Hielscher Ultrasonics
Chúng tôi sẵn lòng trao đổi về quy trình của quý khách.
Gọi cho chúng tôi: +49 3328 437-420
Gửi email cho chúng tôi: [email protected]

Thiết bị phản ứng hóa học được tăng cường bằng xử lý siêu âm – Các loại, thiết kế và cơ chế

Thiết bị phản ứng hóa học là thành phần cốt lõi của ngành hóa học công nghiệp, tổng hợp vật liệu, sản xuất hóa chất tinh khiết, sản xuất dược phẩm và xử lý môi trường. Khi các ngành công nghiệp tìm kiếm những quy trình nhanh hơn, sạch hơn và tiết kiệm năng lượng hơn, xử lý bằng sóng siêu âm, còn gọi là xử lý siêu âm, ngày càng trở thành một phương pháp phù hợp để tăng cường quá trình trong thiết bị phản ứng. Công nghệ thiết bị phản ứng siêu âm đang định hình lại quá trình xử lý hóa học bằng cách cải thiện sự trộn, truyền khối, động học phản ứng và xúc tác dị thể trong các hệ thống phản ứng theo mẻ và liên tục.

Xử lý siêu âm cải thiện thiết bị phản ứng hóa học như thế nào

Bằng cách đưa siêu âm công suất cao vào thiết bị phản ứng hóa học, các kỹ sư có thể tạo ra sự trộn bằng dòng dao động siêu âm và hiện tượng xâm thực âm học bên trong môi trường phản ứng. Những cơ chế này cải thiện sự tiếp xúc giữa các chất phản ứng, đẩy nhanh quá trình truyền khối và có thể nâng cao tốc độ phản ứng, độ chọn lọc và hiệu suất. Xử lý siêu âm đặc biệt hiệu quả trong các hệ rắn–lỏng, chẳng hạn như xúc tác dị thể, và các hệ lỏng–lỏng, chẳng hạn như nhũ hóa, chiết xuất và phản ứng hai pha. Phương pháp này ít được sử dụng hơn trong các hỗn hợp khí–lỏng vì hiện tượng xâm thực âm học được tạo ra kém hiệu quả hơn trong chất lỏng có hàm lượng khí cao.
Trong thiết kế thiết bị phản ứng hóa siêu âm hiện đại, lưu chất được khuấy trộn bằng dao động siêu âm và hiện tượng xâm thực, thường sử dụng biên độ trong khoảng từ 10 đến 200 µm. Điều này tạo ra các hiệu ứng trộn mạnh ở quy mô vi mô mà chỉ riêng khuấy trộn cơ học thông thường khó có thể đạt được.

Yêu cầu thông tin



Máy siêu âm UIP4000hdT lắp trên đường ống: Xâm thực âm trong buồng dòng chảy tăng cường các phản ứng hóa học như phản ứng xúc tác

Máy siêu âm UIP4000hdT lắp trên đường ống với buồng dòng chảy để tăng cường các phản ứng hóa học

Vì sao xử lý siêu âm tăng cường quá trình trong thiết bị phản ứng hóa học

Tầm quan trọng của xử lý siêu âm trong công nghiệp nằm ở khả năng tác động đến các hiện tượng vận chuyển hóa học và vật lý ở quy mô vi mô và trung gian. Khác với khuấy thông thường, siêu âm không chỉ làm chuyển động khối chất lỏng. Nó tạo ra sóng áp suất, chuyển động dao động, bọt xâm thực và các vùng năng lượng cao cục bộ.
Khi các bọt xâm thực âm học hình thành, phát triển và sụp đổ, chúng tạo ra các vi môi trường có cường độ tác động mạnh. Những sự kiện này có thể tạo ra:

  • lực cắt cục bộ lớn
  • các tia vi mô gần bề mặt rắn
  • sóng xung kích
  • sự trộn nhanh ở quy mô vi mô
  • sự phân tán hạt được tăng cường
  • sự tiếp xúc tại bề mặt phân cách được cải thiện
  • quá trình truyền khối và truyền nhiệt được đẩy nhanh
  • các hiệu ứng làm sạch bề mặt và hoạt hóa chất xúc tác

Những hiện tượng này khiến xử lý siêu âm có giá trị cao đối với việc tăng cường quá trình, đặc biệt khi phản ứng bị hạn chế bởi sự khuếch tán, tiếp xúc kém giữa các pha, sự bám bẩn chất xúc tác hoặc trộn không đủ.

