Ultratovush yordamida katalitik ekstraksiya

Hielscher ultratovush reaktorlari katalitik ekstraksiyani qayta ishlash (CEP) yoki fazali uzatish (PTE) deb ataladigan yordam berish va yaxshilash uchun ko'plab sohalarda qo'llaniladi. Katalitik ekstraksiya suyuqlik-suyuqlik yoki suyuq-qattiq kabi bir-biriga aralashmaydigan bir xil bo'lmagan fazalar tizimini o'z ichiga oladi. Ultrasonik yuqori kesish va kavitatsion kuchlar erigan moddalarning erish tezligini sezilarli darajada yaxshilaydi, bu esa tezroq va to'liqroq ekstraksiyaga olib keladi. Bundan tashqari, bu ta'sir ishlatiladigan erituvchi yoki kislota miqdorini kamaytirish uchun ishlatilishi mumkin. Tasdiqlangan usul sifatida ultratovush yordamida ekstraksiya ekstraksiya muddatini qisqartirish va organik erituvchi iste'molini kamaytirish bilan ekologik toza ekstraksiya usullariga talab ortib borayotganligi sababli tobora ko'proq foydalanilmoqda.

Katalitik ekstraksiya/fazali uzatish ekstraksiyasi – Asoslar

Atama “Katalitik ekstraksiyani qayta ishlash (CEP) yoki fazali uzatish ekstraktsiyasi (PTE) tahliliy moddalarni ekstraktsiyalash va olib tashlashga qaratilgan bo'lsa, suyuqlik-suyuqlik yoki qattiq-suyuqlik taqsimotini tavsiflaydi. Shuning uchun suyuq yoki qattiq erituvchini erituvchiga (suyuq faza) tarqatish/emulsiyalash kerak. Muddati bo'yicha “ekstraktor” faqat erituvchidagi faol modda tasvirlangan (ya'ni bir hil "organik faza"’ asosan erigan moddani suvli moddadan o'tkazish uchun javobgar bo'lgan ekstraktor, suyultiruvchi va/yoki modifikatorni o'z ichiga oladi.’ "organik" ga’ bosqichi. [IUPAC]. Olingan maqsadli moddaga ekstrakt deyiladi.
Sokslet ekstraktsiyasi, maseratsiya, mikroto'lqinli pech, perkolatsiya, qayta oqim va bug 'distillash ostida ekstraksiya yoki turbo-ekstraktsiya kabi an'anaviy ekstraksiya usullari ko'pincha sekin va samarasiz va/yoki ko'p miqdorda xavfli erituvchilarni talab qiladi, bu esa ko'p xarajat va ko'p vaqt talab qiladigan jarayonga olib keladi. bu atrof-muhitga zararli.
Ultratovush an'anaviy ekstraksiya usullariga isbotlangan muqobil bo'lib, kamroq yoki xavfli erituvchilarsiz tezroq va to'liqroq ekstraktsiyani ta'minlaydi! Ultratovush - bu yashil, ekologik jihatdan qulay ishlov berishning kuchli usuli.

Ultratovush yordamida katalitik ekstraksiya qilish printsipi

Moddani ajratib olish uchun bir-biriga aralashmaydigan fazalarni aralashtirish kerak, shunda olinadigan modda tashuvchi fazadan erituvchi fazaga eriydi. Ko'pincha fazali ekstraktsiyalar dispers fazadan uzluksiz fazaga o'tkaziladi, ya'ni tomchilar va zarralar erituvchiga bir hil tarzda tarqalishi kerak.
Quvvatli ultratovush - bu ekstraktsiya jarayoniga bir nechta ijobiy ta'sir ko'rsatadigan taniqli aralashtirish va ekstraksiya texnologiyasi:

Ultrasonik ekstraktsiyaning afzalliklari:

