Ultrasonik yordamidagi Katalitik ekstraksiya

Hielscher ultratovush reaktorlari katalizatorli ekstraktsion ishlov berish (YSÖP) yoki "faza-uzatish" (PTE) deb ataluvchi yordamni va yaxshilash uchun ko'plab sohalarda qo'llaniladi. Katalitik ekstraktsiya suyuq-suyuq yoki suyuq-qattiq kabi heterojen aralashmaydigan faz tizimini o'z ichiga oladi. Ultrasonik yuqori kesish va kavitatsion kuchlar tez va to'liqroq ekstraktsiyaga olib keladigan darajada eruvchan eritmalarni oshiradi. Bundan tashqari, bu ta'sir, ishlatiladigan solvent yoki kislota miqdorini kamaytirish uchun foydalanish mumkin. Tekshirilgan texnika sifatida, ultratovush orqali ajratib olinadigan ekstraksiya ekologik ekstraktsion texnikaga qisqartirilgan ekstraksiya vaqtiga va organik solvent iste'molini kamaytirishga bo'lgan talab ortib borayotganligi sababli tobora ortib borayotir.

Katalitik ekstraktsiya / o'zgarishlar klubi ekstrakti - asoslari

Atama “Katalitik ekstraksiya ishlovi (YSÖP) yoki Faza klubi ekstrakti (PTE) analitlarni chiqarib olish va chiqarib tashlash vaqtida suyuq-suyuqlik yoki qattiq-suyuqlik taqsimotini tavsiflaydi. Shuning uchun, suyuq yoki qattiq seyreltici çözücüye (suyuq o'zgarishlar) tarqalgan / emülsifiye kerak. Vaqti bo'yicha “ekstrektor” faqat hal qiluvchi ichidagi faol moddalar (masalan, bir hil «organik faz»’ bu erituvchi, seyreltici va / yoki modifiyerni o'z ichiga oladi) asosan suvli eritma eritmasidan’ "organik" ga’ faza. [IUPAC]. Ishlab chiqariladigan maqsadli modda ekstrakti deb ataladi.
Soxshlet ekstrakti, makeratsiya, mikroto'lqinli pecholk, perkolasyon, refluz va bug' distillashlari ostida qazib olish yoki turbo-chiqarish kabi an'anaviy ekstraksiya usullari odatda asta-sekin va samarasiz va / yoki yuqori miqdorda xavfli erituvchilarni talab qiladi, natijada arzon va vaqt sarflaydigan jarayon bu atrof-muhit uchun zararli.
Ultrasound oz miqdorda yoki xavfli hal qiluvchi bilan tezroq va to'liqroq ekstraktsiyani ta'minlaydigan an'anaviy ekstraktsion usullarga tasdiqlangan muqobildir! Ultrasound - bu yashil, ekologik jihatdan qulay ishlov berish uchun kuchli usul.

Ultrasonik yordamchi katalitik ekstraktsiya printsipi

Bir modda ekstraktsiyasini olish uchun aralashmagan fazalarni aralashtirish kerak, shunda chiqariladigan moddalar tashuvchisiz fazadan solvent fazasiga erishi mumkin. Ko'pincha faza-o'tkazish ekstraktlari dispers fazadan doimiy fazaga o'tkaziladi, ya'ni tomchilar va zarrachalarning hal qiluvchi ichida bir hil tarzda tarqalishi kerak.
Quvvatli ultratovush ekstraksiya jarayoniga bir nechta ijobiy ta'sir ko'rsatadigan mashhur aralashtirish va ekstraksiya texnologiyasidir:

Yaxshilangan reaksiya kinetikasi
Tashuvchining (sorbens) va solventli aralashmasi
Ikki faza orasidagi interfeyslarni ko'paytirish
oshdi ommaviy uzatish
Zarrachalar sirtidan passivatatsion qatlamlarni olib tashlash
Tarmoqning uzilishi & Parchalanish
Yuqori rentabellikka olib keladigan qo'shimcha to'liq ekstraksiya
Oddiy & operatsiyani saqlash
Yashil jarayonlar: ekologik jihatdan qulay