Xử lý siêu âm trong thiết bị phản ứng theo mẻ

Thiết bị phản ứng theo mẻ được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm, nhà máy thí điểm và sản xuất hóa chất chuyên dụng. Chúng linh hoạt, dễ vận hành và phù hợp cho sàng lọc phản ứng, tổng hợp thể tích nhỏ và các sản phẩm có giá trị cao.
Khi được áp dụng cho thiết bị phản ứng theo mẻ, xử lý siêu âm có thể cải thiện đáng kể sự trộn và tính đồng đều của phản ứng. Đầu dò siêu âm, buồng dòng chảy hoặc bộ chuyển đổi siêu âm gắn bên ngoài có thể đưa năng lượng âm trực tiếp vào môi trường phản ứng.

Trong các hệ thống theo mẻ, xử lý siêu âm đặc biệt hữu ích cho:

  1. xúc tác dị thể
  2. tổng hợp hạt nano
  3. kiểm soát kết tinh
  4. nhũ hóa
  5. chiết xuất
  6. trùng hợp
  7. hòa tan và phân tán chất rắn

Đối với các phản ứng rắn–lỏng, siêu âm có thể ngăn ngừa sự kết tụ hạt và cải thiện khả năng tiếp cận các bề mặt xúc tác hoặc bề mặt phản ứng. Trong các hệ lỏng–lỏng, xử lý siêu âm có thể tạo ra nhũ tương mịn và tăng diện tích bề mặt phân cách giữa các pha không hòa lẫn, điều này thường dẫn đến tốc độ phản ứng nhanh hơn.

 

Thiết bị phản ứng theo mẻ có khuấy kết hợp siêu âm – UP200St Hielscher UltrasonicsTrong video này, máy đồng hóa siêu âm Hielscher UP200St công suất 200 oát với đầu phát siêu âm 7mm được lắp vào một khớp nối thủy tinh tiêu chuẩn ở đáy thiết bị phản ứng bằng thủy tinh. Có thể lắp theo phương ngang, phương thẳng đứng hoặc bất kỳ hướng nào khác. Có thể lắp nhiều đầu dò siêu âm vào cùng một bình phản ứng, chẳng hạn ở các độ cao khác nhau. Thông thường, phương án lắp từ bên hông hoặc từ đáy được ưu tiên vì hoạt động tốt hơn khi mức chất lỏng thay đổi. Có thể kết hợp khuấy bằng siêu âm với các máy khuấy cơ thông thường có động cơ đặt phía trên.
Trong video này, máy đồng hóa siêu âm Hielscher UP200St công suất 200 oát với đầu phát siêu âm 7mm được lắp vào một khớp nối thủy tinh tiêu chuẩn ở đáy thiết bị phản ứng bằng thủy tinh. Có thể lắp theo phương ngang, phương thẳng đứng hoặc bất kỳ hướng nào khác. Có thể lắp nhiều đầu dò siêu âm vào cùng một bình phản ứng, chẳng hạn ở các độ cao khác nhau. Thông thường, phương án lắp từ bên hông hoặc từ đáy được ưu tiên vì hoạt động tốt hơn khi mức chất lỏng thay đổi. Có thể kết hợp khuấy bằng siêu âm với các máy khuấy cơ thông thường có động cơ đặt phía trên.

 

Thiết bị phản ứng dòng chảy xuyên qua dùng cho xử lý hóa siêu âm liên tục

Thiết bị phản ứng dòng chảy qua là một trong những thiết kế quan trọng nhất cho xử lý siêu âm công nghiệp. Thay vì xử lý một thể tích chất lỏng cố định, hỗn hợp phản ứng liên tục đi qua buồng phản ứng siêu âm.
Thiết kế này rất hấp dẫn đối với việc mở rộng quy mô vì cho phép các kỹ sư kiểm soát chính xác hơn thời gian lưu, lưu lượng, nhiệt độ, áp suất và năng lượng siêu âm đầu vào. Thiết bị phản ứng hóa siêu âm dòng chảy qua thường được sử dụng khi cần chất lượng sản phẩm ổn định và vận hành liên tục.

