Saponification – Quá trình làm xà phòng với Ultrasonics
Saponification là quá trình hóa học của việc làm xà phòng. Đó là phản ứng trong đó nguyên liệu thô của chất béo hoặc dầu (chất béo trung tính) phản ứng với chất phản ứng kiềm để tạo thành xà phòng. Ultrasonication cải thiện xúc tác chuyển pha dẫn đến tăng tốc độ phản ứng, chuyển đổi hoàn chỉnh hơn và tránh sử dụng quá nhiều thuốc thử cơ bản như kali hydroxit (KOH) hoặc natri hydroxit (NaOH). Quá trình thủy phân kiềm ultrasonically bắt đầu có thể dễ dàng thực hiện trong sản xuất xà phòng thương mại. Lò phản ứng siêu âm cho saponification sản xuất sản lượng cao hơn trong thời gian ngắn hơn mà không sử dụng bất kỳ chất xúc tác hoặc giảm số lượng chất xúc tác được sử dụng.
Ultrasonically quảng cáo saponification
- Phản ứng nhanh hơn
- Chuyển đổi cao hơn
- Không sử dụng quá nhiều thuốc thử cơ sở
- Không sử dụng quá nhiều chất xúc tác
- Phản ứng hoàn chỉnh hơn
- Quy trình xanh
Nghiên cứu tình huống của siêu âm saponification
Các nghiên cứu khác nhau đã chỉ ra rằng sonication thúc đẩy việc saponification triglycerides vào xà phòng. Saponification siêu âm tăng tốc và tăng chuyển đổi trong khi tiết kiệm hoặc tránh sử dụng chất xúc tác. Điều này làm cho siêu âm saponification một phương pháp sản xuất hiệu quả cao.
Khởi đầu siêu âm của thủy phân kiềm của triglycerides (saponification) mà không có chất xúc tác giai đoạn
Mercantili et al. (2013) nghiên cứu những tác động của ultrasonication trên thủy phân kiềm của chất béo trung tính, được biết đến như saponification. Họ sử dụng sonication để bắt đầu thủy phân kiềm của dầu hướng dương. Kali hydroxit (KOH) đã được sử dụng như là bazơ kiềm. Nó được thể hiện rằng siêu âm có hiệu quả như là một nguồn năng lượng để bắt đầu và lái xe phản ứng, rằng một năng suất phản ứng cao có thể đạt được chỉ trong 15 phút của tổng số ứng dụng điện trong khi làm việc ở nhiệt độ môi trường xung quanh, và rằng không có phát hiện của các sản phẩm được tạo ra trong phản ứng. Việc so sánh một bồn tắm siêu âm và một ultrasonocator loại đầu dò cho thấy thăm dò siêu âm là kỹ thuật vượt trội. Nghiên cứu này cho thấy rằng sản lượng siêu âm saponification trong một chuyển đổi tốt mà không cần phải dư thừa kiềm hoặc chuyển pha xúc tác.
Thủy phân kiềm của triacylglycerol
Lò phản ứng bể siêu âm UIP2000hdT (2kW) cho saponification
- Ultrasonication kết quả trong một phản ứng saponification nhanh hơn và trong một chuyển đổi hoàn chỉnh hơn.
- Saponification bởi ultrasonication là một quá trình hóa học được sử dụng rộng rãi để sản xuất xà phòng từ các loại dầu hoặc chất béo và một cơ sở.
- Ultrasonically hỗ trợ saponification tránh việc sử dụng quá nhiều chất xúc tác cải thiện hiệu quả năng lượng tổng thể
Ultrasonically thúc đẩy giai đoạn truyền phản ứng cho saponification
Bhatkhande et al. (1998) cho thấy rằng sonication của các loại dầu thực vật như dầu đậu nành có thể được hiệu quả saponified bằng cách sử dụng nước KOH và PTCs khác nhau ở nhiệt độ phòng. Mức độ saponification được nghiên cứu bằng cách sử dụng giá trị saponification như một tham chiếu. Tối ưu hóa các thông số khác nhau chẳng hạn như thời gian, lựa chọn các chất xúc tác chuyển pha, số lượng Catalyst được sử dụng, số lượng của KOH và số lượng nước được thực hiện bằng cách sử dụng sonication và khuấy. Để nghiên cứu tác dụng của siêu âm, các saponification cũng được thực hiện ở 35 º C trong điều kiện khác nhau, cụ thể là khuấy, sonication, khuấy và sonication, và sưởi ấm ở 100 º C. Nó đã được tìm thấy rằng không đồng nhất lỏng-lỏng giai đoạn saponification của các loại dầu thực vật khác nhau bằng cách sử dụng nước KOH/CTAB đã được tăng tốc đáng kể ở 35 º C dưới sonication và khuấy.
Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!
Ultrasonicators hiệu suất cao
Hielscher Ultrasonics cung cấp thiết bị siêu âm hiệu suất cao cho phòng thí nghiệm, thí điểm và sản xuất công nghiệp. Các ultrasonicators mạnh mẽ và đáng tin cậy được sử dụng cho các phản ứng sonochemical khác nhau như saponification. Ultrasonicators loại đầu dò của Hielscher có thể được sử dụng trong chế độ hàng loạt và nội tuyến. Tất cả các thông số quá trình quan trọng – biên độ, áp suất, nhiệt – có thể được kiểm soát chính xác và đảm bảo kết quả tái sanh.
Điều khiển kỹ thuật số tự động ghi lại các thông số quá trình và lưu trữ chúng trên thẻ SD tích hợp. Cài đặt trước và điều khiển trình duyệt từ xa làm cho quá trình sonication rất đơn giản và thân thiện với người dùng.