• chegara qatlamlarini buzish
• van-der-Vaals kuchlarini yengish
• to'yinmagan suyuqlikni aloqa yuzasiga o'tkazing
• transfer agentlariga bo'lgan ehtiyojni kamaytirish yoki yo'q qilish
• vaqtni, haroratni va/yoki konsentratsiyani kamaytirish
• to'liq to'yinganlik uchun zarur bo'lgan hajmga nisbatan kamroq ortiqcha
• tozalanadigan kamroq hajm (masalan, distillash, bug'lanish, quritish orqali)
• doimiy aralashtiriladigan reaktorlar yo'q (CSR)
• quvvatni tejash
• paketlash yo'q, lekin inline ishlov berish
• kamroq kislotali yoki arzonroq erituvchidan foydalaning
• erituvchilardan saqlaning, o'rniga suvli foydalaning
• yuqori qattiq konsentratsiyali yoki yuqori viskoziteli atalalarni qayta ishlash
• yashil ishlov berish: ekologik toza
• organik kislotalardan foydalaning, masalan, olma kislotasi yoki limon kislotasi
• ko'p bosqichli ekstraksiya jarayonlaridan qoching

suyuqlik-suyuqlik ekstraktsiyasi

An'anaviy jarayon: Suyuq-suyuqlik ekstraktsiyasi - bu moddalarga asoslangan holda moddalarni bir suyuq fazadan boshqa suyuq fazaga ajratish usuli.’ ikki xil aralashmaydigan suyuqlik fazalarida nisbiy eruvchanlik. Ultrasonikadan foydalanish erigan moddaning yuqori ishlash ko'rsatkichlari bilan ikki faza o'rtasida o'tish tezligini yaxshilaydi aralashtirish, Emulsiyalash, va erituvchi!
Suyuq-suyuqlik ekstraktsiyasi - bu organik erituvchi yordamida suvli eritmadan qimmatli komponentlarni ajratib olish va konsentratsiyalash uchun ajratish usuli. Suyuq-suyuqlik ekstraktsiyasi ko'pincha boshqa ajratish usullari (masalan, distillash) samarasiz bo'lganda qo'llaniladi. Suyuq-suyuq ekstraktsiya farmatsevtikada qo'llaniladi & organik va noorganik kimyo, neft-kimyo va gidrometallurgiya uchun kosmetika (faol birikmalar, API, xushbo'y moddalar), shuningdek oziq-ovqat va qishloq xo'jaligi sanoati.

Muammo: Umumiy muammo suyuqlik fazalarining aralashmasligi (erituvchi va suyultiruvchi aralashmaydi), shuning uchun to'g'ri aralashtirish usuli talab qilinadi. Ikkala suyuq fazaning bir tekis aralashishi suyultiruvchi va erituvchi o'rtasidagi faza almashinuvini ta'minlaganligi sababli, ishonchli disperslash yoki emulsifikatsiya qilish usuli juda muhimdir. Aralashma qanchalik nozik bo'lsa va ikkala faza orasidagi aloqa maydoni qanchalik baland bo'lsa, erituvchi bir suyuqlik fazasidan ikkinchi suyuqlik fazasiga shunchalik yaxshi o'tishi mumkin. An'anaviy ekstraksiya jarayonlari asosan massa o'tkazuvchanligini ta'minlamaydi, shuning uchun ekstraksiya jarayoni sekin va ko'pincha to'liq bo'lmaydi. Ekstraksiyani yaxshilash uchun ko'pincha haddan tashqari miqdorda erituvchi ishlatiladi, bu jarayonni qimmat va atrof-muhitni ifloslantiradi.
 

 
Yechim: Ultrasonik suyuqlik-suyuqlik ekstraktsiyasi turli nuqtalarda an'anaviy suyuqlik-suyuqlik ekstraktsiya usullaridan ustundir:
Quvvatli ultratovush ikki yoki undan ortiq suyuqlik fazalarini ishonchli va osonlik bilan birlashtiradi. Ultrasonikatsiya orqali tomchilarni nano-o'lchamga kamaytirish mumkin, shuning uchun yaxshi mikro- va nano-emulsiyalar olinadi. Shunday qilib, hosil bo'lgan kavitatsion kuchlar suyuqlik fazalari orasidagi massa almashinuvini ta'minlaydi. Sonikatsiya uzluksiz inline-tizimda ishlashi mumkinligi sababli, katta hajmlar va yuqori yopishqoq suyuqliklar muammosiz hal qilish mumkin.
Bundan tashqari, mikro ekstraksiya, masalan, analitik maqsadlarda, sonikatsiya orqali ham yaxshilanishi mumkin (masalan, ultratovush emulsifikatsiyasi bilan ionli suyuqlik asosidagi mikro ekstraktsiya).

