Công nghệ siêu âm Hielscher

MultiPhaseCavitator-Chèn cho Ultrasonic Flow Cell

Chèn MultiPhaseCavitator (InsertMPC48) được thiết kế để cải thiện việc xử lý siêu âm hỗn hợp chất lỏng/lỏng hoặc chất lỏng/khí. 48 cannulas rất tốt bơm chất lỏng hoặc khí vào một giai đoạn lỏng ngay trong vùng cavitation. Điều này tạo ra các giọt nhỏ bị đình chỉ hoặc bong bóng khí năng suất một diện tích bề mặt cụ thể rất cao.
Chèn này đặc biệt hữu ích cho hóa học nhũ tương, chẳng hạn như chuyển pha-phản ứng, Pha-chuyển-xúc tác (PTC) hoặc lỏng-lỏng-khai thác. Một lĩnh vực khác thú vị của ứng dụng là sự kết tủa của các hạt từ hai tiền chất lỏng hoặc tinh kết tinh Sono. Chèn này được thiết kế cho lò phản ứng dòng chảy Hielscher và cho phép xử lý hàng loạt hoặc liên tục.
Cho thấy chi tiết phun pha của Multi-Phase-Cavitator

Tiêm vào siêu âm multiphasecavitator

Một và 48 cổng tiêm

Ultrasonication là một phương tiện hiệu quả cho nhũ tương và trộn. Khác với thiết lập thông thường, trong đó các giai đoạn riêng biệt được kết hợp trước khi chúng nhập vào ô dòng chảy và cavitation, chèn tế bào dòng chảy này cải thiện sự kết hợp của hai giai đoạn. Khi một chất lỏng được tiêm qua 48 cannulas tốt, nó đi vào tế bào dòng chảy trong các sợi rất hẹp. Chèn sử dụng rất 48 cannulas y tế tốt với đường kính bên trong từ 0,3 mm đến 1.2 mm. Những cannulas có thể dễ dàng thay thế và là một chi phí thấp tiêu thụ (vô trùng, xấp xỉ 2ct/PC). Cavitation siêu âm (tại 20kHz) cắt giảm 48 sợi chất lỏng đến thành những giọt nhỏ khi họ nhập vào giai đoạn chất lỏng trong tế bào dòng chảy.
Thiết kế này áp dụng cùng một áp lực nguồn cấp dữ liệu từ một nguồn cung cấp cho tất cả các cannulas 48 để cấp dòng chảy giữa các cannulas.

InsertMPC48 cho lò phản ứng Flow Cell

48 cổng vào lò phản ứng siêu âm chất lỏng

Sử dụng và ứng dụng

Trộn siêu âm cho hóa học nhũ tươngLò phản ứng siêu âm Hielscher thường được sử dụng để nhũ tương, để cải thiện động học quá trình chuyển pha hoặc tỷ lệ hòa tan trong các hệ thống pha lỏng-lỏng. Ví dụ cho các quá trình như vậy là sự khử lưu huỳnh oxy hóa với hydrogen peroxide và chiết dung môi tiếp theo hoặc chuyển hóa xúc tác chất béo trung tính.
Tính hòa tan hạn chế của một giai đoạn thuốc thử trong một giai đoạn thuốc thử khác là một vấn đề quan trọng trong quá trình hóa học nhũ tương vì cả hai giai đoạn phản ứng với nhau chỉ ở giai đoạn. Nếu không có Ultrasonics, điều này dẫn đến tỷ lệ phản ứng thấp và động học chuyển đổi chậm trong hai giai đoạn hệ thống.
Sử dụng chèn với một lò phản ứng siêu âm, cavitation sản xuất cắt thủy lực cao và phá vỡ giai đoạn tiêm vào Sub-micron và nanosize giọt. Khi diện tích bề mặt cụ thể của ranh giới pha có ảnh hưởng đến tỷ lệ hóa học của phản ứng, việc giảm đáng kể đường kính giọt này cải thiện động cơ phản ứng và có thể làm giảm hoặc loại bỏ sự cần cho các tác nhân chuyển pha. Tỷ lệ phần trăm khối lượng của pha tiêm có thể được hạ xuống, bởi vì nhũ tương mịn cần ít khối lượng hơn để cung cấp cùng một bề mặt liên lạc với giai đoạn thuốc thử khác.
Việc sử dụng chèn này có thể làm giảm số tiền yêu cầu của các chất xúc tác nhũ tương amphiphilic hoặc chất xúc tác chuyển pha (PTC), chẳng hạn như muối amoni bậc bốn với khả năng duy nhất của họ để hòa tan trong dung dịch nước và chất lỏng hữu cơ.

Tăng cường MASS-Transfer cho phản ứng hóa học

Khi hai giai đoạn thuốc thử phản ứng ở một ranh giới pha, các sản phẩm phản ứng tích tụ ở bề mặt giọt và ngăn chặn các giai đoạn thuốc thử từ tương tác tại giao diện. Việc cắt thủy lực gây ra bởi siêu âm cavitation kết quả trong dòng chảy hỗn loạn và vận chuyển vật liệu từ và đến các bề mặt giọt và dẫn đến sự kết hợp lặp lại và hình thành tiếp theo của các giọt mới. Khi phản ứng tiến triển theo thời gian, sonication tối đa hóa sự tiếp xúc và tương tác của thuốc thử.
Hiệu ứng này được sử dụng trong nhiều quá trình, chẳng hạn như transesterification của dầu thực vật để dầu diesel sinh học hoặc tổng hợp polyeste do transesterification của dieste với diols để tạo thành các phân tử vĩ mô.