Các ưu điểm chính của thiết bị phản ứng dòng chảy qua được xử lý siêu âm bao gồm:

  • khả năng sản xuất liên tục
  • cải thiện khả năng tái lập của quá trình
  • kiểm soát nhiệt độ tốt hơn
  • phân bố thời gian lưu được kiểm soát
  • tích hợp dễ dàng hơn vào dây chuyền công nghiệp
  • cấu trúc thiết bị phản ứng có khả năng mở rộng quy mô

Trong các hệ thống này, sự trộn bằng dòng chảy dao động siêu âm có thể tăng cường trộn theo phương bán kính và phương dọc trục, giảm gradient nồng độ và cải thiện sự tương tác giữa các chất phản ứng. Điều này đặc biệt có giá trị trong các quá trình mà hiệu quả phản ứng phụ thuộc vào sự tiếp xúc nhanh giữa các pha hoặc sự phân tán nhanh.

 

2x máy siêu âm 1000 watt với buồng phản ứng dòng chảy trong tủ có thể thổi khí bảo vệ để lắp đặt tại khu vực nguy hiểmTrong video này, chúng tôi giới thiệu hệ thống siêu âm 2 kilowatt vận hành trên đường ống trong tủ có thể thổi khí. Hielscher cung cấp thiết bị siêu âm cho hầu hết các ngành công nghiệp, như hóa chất, dược phẩm, mỹ phẩm, các quy trình hóa dầu cũng như các quy trình chiết xuất bằng dung môi. Tủ thép không gỉ có thể thổi khí này được thiết kế để vận hành tại khu vực nguy hiểm. Để đáp ứng mục đích này, khách hàng có thể thổi nitơ hoặc không khí sạch vào tủ kín nhằm ngăn khí hoặc hơi dễ cháy xâm nhập vào tủ.
Trong video này, chúng tôi giới thiệu hệ thống siêu âm 2 kilowatt vận hành trên đường ống trong tủ có thể thổi khí. Hielscher cung cấp thiết bị siêu âm cho hầu hết các ngành công nghiệp, như hóa chất, dược phẩm, mỹ phẩm, các quy trình hóa dầu cũng như các quy trình chiết xuất bằng dung môi. Tủ thép không gỉ có thể thổi khí này được thiết kế để vận hành tại khu vực nguy hiểm. Để đáp ứng mục đích này, khách hàng có thể thổi nitơ hoặc không khí sạch vào tủ kín nhằm ngăn khí hoặc hơi dễ cháy xâm nhập vào tủ.

 

Bộ phận lắp trong buồng dòng chảy siêu âm MultiPhaseCavitator

Multi-Phase-Cavitator MPC48Insert giúp cải thiện các quá trình nhũ hóa và kết tinh bằng xử lý siêu âmMultiPhaseCavitator Insert-MPC48 là bộ phận lắp trong chuyên dụng dành cho thiết bị phản ứng siêu âm dạng buồng dòng chảy của Hielscher, được thiết kế để tăng cường các quá trình lỏng/lỏng và lỏng/khí ngay trong vùng xâm thực siêu âm. Bằng cách phun pha lỏng thứ hai hoặc pha khí qua 48 ống kim nhỏ vào dòng chất lỏng chính, MultiPhaseCavitator tạo ra các giọt hoặc bọt khí rất nhỏ có diện tích bề mặt phân pha riêng lớn. Điều này giúp thiết bị đặc biệt hiệu quả trong quá trình nhũ hóa bằng siêu âm, khi các pha không hòa tan lẫn nhau được phân tán thành nhũ tương mịn, và trong các phản ứng xúc tác với khí, khi pha khí được phun vào được phân tán nhanh chóng và đưa vào tiếp xúc mật thiết với pha lỏng, các chất phản ứng hòa tan hoặc các chất xúc tác lơ lửng. Lực cắt do xâm thực, sự trộn vi mô và sự truyền khối được tăng cường phát sinh từ đó có thể cải thiện động học phản ứng, sự tiếp xúc tại ranh giới pha và hiệu suất quá trình khi vận hành dòng chảy qua liên tục hoặc theo mẻ.