Ultrasonik kavitaning ish printsipi

Yuqorida keltirilgan ultratovushning ekstraktsiya jarayonlarida ustunliklari ultratovush ta'siriga bog'liq Kavitasyonun. Qudratli ultratovush to'lqinlari suyuq muhitga ulanganda, to'lqinlar yuqori bosimli / past bosimli sikllar hosil qiladi. Past bosim davrlarida sonikulyar suyuqlikda kichik pufakchalar yoki bo'shliqlar paydo bo'ladi. Bu kabarcıklar, bir necha past bosimli tsikllardan ko'proq o'sib chiqmaguncha, ular ko'proq energiya sarflay olmaydi. Baloncuklar maksimal energiya sarflanish bosqichini qo'lga kiritganlarida, ular yuqori bosim aylanish jarayonida zo'ravonlik bilan qulaydi. Pufakchalar portlashi mahalliy darajada juda yuqori harorat (taxminan 5000K), juda yuqori bosim (taxminan 2000tm), juda yuqori sovutish tezligi va 280m / s (taxminan 630mph) . Ushbu hodisa deyiladi Kavitasyonun. Ushbu o'ta sharoiti ultrasonicatsiyani suyuq ishlov berish uchun kuchli va ko'p qirrali usulni yaratadi.
Ekstraksiyon maqsadlarida ultrasonik kavitasyon sohasida ikki faza zich ravishda aralashtiriladi. Damlacıklar va zarralar submikronga va nano-o'lchovlarga bo'linadi. Bu esa, bir bosqichdan ikkinchisiga yaxshilangan massa o'tkazish uchun kengaytirilgan sirtlarni ishlab chiqadi. Ikki faza orasidagi kengaytirilgan interfeys, ekstraksiya uchun kengaygan aloqa sirt maydoniga olib keladi va shunday qilib massa uzatish fazli chegara ichidagi sokin suyuqlik qatlamlarini olib tashlash uchun kuchayadi. Zarrachalar sirtidan o'tkazib yuboriladigan qatlamlarni olib tashlash natijasida massa o'tkazilishi yanada oshadi. Hujayralar va to'qimalardan biologik moddalarni olish uchun ultratovushli hujayra uzilishlari orqali massa uzatishni oshiradi. Bularning barchasi yanada yuqori rentabellikga olib keladigan to'liq ekstraktsiyaga olib keladi.

Ultrasonik ekstraksiyaning afzalliklari:

chegara chegara qatlamlari
Van-Der-Waals kuchlarini engib o'tish
to'yinmagan suyuqlikni aloqa yuzasiga harakatlantiring
transfer agentlariga bo'lgan ehtiyojni kamaytirish yoki yo'q qilish
vaqtni, haroratni va / yoki kontsentratsiyani kamaytirish
to'liq to'yinganlik uchun zarur bo'lgan hajmdan kamroq ortiqcha
oz miqdorda tozalanishi kerak (masalan distillash, bug'lanish, quritish)
uzluksiz aralashtirilgan reaktorlarni (KSS)
quvvatni tejash
satrdan-satrga ishlov berish yo'q
kam kislotali yoki arzon solventlardan foydalaning
solventlardan qoching, buning o'rniga suvli foydalaning
yuqori qattiq konsentrasiyalarni yoki yuqori viskoziteyli bulg'orlarni qayta ishlash
yashil ishlov berish: ekologik jihatdan qulay
molik kislota yoki limon kislotasi kabi organik kislotalardan foydalaning
ko'p bosqichli ekstraksiya jarayonlaridan qochish

Oliy kuch ultratovush yuqori hosildorligi va tezroq qayta ishlash natijasida komponentlar ajratib olish uchun tasdiqlangan tekniktir (Kattalashtirish uchun bosing!)

