanish va choʻktirish odatda yo juda tanlab, yo juda tez kechadigan jarayonlar boʻlib, shu sababli ularni nazorat qilish qiyin. Natijada, odatda, kristallanish yadrolari tasodifiy ravishda hosil boʻladi, shuning uchun hosil boʻlgan kristallar (choʻkmalar) sifati nazorat qilinmaydi. Shunga koʻra, hosil boʻlgan kristallarning oʻlchami talabga moslashtirilmagan, taqsimlanishi notekis va shakllari bir xil boʻlmaydi. Bunday tasodifiy choʻkkan kristallar jiddiy sifat muammolarini keltirib chiqaradi, chunki kristall oʻlchami, kristallarning taqsimlanishi va morfologiyasi choʻktirilgan zarrachalar sifatining hal qiluvchi mezonlaridir. Nazoratsiz kristallanish va choʻktirish sifatsiz mahsulotga olib keladi.
Yechim: ultratovush bilan ishlov berish orqali kristallanish va choʻktirish
Ultratovush yordamidagi kristallanish (sonokristallanish) va choʻktirish (sonochoʻktirish) jarayon sharoitlarini aniq nazorat qilish imkonini beradi. Ultratovush yordamida kristallanishning barcha muhim parametrlariga aniq taʼsir koʻrsatish mumkin – bu yadrolar hosil boʻlishi va kristallanishni nazorat qilishni taʼminlaydi. Ultratovush yordamida choʻktirilgan kristallar bir tekisroq oʻlcham va kubsimonroq morfologiyaga ega. Ultratovush yordamida kristallanish va choʻktirishning nazorat qilinadigan sharoitlari natijalarning yuqori takrorlanuvchanligini va kristallar sifatining doimiyligini taʼminlaydi. Kichik miqyosda erishilgan barcha natijalarni toʻliq chiziqli tarzda katta miqyosga oʻtkazish mumkin. Ultratovush yordamida kristallanish va choʻktirish laboratoriya hamda sanoat miqyosida kristall nanozarrachalarni ilgʻor usulda ishlab chiqarish imkonini beradi.
Ultratovush yordamida sintez qilingan perovskit nanokristallarining TEM tasviri: CH3NH3PbBr3 kvant nuqtalari (QDs), (a) ultratovush bilan ishlov berilgan va (b) ultratovush bilan ishlov berilmagan.
(Tasvir va tadqiqot: ©Chen et al., 2007)
Ultratovushli kavitatsiyaning kristallanish va choʻktirishga taʼsiri
Yuqori energiyali ultratovush toʻlqinlari suyuqlikka uzatilganda, almashinib turadigan yuqori bosim/past bosim sikllari suyuqlikda pufakchalar yoki boʻshliqlar hosil qiladi. Bu pufakchalar bir necha sikl davomida oʻsib, boshqa energiya yuta olmaydigan holatga yetadi va yuqori bosim siklida shiddat bilan qulaydi. Pufakchalarning bunday shiddatli ichkariga qulash hodisasi akustik kavitatsiya deb ataladi va juda yuqori haroratlar, yuqori sovish tezliklari, katta bosim farqlari, zarba toʻlqinlari hamda suyuqlik oqimchalari kabi mahalliy ekstremal sharoitlar bilan tavsiflanadi.
Ultratovushli kavitatsiya taʼsiri prekursorlarning juda bir jinsli aralashishini taʼminlab, kristallanish va choʻktirishni ragʻbatlantiradi. Ultratovush yordamida eritish oʻta toʻyingan eritmalar olishning yaxshi oʻzlashtirilgan usulidir. Jadal aralashtirish va buning natijasida yaxshilangan massa almashinuvi kristallanish yadrolarining paydo boʻlishini yaxshilaydi. Ultratovush zarba toʻlqinlari yadrolarning hosil boʻlishiga yordam beradi. Yadrolar qancha koʻp paydo boʻlsa, kristallar shuncha mayda boʻladi va ularning oʻsishi shuncha tez kechadi. Ultratovushli kavitatsiyani juda aniq nazorat qilish mumkinligi sababli kristallanish jarayonini ham nazorat qilish mumkin. Yadrolar hosil boʻlishiga tabiiy ravishda mavjud boʻlgan toʻsiqlar ultratovush kuchlari tufayli oson yengib oʻtiladi.