Đọc thêm về MultiPhaseCavitator!

Máy siêu âm UIP2000hdT được lắp trên thiết bị phản ứng hóa học theo mẻ để tăng cường các phản ứng xúc tác

Máy siêu âm UIP2000hdT với thiết bị phản ứng hóa học theo mẻ

 
 

Các thiết kế thiết bị phản ứng hóa học và lợi ích của xử lý siêu âm

Loại thiết bị phản ứng Ứng dụng điển hình Các tác động chính của xử lý siêu âm Ý nghĩa kỹ thuật
Thiết bị phản ứng huyền phù Xúc tác dị thể với các hạt xúc tác rắn lơ lửng trong pha lỏng; được sử dụng trong hydro hóa, oxy hóa, chuyển hóa sinh khối, các quá trình kiểu Fischer-Tropsch, quang xúc tác và xử lý nước thải. Xử lý siêu âm cải thiện sự phân tán chất xúc tác, sự phá kết tụ hạt, sự giảm độ dày lớp biên, sự làm mới bề mặt, sự truyền khối lỏng–rắn, sự làm sạch bề mặt chất xúc tác và sự giảm bám bẩn. Đặc biệt có ý nghĩa vì nhiều phản ứng xúc tác trong pha huyền phù bị giới hạn bởi hiệu quả tiếp cận các tâm hoạt tính của các chất phản ứng. Xâm thực âm học tăng cường tiếp xúc tại bề mặt phân cách chất xúc tác–chất lỏng và có thể cải thiện động học phản ứng.
Thiết bị phản ứng bồn khuấy liên tục (CSTRs) Các phản ứng pha lỏng liên tục, nhũ hóa, phản ứng xúc tác, kết tủa, kết tinh, phản ứng polyme và huyền phù rắn–lỏng. Siêu âm tăng cường sự trộn vi mô, sự duy trì các hạt ở trạng thái lơ lửng, sự nhũ hóa, sự phân tán và năng lượng đầu vào cục bộ. Có thể kết hợp siêu âm với khuấy cơ học để cải thiện cả sự trộn vĩ mô lẫn sự trộn vi mô. Các CSTR được xử lý siêu âm hữu ích khi cánh khuấy thông thường không thể loại bỏ hoàn toàn các vùng chết, tình trạng phân tán kém hoặc các hạn chế truyền khối cục bộ. Siêu âm hỗ trợ tạo điều kiện phản ứng đồng đều hơn và tăng cường quá trình tốt hơn.
Thiết bị phản ứng tầng cố định Các tầng xúc tác cố định được sử dụng trong hydro hóa, oxy hóa, xúc tác môi trường, chế biến hóa dầu và xúc tác dị thể trong pha lỏng. Xử lý siêu âm có thể cải thiện sự thấm ướt chất xúc tác, sự chuyển động của chất lỏng qua tầng xúc tác, sự giảm độ dày lớp biên, sự làm sạch bề mặt, sự giảm bám bẩn và sự truyền khối đến các tâm xúc tác. Hiệu quả hoạt động của tầng cố định thường bị hạn chế bởi hiện tượng tạo dòng chảy ưu tiên, khả năng thấm ướt kém, trở lực khuếch tán và sự hình thành cặn lắng. Tăng cường quá trình bằng siêu âm có thể cải thiện khả năng tận dụng chất xúc tác và tính đồng đều của phản ứng.
Thiết bị phản ứng tầng sôi Các tầng động gồm những hạt lơ lửng, được sử dụng trong xúc tác, xử lý hạt, phủ, trùng hợp, sấy và các phản ứng rắn–lỏng. Kích thích bằng siêu âm có thể cải thiện sự phân tán hạt, giảm kết tụ, tăng cường tiếp xúc lưu chất–rắn, ổn định huyền phù và cải thiện khả năng tiếp cận bề mặt chất xúc tác. Xử lý siêu âm đặc biệt hiệu quả trong các tầng sôi lỏng–rắn, nơi có thể tạo ra hiện tượng xâm thực một cách hiệu quả. Trong các hệ giàu khí, hiện tượng xâm thực kém hiệu quả hơn, khiến siêu âm phù hợp hơn với các ứng dụng thiết bị phản ứng sử dụng môi trường lỏng.
Thiết bị phản ứng màng Các hệ thống tích hợp phản ứng–phân tách được sử dụng để loại bỏ sản phẩm có chọn lọc, định lượng chất phản ứng, thực hiện các quá trình màng xúc tác và các phản ứng có hỗ trợ lọc. Siêu âm có thể giảm bám bẩn màng, cải thiện mật độ dòng thấm qua màng, tăng cường làm sạch bề mặt, giảm phân cực nồng độ và cải thiện sự trộn gần bề mặt phân cách của màng. Xử lý siêu âm kết nối kỹ thuật phản ứng với khoa học phân tách. Phương pháp này đặc biệt có giá trị khi sự bám bẩn, trở lực truyền khối hoặc sự kết hợp yếu giữa phản ứng và phân tách hạn chế hiệu quả hoạt động của thiết bị phản ứng màng.

