Hielscher Siêu âm
Chúng tôi sẽ vui mừng thảo luận về quá trình của bạn.
Gọi cho chúng tôi: +49 3328 437-420
Gửi thư cho chúng tôi: info@hielscher.com

Sản xuất siêu âm của cellulose cấu trúc nano

Nanocellulose, một chất phụ gia hiệu suất cao đáng chú ý, đã trở nên nổi bật với các ứng dụng linh hoạt của nó như một chất điều chỉnh lưu biến, chất gia cố và thành phần chính trong các vật liệu tiên tiến khác nhau. Những sợi có cấu trúc nano này, có nguồn gốc từ bất kỳ nguồn chứa cellulose nào, có thể được phân lập hiệu quả thông qua siêu âm đồng nhất và phay công suất cao. Quá trình này, được gọi là sonication, tăng cường đáng kể rung động, dẫn đến năng suất nanocellulose cao hơn và tạo ra các sợi mịn hơn, mỏng hơn. Công nghệ siêu âm vượt qua các phương pháp sản xuất thông thường, nhờ khả năng tạo ra lực cắt cao cực lớn, làm cho nó trở thành một công cụ đặc biệt để sản xuất nanocellulose.

Sản xuất siêu âm Nanocellulose

Ultrasonics công suất cao góp phần vào việc khai thác và cô lập micro- và nano-cellulose từ các nguồn khác nhau của vật liệu xenlulo như gỗ, sợi lignocellulosic (sợi bột giấy), và cellulose có chứa dư lượng.
Để giải phóng sợi thực vật từ nguyên liệu nguồn, siêu âm MàiĐồng nhất hóa là một phương pháp mạnh mẽ và đáng tin cậy, cho phép xử lý khối lượng rất lớn. Bột giấy được đưa vào lò phản ứng sonore nội tuyến, nơi lực cắt cao siêu âm phá vỡ cấu trúc tế bào của sinh khối để chất xơ trở nên có sẵn.

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.




UIP2000hdT là một bộ phân tán siêu âm mạnh mẽ được sử dụng để khử kết tụ nanocellulose.

Bùn nanocellulose được phân tán đáng tin cậy bằng cách sử dụng ultrasonication. Hình ảnh cho thấy sonicator hiệu suất cao UIP2000hdT trong một thiết lập hàng loạt.

Hình 1 dưới đây cho thấy hình ảnh TEM của “Bông không bao giờ khô” (NDC) được đệ trình để thủy phân enzyme và sonicated với một Máy sonicator loại đầu dò Hielscher UP400S trong 20 phút.
[Bittencourt et al. 2008]

Nanocellulose cho thấy các đặc tính vượt trội do tỷ lệ bề mặt/khối lượng cao. Công nghệ siêu âm Hielscher là một phương pháp đáng tin cậy và hiệu quả để sản xuất nanocellulose và nano tinh thể cellulose.

Hình ảnh TEM của “Bông không bao giờ khô” (NDC) đệ trình thủy phân enzyme và sonicated với Hielscher sonicator UP400S trong 20 phút. [Bittencourt et al. 2008]

Hình 2 dưới đây cho thấy hình ảnh SEM của một màng viscose, được gửi đến quá trình thủy phân enzyme, tiếp theo là sonication với mô hình sonicator Hielscher UP400S.
[Bittencourt et al. 2008]

Sản xuất siêu âm vật liệu tổng hợp xenlulo nano.

Hình ảnh SEM của một màng viscose, được đưa vào quá trình thủy phân enzym, sau đó là siêu âm với UP400S [Bittencourt et al. 2008]

Xử lý nanocellulose siêu âm cũng có thể được kết hợp thành công với xử lý sợi oxy hóa TEMPO. Trong quá trình TEMPO, sợi nano cellulose được sản xuất bởi một hệ thống oxy hóa sử dụng 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl-1-oxyl (TEMPO) làm chất xúc tác, và natri bromua (NaBr) và natri hypochlorite (NaOCl). Nghiên cứu đã chứng minh rằng hiệu quả oxy hóa được cải thiện đáng kể khi quá trình oxy hóa được tiến hành dưới chiếu xạ siêu âm.