Bundan tashqari, ultratovush bilan ishlov berish ikkilamchi yadrolar hosil boʻlishi deb ataladigan jarayonda ham yordam beradi, chunki kuchli ultratovushli siljish kuchlari yirikroq kristallar yoki aglomeratlarni parchalab, aglomeratlarni ajratadi.
Ultratovush bilan ishlov berish reaksiya kinetikasini kuchaytirgani sababli ultratovush yordamida prekursorlarga dastlabki ishlov berishdan voz kechish mumkin.
Ultratovushli kavitatsiya kristallanish va choʻktirish jarayonlarini ragʻbatlantiradigan juda kuchli kuchlarni hosil qiladi
Ultratovush bilan ishlov berish orqali kristall oʻlchamiga taʼsir koʻrsatish
Ultratovush talablarga moslashtirilgan kristallarni ishlab chiqarish imkonini beradi. Ultratovush bilan ishlov berishning uchta asosiy varianti olinadigan mahsulotga muhim taʼsir koʻrsatadi:
- Dastlabki ultratovush bilan ishlov berish:
Oʻta toʻyingan eritmaga ultratovush toʻlqinlarini qisqa vaqt davomida qoʻllash kristallanish yadrolarining paydo boʻlishi va shakllanishini boshlashi mumkin. Ultratovush bilan ishlov berish faqat dastlabki bosqichda qoʻllangani sababli kristallarning keyingi oʻsishi toʻsiqsiz davom etadi va natijada yirikroq kristallar hosil boʻladi. - Uzluksiz ultratovush bilan ishlov berish:
Oʻta toʻyingan eritmani uzluksiz ultratovush bilan nurlantirish mayda kristallar hosil qiladi, chunki toʻxtovsiz ultratovush bilan ishlov berish koʻplab yadrolarni hosil qiladi va natijada koʻp sonli mayda kristallar oʻsadi. - Impulsli ultratovush bilan ishlov berish:
Impulsli ultratovush ultratovushni belgilangan vaqt oraliqlarida qoʻllashni anglatadi. Ultratovush energiyasining aniq nazorat qilinadigan uzatilishi kristallarning oʻsishiga taʼsir koʻrsatib, talablarga moslashtirilgan kristall oʻlchamini olish imkonini beradi.
Kristallanish va choʻktirish jarayonlarini yaxshilash uchun ultratovush bilan ishlov berish qurilmalari
Ultratovush yordamida kristallanish va choʻktirish jarayonlari davriy rejimda yoki yopiq reaktorlarda, oqim liniyasidagi uzluksiz jarayon sifatida yoki bevosita reaksiya joyida olib borilishi mumkin. Hielscher Ultrasonics laboratoriya va stol usti miqyosidagi tadqiqotlar uchun ham, sanoat ishlab chiqarishi uchun ham sizning muayyan ultratovush yordamida kristallanish va choʻktirish jarayoningizga aynan mos keladigan ultratovush bilan ishlov berish qurilmasini yetkazib beradi. Keng mahsulot assortimentimiz ehtiyojlaringizni qoplaydi. Barcha ultratovush qurilmalarini ultratovush pulsatsiyasi sikllariga sozlash mumkin – bu xususiyat kristall oʻlchamini talablarga moslashtirish uchun unga taʼsir koʻrsatish imkonini beradi.
Ultratovush yordamida kristallanishning afzalliklarini yanada oshirish uchun Hielscher oqim hujayrasining MultiPhaseCavitator qoʻshimchasidan foydalanish tavsiya etiladi. Ushbu maxsus qoʻshimcha prekursorni 48 ta ingichka kanyula orqali kiritishni taʼminlab, kristallanish yadrolarining dastlabki paydo boʻlishini yaxshilaydi. Prekursorlarni aniq dozalash mumkin, bu esa kristallanish jarayonini yuqori darajada nazorat qilish imkonini beradi.