 

Các cơ chế tăng cường hoạt động của thiết bị phản ứng bằng siêu âm

Những ưu điểm của xử lý siêu âm trong thiết bị phản ứng hóa học dựa trên một số cơ chế tương tác với nhau.

  • Xâm thực âm học là cơ chế quan trọng nhất. Cơ chế này bao gồm sự hình thành, phát triển và sụp đổ của các bọt khí vi mô trong chất lỏng chịu tác động của siêu âm cường độ cao. Sự sụp đổ của bọt khí tạo ra sự giải phóng năng lượng cục bộ và các lực cơ học mạnh.
  • Dòng chảy âm học tạo ra chuyển động ổn định của lưu chất do sóng siêu âm gây ra. Điều này cải thiện sự trộn và vận chuyển tại những vùng mà tác động khuấy cơ học có thể yếu.
  • Sự trộn bằng dòng chảy dao động xảy ra khi rung động siêu âm khiến chất lỏng chuyển động qua lại nhanh chóng. Trong các hệ thống thiết bị phản ứng, biên độ khoảng 10 đến 200 µm có thể tạo ra tác động khuấy trộn hiệu quả cao và cải thiện truyền khối.
  • Các tia vi mô và sóng xung kích xuất hiện gần những bọt xâm thực đang sụp đổ, đặc biệt là sát các bề mặt rắn. Những tác động này có thể làm sạch bề mặt chất xúc tác, phá vỡ các lớp biên và cải thiện khả năng chất lỏng tiếp cận các tâm hoạt tính.
  • Việc tăng diện tích bề mặt phân cách đặc biệt quan trọng trong các hệ lỏng–lỏng. Siêu âm có thể tạo ra các giọt nhỏ mịn và hệ phân tán ổn định, làm tăng diện tích sẵn có cho phản ứng hoặc truyền khối.

Kết hợp lại, những cơ chế này khiến xử lý siêu âm trở thành một công cụ mạnh mẽ để tăng cường hoạt động của thiết bị phản ứng hóa học.

 

Hiện tượng xâm thực siêu âm trong nước (máy đồng nhất siêu âm 1000 watt)Xử lý siêu âm cường độ cao tạo ra các bọt xâm thực trong nước. Sự sụp đổ sau đó của các bọt xâm thực tạo ra lực cắt cơ học cực mạnh trong chất lỏng. Hiệu ứng này phá vỡ tế bào, ví dụ để chiết xuất thực vật, hoặc chia nhỏ các giọt dầu trong nước xuống kích thước rất nhỏ (nhũ hóa). Hiệu ứng xâm thực giúp máy đồng nhất siêu âm Hielscher trở thành công cụ rất hiệu quả để phân tán, đồng nhất hóa, nhũ hóa và chiết xuất. Hielscher Ultrasonics sản xuất các đầu dò siêu âm có công suất từ 50 watt đến 16000 watt, đáp ứng các quy trình xử lý siêu âm trong phòng thí nghiệm và sản xuất quy mô công nghiệp.
Xử lý siêu âm cường độ cao tạo ra các bọt xâm thực trong nước. Sự sụp đổ sau đó của các bọt xâm thực tạo ra lực cắt cơ học cực mạnh trong chất lỏng. Hiệu ứng này phá vỡ tế bào, ví dụ để chiết xuất thực vật, hoặc chia nhỏ các giọt dầu trong nước xuống kích thước rất nhỏ (nhũ hóa). Hiệu ứng xâm thực giúp máy đồng nhất siêu âm Hielscher trở thành công cụ rất hiệu quả để phân tán, đồng nhất hóa, nhũ hóa và chiết xuất. Hielscher Ultrasonics sản xuất các đầu dò siêu âm có công suất từ 50 watt đến 16000 watt, đáp ứng các quy trình xử lý siêu âm trong phòng thí nghiệm và sản xuất quy mô công nghiệp.