Siêu âm phân tán của Nanocellulose

Sự phân tán nanocellulose thể hiện một hành vi lưu biến phi thường do độ nhớt cao của nó ở nồng độ nanocellulose thấp. Điều này làm cho nanocellulose trở thành một chất phụ gia rất thú vị như chất điều chỉnh lưu biến, chất ổn định và chất bôi trơn cho các ứng dụng khác nhau, ví dụ như trong lớp phủ, giấy hoặc ngành công nghiệp thực phẩm. Để thể hiện các tính chất độc đáo của nó, nanocellulose phải
Siêu âm phân tán là phương pháp lý tưởng để thu được nanocellulose phân tán đơn, kích thước tốt. Vì nanocellulose có độ mỏng cắt cao, siêu âm điện là công nghệ thích hợp hơn để xây dựng huyền phù nanocellulosic vì khớp nối siêu âm công suất cao thành chất lỏng tạo ra lực cắt cực lớn.
Bấm vào đây để tìm hiểu thêm về siêu âm cavitation trong chất lỏng!
Sau khi tổng hợp cellulose tinh thể nano, nanocellulose thường được phân tán siêu âm vào môi trường lỏng, ví dụ như dung môi không phân cực hoặc phân cực như dimethylformamide (DMF), để tạo thành sản phẩm cuối cùng (ví dụ nanocomposite, chất điều chỉnh lưu biến, v.v.) Vì CNF được sử dụng làm chất phụ gia trong các công thức đa dạng, sự phân tán đáng tin cậy là rất quan trọng. Ultrasonication tạo ra các sợi phân tán ổn định và đồng đều.

Ultrasonically cải thiện khử nước của sợi nano cellulose

Ultrasonically tăng cường khử nước của sợi nano cellulose là một kỹ thuật tiên tiến giúp cải thiện đáng kể hiệu quả của việc loại bỏ nước – Làm cho sợi nano cellulose trở thành một chất phụ gia rất hấp dẫn để sản xuất giấy nano. Sợi nanocellulose, thường yêu cầu khử nước tốn nhiều thời gian do khả năng giữ nước cao. Bằng cách áp dụng sóng siêu âm, quá trình này được tăng tốc thông qua việc tạo ra các lực xâm thực mạnh, phá vỡ ma trận nước và tạo điều kiện trục xuất nước nhanh hơn, đồng đều hơn. Điều này không chỉ làm giảm thời gian sấy mà còn tăng cường tính toàn vẹn cấu trúc và tính chất cơ học của sợi nano cellulose thu được, làm cho nó trở thành một phương pháp hiệu quả cao trong sản xuất giấy nano chất lượng cao và các vật liệu nano khác.
Tìm hiểu thêm về khử nước siêu âm của giấy nano!

Sản xuất Nanocellulose công nghiệp bằng siêu âm điện

Hielscher Ultrasonics cung cấp một loạt các giải pháp siêu âm mạnh mẽ và đáng tin cậy, từ ultrasonicators quy mô phòng thí nghiệm nhỏ đến các hệ thống công nghiệp quy mô lớn, lý tưởng cho việc xử lý thương mại của nanocellulose. Ưu điểm chính của sonicators loại thăm dò công nghiệp Hielscher nằm ở khả năng cung cấp các điều kiện siêu âm tối ưu thông qua các lò phản ứng dòng chảy của chúng, có nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau. Các lò phản ứng này đảm bảo rằng năng lượng siêu âm được áp dụng nhất quán và đồng đều cho vật liệu cellulose, dẫn đến kết quả xử lý vượt trội.

Máy âm thanh để bàn Hielscher, chẳng hạn như UIP1000hdT, UIP2000hdT và UIP4000hdT, có khả năng sản xuất vài kg nanocellulose mỗi ngày, làm cho chúng phù hợp với nhu cầu sản xuất quy mô trung bình. Đối với sản xuất thương mại quy mô lớn, các đơn vị công nghiệp đầy đủ như UIP10000 và UIP16000hdT có thể xử lý các dòng khối lượng lớn, cho phép sản xuất hiệu quả khối lượng lớn nanocellulose.