Kristallanish jarayonlarini yaxshilash uchun MultiPhaseCavitator
Ultratovush yordamida kristallanish
- tez
- samarali
- aniq takrorlanadigan
- yuqori sifatli mahsulot
- yuqori mahsulot chiqishi
- nazorat qilinadigan
- ishonchli
- turli oʻrnatish variantlari
- xavfsiz
- boshqarish oson
- tozalash oson (CIP/ SIP)
- kam texnik xizmat talab qiladi
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:
| Davriy ishlov berish hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etiladigan qurilmalar |
|---|---|---|
| 0,5–1,5mL | n.a. | VialTweeter | 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | yuqoriroq | qurilmalar klasteri: UIP16000 |
Biz bilan bogʻlaning! / Bizga savol bering!
Oqim liniyasida kristallanish va choʻktirish uchun ultratovushli shisha reaktor
Adabiyotlar / Manbalar
- Gielen, B.; Jordens, J.; Thomassen, L.C.J.; Braeken, L.; Van Gerven, T. (2017): Agglomeration Control during Ultrasonic Crystallization of an Active Pharmaceutical Ingredient. Crystals 7, 40; 2017.
- Pameli Pal, Jugal K. Das, Nandini Das, Sibdas Bandyopadhyay (2013): Synthesis of NaP zeolite at room temperature and short crystallization time by sonochemical method. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 20, Issue 1, 2013. 314-321.
- Bjorn Gielen, Piet Kusters, Jeroen Jordens, Leen C.J. Thomassen, Tom Van Gerven, Leen Braeken (2017): Energy efficient crystallization of paracetamol using pulsed ultrasound. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, Volume 114, 2017. 55-66.
- Szabados, Márton; Ádám, Adél Anna; Kónya, Zoltán; Kukovecz, Ákos; Carlson, Stefan; Sipos, Pál; Pálinkó, István (2019): Effects of ultrasonic irradiation on the synthesis, crystallization, thermal and dissolution behaviour of chloride-intercalated, co-precipitated CaFe-layered double hydroxide. Ultrasonics Sonochemistry 2019.
- Deora, N.S.; Misra, N.N.; Deswal, A.; Mishra, H.N.; Cullen, P.J.; Tiwari B.K. (2013): Ultrasound for Improved Crystallisation in Food Processing. Food Engineering Reviews, 5/1, 2013. 36-44.
- Jagtap, Vaibhavkumar A.; Vidyasagar, G.; Dvivedi, S. C. (2014): Solubility enhancement of rosiglitazone by using melt sonocrystallization technique. Journal of Ultrasound 17/1., 2014. 27-32.
- Luque de Castro, M.D.; Priego-Capote, F. (2007): Ultrasound-assisted crystallization (sonocrystallization). Ultrasonics Sonochemistry 14/6, 2007. 717-724.
- Sander, John R.G.; Zeiger, Brad W.; Suslick, Kenneth S. (2014): Sonocrystallization and sonofragmentation. Ultrasonics Sonochemistry 21/6, 2014. 1908-1915.
Bilishga arziydigan maʼlumotlar
Kuchli ultratovush toʻlqinlarini suyuqliklarga, suyuqlik–qattiq modda va suyuqlik–gaz aralashmalariga qoʻllash materialshunoslik, kimyo, biologiya va biotexnologiyadagi koʻplab jarayonlarga yordam beradi. Qoʻllanish sohalarining xilma-xilligi kabi, ultratovush toʻlqinlarini suyuqliklar yoki suspenziyalarga uzatish ham ultratovush bilan ishlov berish jarayonini ifodalovchi turli atamalar bilan nomlanadi. Keng tarqalgan atamalar quyidagilardir: sonikatsiya, ultrasonikatsiya, sonifikatsiya, ultratovush bilan nurlantirish, insonatsiya, sonorizatsiya va insonifikatsiya.
Hielscher Ultrasonics yuqori unumdorlikdagi ultratovushli gomogenizatorlarni laboratoriya oʻlchamidan sanoat oʻlchamigacha ishlab chiqaradi.