 

Ý nghĩa công nghiệp của thiết kế thiết bị phản ứng hóa siêu âm

Tầm quan trọng trong công nghiệp của các thiết bị phản ứng được xử lý siêu âm vượt ra ngoài việc trộn nhanh hơn. Xử lý siêu âm cung cấp một phương pháp để điều chỉnh môi trường phản ứng ở những thang kích thước mà thiết bị thông thường khó có thể tiếp cận.
Trong kỹ thuật hóa học, nhiều hạn chế của thiết bị phản ứng bắt nguồn từ các hiện tượng vận chuyển thay vì tốc độ phản ứng nội tại. Các chất phản ứng có thể không tiếp cận các tâm xúc tác đủ nhanh. Các chất lỏng không hòa tan lẫn nhau có thể không có đủ diện tích tiếp xúc. Chất rắn có thể kết tụ. Màng có thể bị bám bẩn. Bề mặt chất xúc tác có thể bị che lấp.
Xử lý siêu âm giải quyết những hạn chế này bằng cách trực tiếp cải thiện các điều kiện vật lý bên trong thiết bị phản ứng. Điều này khiến phương pháp này phù hợp với một số ưu tiên trong nghiên cứu và công nghiệp:

  • xử lý hóa học thân thiện hơn với môi trường
  • nhu cầu năng lượng và dung môi thấp hơn
  • hiệu quả xúc tác được cải thiện
  • độ chọn lọc phản ứng cao hơn
  • phát triển quy trình nhanh hơn
  • sản xuất liên tục
  • các hệ thống thiết bị phản ứng dạng mô-đun được tăng cường hiệu quả
  • tổng hợp vật liệu tiên tiến
  • chuyển hóa bền vững sinh khối và các dòng chất thải

Đối với các nhà nghiên cứu, xử lý siêu âm cung cấp một phương pháp có kiểm soát để nghiên cứu mối quan hệ giữa năng lượng âm đưa vào, đặc tính xâm thực, sự tăng cường vận chuyển và hiệu quả phản ứng hóa học. Đối với công nghiệp, phương pháp này mở ra một hướng đi thiết thực để phát triển các hệ thống thiết bị phản ứng nhỏ gọn, hiệu quả và có khả năng mở rộng quy mô.

 

Xử lý siêu âm tăng cường hoạt động của thiết bị phản ứng hóa học: Xâm thực siêu âm, dao động và sự hình thành vi tia cải thiện truyền khối và hoạt tính xúc tác trong thiết bị phản ứng hóa học

Máy đồng hóa siêu âm UIP2000hdT cho các phản ứng hóa học trong thiết bị phản ứng dòng chảy

 

Ưu điểm của xử lý siêu âm trong thiết bị phản ứng hóa học

Việc tích hợp siêu âm vào thiết kế thiết bị phản ứng mang lại nhiều ưu điểm về vận hành và khoa học:

  • tốc độ phản ứng nhanh hơn nhờ cải thiện truyền khối
  • trộn tốt hơn trong các hệ đa pha
  • tăng cường phân tán chất rắn và giọt lỏng
  • cải thiện hiệu quả sử dụng chất xúc tác
  • giảm các hạn chế do khuếch tán
  • bề mặt chất xúc tác và màng sạch hơn
  • cải thiện khả năng tái lập quy trình trong các hệ dòng chảy
  • có khả năng giảm nhiệt độ, áp suất hoặc thời gian phản ứng
  • tương thích với vận hành theo mẻ và liên tục
  • rất phù hợp với xúc tác dị thể và phản ứng hai pha

Những lợi ích này khiến công nghệ thiết bị phản ứng siêu âm đặc biệt hấp dẫn đối với lĩnh vực hóa chất tinh khiết, hóa chất chuyên dụng, xúc tác, vật liệu nano, hóa học xanh và tăng cường quá trình.