Ultrasonik ekstraktsiyaning afzalliklari:
Kuchli ultratovush kuchlari – past chastotali/yuqori quvvatli ultratovush yordamida ishlab chiqariladi – yordam beradi

• tomchilarni qayta shakllantirish
• emulsiya o'tkazuvchi vositalar yoki amfifil katalizatorlardan saqlaning
• yuvish vositalari yoki sirt faol moddalardan foydalanishdan saqlaning
• amfifil katalizatorlar, yuvish vositalari yoki sirt faol moddalardan saqlaning
• sirt faol moddalar qatlamlarisiz turbulent beqaror emulsiyalar hosil qiladi

Ultrasoniklar tomonidan yaxshilangan qattiq-suyuqlik ekstraktsiyasi

Qattiq-suyuqlik ekstraktsiyasi yoki qattiq fazali ekstraktsiya (SPE) maqsadi suyuq aralashmada erigan yoki to'xtatilgan tahlil qiluvchi moddalarni ajratish va ularni fizik va kimyoviy xossalariga ko'ra matritsadan ajratishdir. Shuning uchun, izolat tegishli erituvchi yordamida sorbenlardan elutsiya qilinadi. Olingan moddaga elute deyiladi.
An'anaviy SPE usullari - bu maseratsiya, sokslet ekstraktsiyasi, perkolatsiya, reflyuks va bug' distillash kombinatsiyasi yoki yuqori tezlikda aralashtirish / turbo-ekstraktsiya. Qattiq-suyuqlik ekstrakti biologiya, kimyo, shuningdek oziq-ovqat, farmatsevtika va kosmetika sanoatida birikmalarni ajratishning keng tarqalgan usuli hisoblanadi. Metalllarni qazib olish yuvish deb ham ataladi.
Muammo: An'anaviy SPE texnikasi ko'p vaqt talab qiluvchi sifatida tanilgan va asosan atrof-muhit uchun xavfli va ifloslantiruvchi nisbatan katta miqdordagi erituvchilarni talab qiladi. Yuqori jarayon harorati hatto termal sezgir ekstraktlarni yo'q qilishga olib kelishi mumkin.
Yechim: Ultratovush yordamida qattiq-suyuqlik ekstraktsiyasi bilan an'anaviy SPEning umumiy muammolarini odatda engib o'tish mumkin. Sonikatsiya erituvchi fazada qattiq moddalarning nozik taqsimlanishini ta'minlaganligi sababli, maqsadli moddaning erituvchiga massa o'tkazilishi yaxshilanishi uchun kattaroq interfasial chegara mavjud. Bu erituvchidan foydalanish kamaygan yoki butunlay yo'q qilingan holda tezroq va to'liq ekstraksiyaga olib keladi (o'rniga suyuq faza sifatida suvdan foydalaning). Quvvatli ultratovushni qo'llash orqali qattiq fazali ekstraksiya yanada samarali, iqtisodiy va atrof-muhitga zarar etkazishi mumkin. Ifloslantiruvchi yoki xavfli erituvchilarning kamayishi yoki oldini olish tufayli ultratovushli ekstraksiya ekologik toza deb hisoblanishi mumkin. Yashil jarayon. Iqtisodiy jihatdan energiya, erituvchi va vaqtni tejash hisobiga jarayon xarajatlari kamayadi.

ultratovushli erituvchi ekstraktsiyasi

Erituvchi bilan ekstraksiya qilingan taqdirda, erituvchi (masalan, organik erituvchi) birikmani boshqa suyuqlikdan (masalan, suvli faza) eritish va ajratish uchun ishlatiladi. Odatda, qutbli eritmalar ko'proq qutbli erituvchida eriydi va kamroq qutbli erituvchida kamroq qutbli eritmalar eriydi. Erituvchi ekstraktsiyadan foydalanib, asetonitril yoki boshqa qutbli erituvchilar yordamida oksidlangan tiofenlarni (sulfoksidlar, sulfonlar) yog 'fazasidan ajratish mumkin. Uran, plutoniy yoki toriy kabi materiallarni kislota eritmalaridan triorganofosfatga ajratib olish uchun erituvchi ekstraktsiya ham qo'llaniladi.N-butilfosfat (PUREX jarayoni).
Erituvchidan foydalanishni kamaytiring: Ultrasonikadan foydalanish jarayonda erituvchilardan foydalanishni minimallashtiradi va erituvchidagi mahsulot yukini optimallashtiradi. Bundan tashqari, tezroq va to'liqroq ekstraktsiyaga olib keladi.
Ultratovush yordamida oksidlovchi desulfurizatsiya haqida ko'proq o'qish uchun shu yerni bosing!