Một trong những lợi thế đáng kể nhất của hệ thống siêu âm Hielscher là khả năng mở rộng tuyến tính của chúng. Cả hai băng ghế dự bị và ultrasonicators công nghiệp có thể được cài đặt trong cụm, cung cấp khả năng xử lý hầu như không giới hạn, làm cho chúng trở thành một lựa chọn lý tưởng cho các hoạt động đòi hỏi thông lượng cao và hiệu suất đáng tin cậy trong sản xuất nanocellulose.

3 bước để xử lý siêu âm thành công: Tính khả thi- Tối ưu hóa - Mở rộng quy mô (Nhấp vào để phóng to!)

Xử lý siêu âm: Hielscher hướng dẫn bạn từ tính khả thi và tối ưu hóa đến sản xuất thương mại!

Lợi ích siêu âm:

  • mức độ rung cao
  • năng suất nanocellulose cao
  • sợi mỏng
  • Sợi tách rời
Xử lý siêu âm nano cellulose góp phần cô lập, rung, phân tán và xây dựng. (Nhấp vào để phóng to!)

Xử lý siêu âm

Các thiết bị siêu âm như UP400S của Hielscher được sử dụng để sản xuất nanocellulose

Ultrasonicator phòng thí nghiệm của Hielscher UP400S (400W, 24kHz)

Hỏi thêm thông tin

Vui lòng sử dụng mẫu dưới đây để yêu cầu thêm thông tin về sonicators để xử lý nanocellulose, chi tiết ứng dụng, dữ liệu kỹ thuật và giá cả. Chúng tôi sẽ vui mừng thảo luận về quá trình nanocellulose của bạn với bạn và cung cấp cho bạn một sonicator đáp ứng yêu cầu của bạn!












Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi:

Khối lượng hàng loạt Tốc độ dòng chảy Thiết bị được đề xuất
0.5 đến 1,5mL N.A. LọTweeter
1 đến 500mL 10 đến 200ml / phút UP100H
10 đến 2000mL 20 đến 400ml / phút UP200Ht, UP400ST
0.1 đến 20L 0.2 đến 4L / phút UIP2000hdT
10 đến 100L 2 đến 10L / phút UIP4000hdt
15 đến 150L 3 đến 15L / phút UIP6000hdT
N.A. 10 đến 100L / phút UIP16000
N.A. Lớn Cụm UIP16000


Nanocellulose là gì?

Nanocellulose bao gồm các loại sợi nano cellulose (CNF) khác nhau, có thể được phân biệt trong cellulose vi sợi (MFC), cellulose tinh thể nano (NCC) và nanocellulose vi khuẩn. Loại thứ hai đề cập đến cellulose có cấu trúc nano được sản xuất bởi vi khuẩn.
Nanocellulose cho thấy các tính chất nổi bật như độ bền và độ cứng phi thường, độ kết tinh cao, thixotropy, cũng như nồng độ nhóm hydroxyl cao trên bề mặt của nó. Nhiều đặc tính hiệu suất cao của nanocellulose là do tỷ lệ bề mặt / khối lượng cao của nó.
Nanocellulose được sử dụng rộng rãi trong y học và dược phẩm, điện tử, màng, vật liệu xốp, giấy và thực phẩm vì tính sẵn có, tương thích sinh học, phân hủy sinh học và tính bền vững của chúng. Do đặc tính hiệu suất cao, nanocellulose là một vật liệu thú vị để gia cố nhựa, cải thiện các tính chất cơ học của ví dụ như nhựa nhiệt rắn, ma trận dựa trên tinh bột, protein đậu nành, mủ cao su hoặc poly (lactide). Đối với các ứng dụng composite, nanocellulose được sử dụng cho lớp phủ và màng, sơn, bọt, bao bì. Hơn nữa, nanocellulose là một thành phần đầy hứa hẹn để tạo ra aerogel và bọt, trong các công thức đồng nhất hoặc trong vật liệu tổng hợp.
Abreviations:
Cellulose tinh thể nano (NCC)
Sợi nano cellulose (CNF)
Cellulose vi sợi (MFC)
Râu Nanocellulose (NCW)
Tinh thể nano cellulose (CNC)

Văn học / Tài liệu tham khảo

Chúng tôi sẽ vui mừng thảo luận về quá trình của bạn.

Hãy liên hệ.