Thiết bị phản ứng dòng chảy bằng thủy tinh sử dụng siêu âm được dùng trong phòng thí nghiệm và công nghiệp để nhũ hóa, phân tán, đồng hóa, trộn, chiết xuất, phá vỡ cấu trúc và thực hiện các phản ứng hóa siêu âm (ví dụ: tổng hợp bằng siêu âm, xúc tác bằng siêu âm)

Buồng dòng chảy siêu âm bằng thủy tinh

Yêu cầu thông tin



Tăng cường hiệu quả thiết bị phản ứng hóa học của bạn bằng máy siêu âm Hielscher!

Máy siêu âm công nghiệp Hielscher có thiết bị phản ứng dòng chảy để tăng cường các phản ứng hóa họcMáy siêu âm Hielscher rất phù hợp để tích hợp theo yêu cầu vào thiết bị phản ứng hóa học vì chúng được cung cấp dưới dạng các hệ thống siêu âm bền chắc, công suất cao, với các đầu sonotrode, buồng dòng chảy, bộ phận lắp chèn cho thiết bị phản ứng có thể điều chỉnh cho phù hợp và các phụ kiện chuyên dụng cho từng quy trình. Tùy thuộc vào cấu hình phản ứng, thiết bị xử lý siêu âm Hielscher có thể được lắp đặt trong thiết bị phản ứng theo mẻ, thiết bị phản ứng bồn khuấy liên tục, thiết bị phản ứng dòng chảy trên đường ống, vòng tuần hoàn, hệ thống có áp suất và các cơ sở quy mô thí điểm hoặc sản xuất. Tính linh hoạt này cho phép áp dụng siêu âm chính xác tại nơi hiện tượng xâm thực có hiệu quả cao nhất: tại bề mặt phân cách lỏng–rắn, lỏng–lỏng hoặc lỏng–khí. Hielscher Ultrasonics cũng cung cấp nhiều loại thiết bị phản ứng siêu âm theo mẻ và trên đường ống, cho phép thực hiện có kiểm soát các quá trình hóa siêu âm, nhũ hóa, phân tán, hoạt hóa chất xúc tác, làm sạch bề mặt, tăng cường truyền khối và tăng tốc phản ứng. Nhờ khả năng kiểm soát chính xác biên độ, công suất đầu vào, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và thời gian lưu, máy siêu âm Hielscher có thể được điều chỉnh để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, phát triển quy trình, mở rộng quy mô và sản xuất hóa chất công nghiệp.

Bảng dưới đây cho biết năng lực xử lý gần đúng của các máy siêu âm của chúng tôi:

Thể tích mẻ Lưu lượng Thiết bị được khuyến nghị
1 đến 500mL 10 đến 200mL/min UP100H
10 đến 2000mL 20 đến 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 đến 20L 0,2 đến 4L/min UIP2000hdT
10 đến 100L 2 đến 10L/min UIP4000hdT
15 đến 150L 3 đến 15L/min UIP6000hdT
n.a. 10 đến 100L/min UIP16000hdT
n.a. lớn hơn cụm gồm UIP16000hdT

Yêu cầu thêm thông tin

Vui lòng sử dụng biểu mẫu dưới đây để yêu cầu thêm thông tin về thiết bị xử lý siêu âm, các ứng dụng và giá cả. Chúng tôi hân hạnh trao đổi với quý khách về quy trình của quý khách và cung cấp hệ thống siêu âm đáp ứng các yêu cầu của quý khách!





Thiết kế, chế tạo và tư vấn – Chất lượng sản xuất tại Đức

Máy siêu âm Hielscher nổi tiếng với các tiêu chuẩn cao nhất về chất lượng và thiết kế. Độ bền chắc và khả năng vận hành dễ dàng cho phép tích hợp thuận lợi các máy siêu âm của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Máy siêu âm Hielscher dễ dàng đáp ứng các điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi cao.

Hielscher Ultrasonics là công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt chú trọng các máy siêu âm hiệu suất cao có công nghệ tiên tiến nhất và dễ sử dụng. Tất nhiên, máy siêu âm Hielscher tuân thủ CE và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.