Sonication bilan tez va samarali extraction

Ultrasonik ekstraktsiya uchun:

Biologiya
Kimyo
Ovqat & Pharma
Tahlil
yadroviy qayta ishlash
kon sohasidagi dasturlar
Desulfurizatsiya
organik birikmalar
geokimyo
tozalash

Suyuq-suyuq ekstraksiya

An'anaviy jarayon: Suyuq-suyuqlik ekstrakti moddalar ikki xil aralashmagan suyuqlikli fazalardagi moddalarning nisbatan eruvchanligi asosida bir suyuqlik fazasidan boshqa suyuqlik faza moddalarini chiqarib olish uchun ajratish usuli hisoblanadi. Ultrasonikani qo'llash eritmaning ikki faza orasida yuqori ishlashi bilan almashinadigan darajani oshiradi aralashtirish, Emulsifikatsiyava tarqatib yuborish!
Suyuq-suyuqlik ekstraktsiyasi qimmatli komponentlarni suvli eritmadan organik erituvchi yordamida izolyatsiya qilish va konsentratlash uchun ajratish texnikasi. Suyuq-suyuqlik ekstrakti ko'pincha boshqa ajratish texnikasi (masalan distillash) samarasiz bo'lganda qo'llaniladi. Suyuq-suyuqlik ekstrakti farmatsevtikada qo'llaniladi & organik va noorganik kimyo, neft-kimyo sanoati va gidrometallurgiya uchun kosmetik (faol moddalar, APIlar, hidlar), shuningdek, oziq-ovqat va qishloq xo'jaligi sanoati.

muammo: Umumiy muammo - suyuqlikning turli bosqichlari (solvent va seyreltici aralashmagan) ning aralashmasligi, shuning uchun to'g'ri aralashtirish usuli talab etiladi. Har ikki suyuqlikning fazalarini bir-biriga aralashtirish jarayoni seyreltici va hal qiluvchi o'rtasida o'zgarishlar o'tkazilishini ta'minlaydi, ishonchli dispersan yoki emulsifikatsiya usuli juda muhimdir. Har ikki faza orasidagi aralashma qanchalik nozik bo'lsa va u qanchalik baland bo'lsa, unda erituvchi bir suyuqlik fazasidan boshqa suyuqlik fazasiga borishi mumkin. Oddiy ekstraksiya jarayonlari ko'pincha ommaviy uzatishni ilgari surmasligi uchun, ekstraksiya jarayoni sekin va ko'pincha to'liq emas. Ekstraktsiyani yaxshilash uchun ko'pincha ortiqcha miqdordagi hal qiluvchi qo'llaniladi va bu jarayon qimmat va atrof muhitni ifloslantiradi.

Biznes: Ultrasonik suyuq-suyuqlik ekstrakti turli xil nuqtalarda an'anaviy suyuqlik-suyuqlik ajratish texnikasidan ustunlik qiladi:
Quvvatli ultratovush vositasi ikki yoki undan ortiq suyuq fazalarni ishonchli va osonlik bilan birlashtiradi. Ultrasonikatsiya orqali naycha hajmini kamaytirish uchun tomchilarni kamaytirish mumkin mikro-va nano-emulsiyalar olinadi. Shunday qilib, ishlab chiqarilgan kavitatsion kuchlar suyuqlik fazalari orasidagi massa almashishni ta'minlaydi. Sonication uzluksiz inline-tizimda ishlasa, katta hajmi va yuqori viskoz suyuqliklar muammolarsiz ishlash mumkin.
Bundan tashqari, mikroto'lqinlar, masalan, analitik maqsadlar uchun, ultrasonik emulsiya bilan ionli suyuqlik asosli mikro-ekstraktsiya bilan ham sonikatsiya orqali yaxshilanishi mumkin.