Nhũ hóa/emulsification

Chèn tế bào dòng chảy này cải thiện nhũ tương khi trộn các chất lỏng không bị lẫn. Điều này dẫn đến kích thước giọt nhỏ hơn và phân bố kích thước hẹp hơn – yếu tố then chốt cho sự ổn định của nhũ tương. Với thiết kế này, bạn có thể bơm và nhũ hóa các chất lỏng có độ nhớt thấp và trung bình thành các chất lỏng có độ nhớt cao, chẳng hạn như các loại dầu nhiên liệu nặng (HFOs), polyme hoặc gel. Một số công thức có thể yêu cầu thêm chất nhũ hóa hoặc chất ổn định. Trong trường hợp này, nó giúp pha trộn chất nhũ hóa thống nhất. Thiết kế tùy chỉnh cho tiêm nhiều hơn một giai đoạn mặc dù các cannulas có sẵn theo yêu cầu.

Chiết lỏng lỏng

Chèn này làm tăng quá trình khai thác chất lỏng lỏng bằng cách tạo ra nhũ tương hỗn loạn có kích thước nhỏ, ví dụ như pha dung môi trong pha dầu. Một lần nữa, điều này làm tăng bề mặt liên lạc pha và kết quả trong khai thác tốt hơn và giảm sử dụng dung môi.

Aqua-nhiên liệu cho đốt sạch

Dầu nhiên liệu cấp thấp, chẳng hạn như dầu nhiên liệu nặng được sử dụng trên tàu biển hoặc cho thế hệ điện có thể được nhũ hoá với nước. Điều này dẫn đến sự đốt cháy hiệu quả hơn và giảm đáng kể số lượngX khí thải và Bồ hóng.
Đọc thêm về siêu âm nhũ tương của nhiên liệu thủy (nhiên liệu nhũ tương)!

InsertMPC48 với 48 cannulas tốt

InsertMPC48 – 48 tốt cannulas kết thúc trong vùng cavitation

FC100L1K-1S với InsertMPC48

Lò phản ứng tế bào dòng chảy siêu âm FC100L1K-1S với InsertMPC48

Thiết kế tốt hơn tạo ra kết quả tốt hơn!

Lượng mưa/kết tinh Sono

Các sắc tố hoặc hạt nano có thể được tạo ra từ dưới lên bởi lượng mưa trong chất lỏng. Trong trường hợp này, một hỗn hợp siêu bão hòa bắt đầu tạo thành các hạt rắn hoặc tinh thể ra khỏi vật liệu tập trung cao độ. Những hạt này sẽ phát triển đến một điểm nhất định và cuối cùng kết tủa. Để kiểm soát kích thước hạt/tinh và hình Thái, kiểm soát tiền thân/thuốc thử trộn là điều cần thiết.
Nói chung, quá trình kết tủa bao gồm: trộn, supersaturation, nucleation, phát triển hạt, và kết tụ. Loại thứ hai là tránh được bởi một nồng độ rắn thấp hoặc bằng cách ổn định các đại lý. Việc trộn là rất quan trọng; như đối với hầu hết các quá trình kết tủa tốc độ của phản ứng là rất cao. InsertMPC48 kết hợp các máy bay phản lực tiêm nhanh hẹp với cắt cavitational siêu âm mạnh. Điều này tối đa hóa tốc độ trộn và hiệu suất tạo ra các hạt nhiều hơn và nhỏ hơn.

Kích thước hạt phân bố của Fe3các4

Phân bố kích thước hạt của Fe3các4 (magnetit) các hạt được tạo ra trong một phản ứng siêu âm liên tục (Banert et al., 2004).

Liên hệ / Yêu cầu Thêm Thông tin

Nói chuyện với chúng tôi về các yêu cầu xử lý của bạn. Chúng tôi sẽ giới thiệu các thiết lập và xử lý các thông số phù hợp nhất cho dự án của bạn.






Từ thí nghiệm thử nghiệm để thí điểm quy mô và sản xuất

Hielscher Ultrasonics cung cấp thiết bị để kiểm tra, xác minh và sử dụng công nghệ này ở bất kỳ quy mô nào. Khái niệm này rất dễ dàng để kết hợp vào các quy trình hiện có.

  1. Nguồn cấp dữ liệu pha A vào cổng nhập chất lỏng ở dưới cùng của dòng chảy tế bào
  2. Nguồn cấp dữ liệu pha B vào (các) cổng vào chất lỏng nhỏ hơn ở phía bên của ô lưu lượng. Nguồn cấp dữ liệu này sẽ được tiêm vào khu vực cavitational thông qua 48 ống tốt
  3. Điều chỉnh áp suất lò phản ứng bằng cách sử dụng một van áp suất ngược ở cổng Outlet-Cell

Ở cấp trên băng ghế dự bị UIP1000hd (1kW) có thể xử lý các mức lưu lượng từ 100 đến 1000L/giờ (25 đến 250 gal/giờ) để trình diễn quy trình và tối ưu hóa các thông số sonication. Bộ vi xử lý siêu âm Hielscher được thiết kế cho quy mô tuyến tính đến khối lượng xử lý lớn hơn tại phi công hoặc quy mô sản xuất. Bảng dưới đây liệt kê các khối lượng xử lý và kích thước thiết bị được khuyến cáo.

batch Khối lượng Tốc độ dòng Thiết bị khuyến nghị
0.2L 0.25 đến 2m3/ hr UIP1000hd, UIP2000hd
0.2L Từ 1 tới 8m3/ hr UIP4000
N.A. Từ 4 đến 30m3/ hr UIP16000
N.A. 30m trên3/ hr Cụm UIP10000 hoặc là UIP16000