Máy đồng hóa siêu âm UIP1500hdT có thiết bị phản ứng dạng buồng dòng chảy được trang bị áo làm mát để kiểm soát nhiệt độ quá trình trong khi xử lý siêu âm.

Máy đồng nhất siêu âm UIP1500hdT với thiết bị phản ứng dòng chảy được trang bị áo làm mát để kiểm soát nhiệt độ quá trình trong khi xử lý siêu âm.



Câu hỏi thường gặp

Thiết bị phản ứng hóa học là gì?

Thiết bị phản ứng hóa học là các bình hoặc hệ thống được thiết kế kỹ thuật, trong đó các phản ứng hóa học được thực hiện trong những điều kiện được kiểm soát như nhiệt độ, áp suất, sự trộn, thời gian lưu và nồng độ chất phản ứng. Mục đích của chúng là chuyển hóa nguyên liệu thành các sản phẩm mong muốn với hiệu suất phản ứng, độ chọn lọc và hiệu quả quá trình được xác định.

Các loại thiết bị phản ứng hóa học chính là gì?

Các loại thiết bị phản ứng hóa học chính bao gồm thiết bị phản ứng theo mẻ, thiết bị phản ứng bồn khuấy liên tục, thiết bị phản ứng dòng đẩy, thiết bị phản ứng tầng cố định, thiết bị phản ứng tầng sôi, thiết bị phản ứng huyền phù, thiết bị phản ứng màng và thiết bị phản ứng quang hóa hoặc điện hóa. Mỗi loại thiết bị phản ứng khác nhau về đặc tính dòng chảy, chế độ trộn, đặc điểm truyền nhiệt và truyền khối, cũng như mức độ phù hợp với các phản ứng đồng thể hoặc dị thể.

Thiết bị phản ứng tầng sôi và thiết bị phản ứng tầng cố định khác nhau như thế nào?

Trong thiết bị phản ứng tầng cố định, các hạt xúc tác rắn nằm yên trong khi các chất phản ứng chảy qua tầng xúc tác được xếp chặt. Trong thiết bị phản ứng tầng sôi, dòng lưu chất hướng lên làm các hạt rắn lơ lửng và chuyển động, tạo ra một tầng động có khả năng trộn mạnh, truyền nhiệt được cải thiện và tiếp xúc giữa hạt và lưu chất tốt hơn. Tầng cố định đơn giản hơn và ổn định về cơ học, trong khi tầng sôi mang lại hiệu quả trộn và truyền nhiệt cao hơn nhưng đòi hỏi việc kiểm soát dòng chảy phức tạp hơn.

Tầng xúc tác là gì?

Tầng xúc tác là một thể tích xác định gồm các hạt xúc tác rắn được bố trí bên trong thiết bị phản ứng. Tầng này cung cấp bề mặt hoạt tính nơi các phản ứng hóa học diễn ra. Tầng xúc tác có thể ở trạng thái tĩnh, như trong thiết bị phản ứng tầng cố định, hoặc lơ lửng và chuyển động, như trong thiết bị phản ứng tầng sôi. Hiệu quả hoạt động của tầng xúc tác phụ thuộc vào hoạt tính xúc tác, kích thước hạt, độ xốp, diện tích bề mặt, sự phân bố dòng chảy, truyền nhiệt và truyền khối.

 

Tài liệu / Tài liệu tham khảo

Thay đổi màu do xâm thực với máy siêu âm UP400StVideo này cho thấy sự thay đổi màu trong chất lỏng do xâm thực siêu âm gây ra. Quá trình xử lý siêu âm tăng cường phản ứng oxy hóa khử.

Từ thử nghiệm tính khả thi đến tối ưu hóa quá trình và lắp đặt công nghiệp với máy siêu âm tốt nhất – Hielscher Ultrasonics là đối tác của bạn để thực hiện thành công các quá trình siêu âm!

Hielscher Ultrasonics sản xuất các máy đồng hóa siêu âm hiệu suất cao có quy mô từ phòng thí nghiệm đến công nghiệp.

Chúng tôi sẵn lòng trao đổi về quy trình của quý khách.

✕