Kuchli ultratovush kuchlari qazib olish bo'yicha taniqli va ishonchli texnikasi bo'lgan (Kattalashtirish uchun bosing!)

suyuqlik ultratovush kavitasyon

Ultrasonik ekstraksiyaning afzalliklari:
Kuchli ultratovush kuchlari – past chastotali / yuqori quvvatli ultratovush orqali yaratilgan – yordam beradi

damlatgichlarni qayta shakllantirish
emulsion klubi agentlari yoki amfiphillik katalizatorlardan qoching
detarjan yoki sirt faol moddalardan foydalanishdan qoching
amphiphillic katalizorlardan, deterjanlardan yoki sirt faol moddalardan saqlaning
sirt faol qatlamsiz turbulent beqaror emulsiyalar hosil qiladi

Ultratovush nozik o'lchovli emulsifikatsiya qilish uchun samarali vosita bo'lib, suyuq-suyuqlik faza transferini olishning katalitik ekstraksiya jarayoniga yordam beradi.

ultratovush Emülsifikasyon

Qattiq-suyuqlik ekstrakti

Qattiq-suyuqlik ekstraktsiyasining yoki qattiq-fazali ekstraktsiyaning maqsadi (SPE) suyuqlik aralashmasida eriydi yoki suspenziyalangan analitlarni ajratish va ularning fizik va kimyoviy xususiyatlariga ko'ra matritsadan ajratishdir. Shuning uchun, izolyatsiya mos hal qiluvchi yordamida sorbenlardan ajratiladi. Olingan modda elute deb ataladi.
An'anaviy SPE metodlari - makeratsiya, soxxlet ekstrakti, perkolatsiya, reflü va bug distillashining birikmasi yoki yuqori tezlikda aralashtirish / turbo-chiqarish. Qattiq-suyuqlik ekstrakti biologiya, kimyo, shuningdek, oziq-ovqat, farmatsevtika va kosmetika sanoatida aralashmalarni ajratishning umumiy usuli hisoblanadi. Metall ekstraksiya ham sho'r yuvish deb nomlanadi.
muammo: An'anaviy SPE metodlari vaqt talab qiluvchi sifatida ma'lum va ko'pincha ekologik jihatdan xavfli va ifloslantiruvchi nisbatan katta miqdorda erituvchilarni talab qiladi. Oliy jarayonlar harorati hatto issiqlikka sezgir ekstraktlarning yo'q qilinishiga olib kelishi mumkin.
Biznes: Ultrasonik yordamchi qattiq-suyuqlik ekstraktsiyasi bilan an'anaviy SPEning umumiy muammolari odatda echilishi mumkin. Sonication solventsiyali fazada qattiq moddalarni taqsimlashni ta'minlaganligi sababli, maqsadli moddaning solventga massa o'tkazilishi yaxshilanadi, shuning uchun katta interfeys chegarasi mavjud. Bu esa, tezroq va to'liqroq ekstraksiyaga olib keladi, holbuki, bu hal qiluvchi foydalanishni qisqartiradi yoki butunlay qochishadi (buning o'rniga suvni suyuqlik sifatida ishlatish kerak). Quvvatli ultratovushni qo'llash orqali qattiq fazani qazib olish yanada samaraliroq, iqtisodiy va atrof muhitga zarar etkazishi mumkin. Atrof muhitni ifloslantiruvchi yoki xavfli erituvchilarni kamaytirish yoki oldini olish oqibatida ultratovushli ekstraktsiya ekologik jihatdan qulay yashil jarayon. Iqtisodiy jihatdan, energiya, solvent va vaqtni tejashga bog'liq jarayon xarajatlari kamayadi.