Ultratovush yordamida Sokslet ekstraktsiyasi

Soxhlet ekstraktsiyasi sintetik va analitik laboratoriyalarda tez-tez ishlatiladigan qattiq-suyuqlik ekstraktsiyasi usulidir. Soxlet ekstraktsiyasi, asosan, moddaning erituvchida faqat cheklangan eruvchanligiga ega bo'lsa va nopoklik bu erituvchida erimaydigan bo'lsa qo'llaniladi.
Ultratovushni Soxhlet ekstraktsiyasi bilan juda muvaffaqiyatli birlashtirish mumkin, natijada hosildorlikni oshiradi va ekstraksiya vaqtini qisqartiradi.
Ultratovush yordamida Soxhlet ekstraktsiyasi haqida ko'proq ma'lumot olish uchun bu yerni bosing!

Sonication yordamida eritmalarda ekstraksiya

Suyuq-suyuq ekstraktsiyalar suyuq fazalardan biri yoki ikkalasi ham eritilgan, masalan, erigan tuzlar yoki erigan metallar, masalan, simob bo'lgan aralashmalarda amalga oshirilishi mumkin. Ultrasonik oqim hujayra reaktorlarida kuchli inline sonikatsiya hatto eritmalar kabi yuqori yopishqoqlikka ega suyuqliklarni qayta ishlashga imkon beradi.

Ultratovush yordamida yuvish

Yuvish inert erimaydigan qattiq tashuvchidan erigan moddani tanlab eritish uchun kislotalar, erituvchilar yoki issiq suvdan foydalanishni tavsiflaydi. Konchilikda rudalardan metallarni ajratib olish uchun ko'pincha yuvish usuli qo'llaniladi.
Ultrasonik yuvishning afzalliklari:

• gözenekli materiallarning kichik teshiklarini yuving
• membranalarning selektivligini engish
• qattiq moddalarni yo'q qilish, qattiq moddalarni delaminatsiyalash va deaglomeratsiya qilish
• passiv qatlamlarni olib tashlash
• oksidi qatlamlarini olib tashlash
• barcha materiallar yuzasini namlash, ayniqsa yuqori sirt taranglikdagi suyuqliklar uchun
• kesishning yupqalashishi

Ultrasonik yuvish haqida ko'proq ma'lumot olish uchun shu yerni bosing!

Har qanday ishlab chiqarish hajmi uchun Hielscher Sonicators

Laboratoriyada, dastgohda va ishlab chiqarish miqyosida sonication: Barcha Hielscher ultratovush qurilmalari 24 soat / 7 kun ishlash uchun qurilgan, hatto ultratovushli laboratoriya gomogenizatorlari ham ommaviy yoki oqim rejimida katta hajmlarni qayta ishlashlari mumkin. Stol usti va sanoat ultratovush apparatlari sanoat darajasida ishlab chiqilgan va qurilgan, shunda yuqori hajmlar va yuqori yopishqoqlik muammosiz qayta ishlanishi mumkin. – yuqori bosim va yuqori harorat kabi talabchan sharoitlarda ham (masalan, o'ta kritik CO2 bilan birgalikda, ekstruziya jarayonlari uchun va hokazo). Hielscher ning mustahkam ultrasonikatorlari erituvchilar, abraziv suyuqliklar va korroziv moddalar bilan ishlashga qodir. Tegishli aksessuarlar ultratovush tizimini ekstraktsiya jarayoni talablariga optimal moslashtirishga imkon beradi. Xavfli muhitda o'rnatish uchun ATEX yoki FM nominaliga ega portlashdan himoyalangan ultratovush tizimlari mavjud.
Shunday qilib, Hielscher mustahkam va kuchli sonikatorlari va aksessuarlarning keng assortimenti issiq suv / suyuqliklar, kislotalar, metall eritmalari, tuz eritmalari, erituvchilar (masalan, metanol, geksan; organik, qutbli erituvchilar, masalan, asetonitril) kabi materiallarni ultratovush qilish imkonini beradi.

Oqim diagrammasi: ultratovushli fazani uzatishning bosqichlari