hal qiluvchi chiqarish

Hal qiluvchi ekstraktsiya qilishda, aralashmani boshqa suyuqlikdan (masalan, suvli o'zgarishlar) eritib ajratish uchun bir hal qiluvchi (masalan, organik erituvchi) ishlatiladi. Odatda, kutupsal solutlar ko'proq qutb solventsiyasida eriydi, va kamroq qutb solventsida kamroq qutbli eritmalar. Solventli ekstraksiyadan foydalanib, oksidlangan tifofenlarni (sulfoksidlar, sülfonlarning) asetonitril yoki boshqa qutbli solventlar yordamida yog 'fazasidan ajratish mumkin. Solventsiya ekstrakti shuningdek kislotali eritmalardan uran, plutonyum yoki toryum kabi organik fosfat tri-n-butil fosfat (PUREX jarayoni).
Solventingizdan foydalanishni kamaytiring: Ultrasonikadan foydalanish jarayonda eritgichlardan foydalanishni kamaytiradi va mahsulotning yukini solventda optimallashtiradi. Bundan tashqari, tezroq va to'liqroq ishlab chiqarishga olib keladi.
Ultrasonik Yordamchi Oksidlanish Desulphurisation haqida batafsil ma'lumot olish uchun shu erni bosing!

Ultrasonik sifatida yordam bergan Soxhlet ekstraksiyonu

Soxhlet ekstrakti - tez-tez ishlatiladigan sintetik va analitik laboratoriyalarning qattiq-suyuqlik ekstraktsiyasi. Soxhlet ekstrakti, asosan, biror modda hal qiluvchi ichida cheklangan piksellar soniga ega bo'lsa va bu aralashmaning hal qiluvchi ichida erimaydi.
Ultrasaj juda muvaffaqiyatli Soxhlet ekstrakti bilan birlashtirilishi mumkin, natijada hosilning rentabelligi va ekstraktsiya vaqtini qisqartirish mumkin.
Ultrasonik yordamchi Soxhlet ekstrakti haqida ko'proq bilib olish uchun bu erga bosing!

Erlarda ekstraksiya

Suyuq-suyuq ekstraktsiyalar aralashmalarda bajarilishi mumkin, bunda suyuq yoki faza eritilgan tuzlar yoki simob singari erigan metallar singari eriydi. Ultrasonik oqim hujayrali reaktorlarda kuchli inline sonikatsiya, eritmalar kabi yuqori yopishqoqliklarga ega bo'lgan suyuqliklarni ham qayta ishlashga imkon beradi.

tanlab eritmaga o'tkazish

Suyuqlik kislota, erituvchi yoki issiq suvdan foydalanib, eritmani qat'iy eruvchan qattiq tashuvchidan chiqaradi. Sug'orish metallardan rudalarni qazib olish uchun ko'pincha konchilikda ishlatiladi.
Ultrasonik suv bilan yuvish foydasi:

gözenekli materiallarning kichik deliklerini yuvib tashlang
membranalar tanlovini engib o'tish
qattiq moddalarni yo'q qilish, qattiq moddalarni delaminatsiyalash va deaglomeratalash
passiv qatlamlarni olib tashlash
Oksid qatlamlarini olib tashlash
ayniqsa, yuqori sirt tarangligini suyuqliklar uchun barcha moddiy yuzalar nam
kesish

Ultrasonik sho'r yuvish haqida ko'proq bilib olish uchun shu erni bosing!

Har qanday o'lchov uchun Hielscher uskunalar

Laboratoriya, dastgoh-yuqori va ishlab chiqarish shkalasida sonikatsiya
Barcha Hielscher ultratovush qurilmalari 24 soat / 7d ishlatish uchun qurilgan, hatto ultrasonik laboratoriya homogenizatorlar ham ommaviy yoki oqim rejimida sezilarli hajmlarni ishlating. Yuqori va yuqori viskozitalar muammosiz ishlov berilishi uchun dastgoh va sanoat ultrasonikatorlari sanoat darajasida ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan. – yuqori bosim va yuqori haroratlar (masalan, superkritik CO bilan birga) kabi talab qilinadigan sharoitda ham₂, ekstruziya va boshqalar uchun). Hielscherning kuchli ultrasonikatorlari hal qiluvchi, abraziv suyuqlik va korrozivalarni boshqarishga qodir. Tegishli aksessuarlar ultratovush tizimini ekstraktsiya jarayoni talablariga optimal ravishda moslashtirishga imkon beradi. Xavfli muhitda o'rnatish uchun ATEX yoki FM radiostantsiyasi portlashga qarshi ultratovushli tizimlar mavjud.
Shunday qilib, Hielscherning mustahkam va kuchli ultratovush tizimlari va keng doirasi Aksessuarlar issiq suv / suyuq moddalar, kislotalar, metall eritmalar, tuz eritmasi, erituvchi (masalan, metanol, geksan, organik, polar solventlar, masalan, asetonitril) kabi materiallarni sonikatsiyalash imkonini beradi.

Ultrasonik fazali uzatishni yoki katalitik ekstraktsiyani oddiy ikki bosqichli jarayon sifatida amalga oshirish mumkin

Oqim sxemasi: ultratovushli fazani uzatishning bosqichlari

Ultratovush jarayonlari:

Sono-kimyo:

Adabiyotlar / manbalar

Bendicho, C .; De La Calle, I; Pena, F .; Costas, M .; Cabaleiro, N .; Lavilla, I. (2012): Yashil analitik kimyo kontekstida qat'iy namunalarni ultratovush bilan yordam berish. Analitik kimyo fanining yo'nalishlari, vol. 31, 2012 yil. 50-60.
IUPAC. Kimyoviy terminologiya to'plami, 2-nashr. ( “Oltin kitob”). AD McNaught va A. Wilkinson tomonidan tuzilgan. Blackwell Scientific nashrlar, Oksford (1997). XML onlayn tuzatilgan versiyasi: M. Nic, J. Jirat, B. Kosata tomonidan yaratilgan http://goldbook.iupac.org (2006); yangilanishlar A. Jenkins tomonidan tuzilgan. ISBN 0-9678550-9-8.
Oluseyi, T .; Olayinka, K .; Alo, B .; Smit, RM (2011): ifloslangan tuproq namunalarida politsiklik aromatik uglevodorodlarni aniqlash uchun ekstraktsiya va tozalash usullarini solishtirish. Afrika ekologiya fanlari va texnologiyalari jurnali Vol. 5/7, 2011. 482-493.
Petigny, L .; Périno-Issartier, S .; Wajsman, J .; Chemat, F. (2013): tarqoq va Boldo Yaproqlarning doimiy ultratovush yordamidagi ekstraksiya (Peumus boldus Mol.). Molekulyar Fan 14, 2013 5750-5764 Xalqaro Journal.
Vang, L .; Weller, CL (2006): O'simliklardan olingan nutrasutiklarni qazib olishda so'nggi o'zgarishlar. Oziq-ovqat fanlaridagi tendentsiyalar & Texnologiya 17, 2006. 300-312.

Tegishli xabarlar

Bilishingiz kerak bo'lgan dalillar

Ultrasonik suyuqliklarni qayta ishlash ko'pincha sonikatsiya, ultrasonikatsiya, sonifikatsiya qilish, insoniyat, ultratovushli nurlanish yoki akustik maydonlarni qo'llash deb ataladi. Bu atamalar ultratovushga erishish uchun yuqori kuch-quvvatli ultratovush to'lqinlarining suyuq muhitga ulanishi bilan tavsiflanadi

aralashtirish & aralash,
homojenleştirme,
emülsifikasyon,
tarqatish & Deagglomeration,
zarracha hajmi kamaytirish (freze & silliqlash),
tarqatib yuborish,
nemlendirici & ho'llash,
parchalanishiga & Tarmoqning uzilishi,
Ekstraksiya,
to'qima Homojenizasyon,
parchalanish,
DEGAZÖR & ko'pik ketgazadigan,
kesish va
sonokimyoviy reaksiya.

Quvvat ultratovushi bu juda ko'p qirrali ishlov berish texnikasi bo'lgani uchun, ultratovushli qurilmalar turli xil atamalar bilan ma'lum, masalan, sonikator, sonik lizator, ultratovush buzgich, ultratovushli ishlov berish mashinasi, sono-ruptor, sonifikator, sonik dismembrator, hujayrani buzuvchi, ultratovushli dispersiya yoki erituvchi.