Đối với nhiều phản ứng sonochemical một nhiệt độ nhất định phải được duy trì, do đó, kiểm soát nhiệt độ là quan trọng. Ultrasonicators kỹ thuật số của Hielscher đi kèm với một cặp nhiệt và kiểm soát nhiệt độ. Tế bào dòng chảy jacketed cho phép tản nhiệt.
Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 trong môi trường đòi hỏi khắt khe và đòi hỏi cao.
Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm:
| batch Khối lượng | Tốc độ dòng | Thiết bị khuyến nghị |
|---|---|---|
| 1 đến 500ml | 10 đến 200mL / phút | UP100H |
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400mL / phút | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 đến 20L | 00,2 đến 4L / phút | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L / phút | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 đến 100L / phút | UIP16000 |
| N.A. | lớn hơn | Cụm UIP16000 |
Bộ vi xử lý siêu âm công suất cao từ phòng thí nghiệm đến thí điểm và quy mô công nghiệp.
Văn học / Tài liệu tham khảo
- Bhatkhande, BS; Samant, Shriniwas D. (1998): siêu âm giúp PTC xúc tác saponification của các loại dầu thực vật bằng cách sử dụng dung dịch kiềm. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 5, vấn đề 1, 1998. 7-12.
- Mercantili, Laura; Séamus, Frank Davis; Higson, P. J. (2014): khởi đầu siêu âm của thủy phân kiềm của triglycerides (saponification) mà không có xúc tác giai đoạn. Tạp chí của surfactant và Deternam Vol. 17, Isssue 1, tháng Giêng 2014. 133-141.
Sự kiện đáng biết
Sonochemistry
Siêu âm điện được áp dụng cho các quá trình hóa học như tổng hợp và xúc tác (còn được gọi là tổng hợp Sono và xúc tác Sono, tương ứng) để bắt đầu và tăng cường phản ứng. Các ứng dụng khác nhau của chiếu xạ siêu âm trong tổng hợp hữu cơ đã được nghiên cứu sâu và phát triển cho sản xuất công nghiệp. Phương pháp điều trị sonochemical có thể làm tăng tốc độ phản ứng, năng suất và tính chọn lọc của các sản phẩm mong muốn trong điều kiện nhẹ hơn đáng kể. Điều này làm cho việc xử lý siêu âm một kỹ thuật chế biến hiệu quả và thân thiện với môi trường. Ultrasonically hỗ trợ giai đoạn chuyển xúc tác (PTC) được chứng minh là một quyết liệt hiệu quả hơn và phương pháp hiệu quả cho các phản ứng hữu cơ so với cùng một phản ứng tại điều kiện im lặng. Ví dụ, phản ứng Cannizarro xúc tác bởi một chất xúc tác chuyển pha hỗ trợ ultrasonically được tăng tốc đáng kể dẫn đến chuyển đổi nhanh chóng. Một ví dụ nổi bật khác là transesterification của chất béo trung tính (tức là dầu thực vật, mỡ động vật) và methanol trong sự hiện diện của KOH như chất xúc tác và siêu âm điện. Việc transesterification siêu âm sản lượng trong dầu diesel sinh học chất lượng cao được tạo ra trong một chuyển đổi nhanh chóng và một quá trình rất hiệu quả, kinh tế.
Khai thác bằng siêu âm dựa trên cavitation âm thanh và lực cắt thủy động của nó
Saponification
Saponification mô tả các phản ứng hóa học sản xuất xà phòng. Trong quá trình saponification, dầu thực vật hoặc mỡ động vật được chuyển thành muối axit béo – "xà phòng" – và glycerol, đó là một rượu. Phản ứng đòi hỏi một giải pháp của một cơ sở kiềm (ví dụ, NaOH hoặc KOH) trong nước và cũng có nhiệt để bắt đầu phản ứng.
Các bước phản ứng của saponification là như sau:
- Các cuộc tấn công nucleophilic của các este axit béo của hydroxit
- Rời bỏ nhóm
- Khử
Phản ứng saponification được sử dụng thương mại để sản xuất xà và mỡ bôi trơn.
Trong khi natri hydroxit cứng xà phòng và kali hydroxit mềm được sử dụng để làm sạch hàng ngày, cũng có xà phòng đặc biệt được sản xuất bằng cách sử dụng các hydroxit kim loại khác. Ví dụ, xà-lithium và xà dịch canxi được sử dụng làm mỡ bôi trơn. Ngoài ra còn có “xà xà phòng phức tạp” bao gồm một hỗn hợp của xà soaps kim loại.
thủy phân
Thủy phân liên quan đến phản ứng của một hóa chất hữu cơ với nước để tạo thành hai hoặc nhiều chất mới và thường có nghĩa là sự phân cắt của trái phiếu hóa học bằng việc bổ sung nước. Este có thể được được phân cắt trở lại thành một axit cacboxylic và rượu bằng cách phản ứng với nước và một cơ sở. Xà phòng được sản xuất bằng thủy phân của este của chất béo hoặc dầu.
Cơ sở kiềm
Các chất phản ứng cơ sở kiềm (lyes) được yêu cầu cho các saponification của các loại dầu và chất béo. Các triglycerides được phản ứng với một cơ sở – natri hoặc kali hydroxit – để sản xuất glycerol và muối axít béo, cái gọi là "xà phòng". Kali hydroxit là một hợp chất vô cơ với công thức Koh, và thường được gọi là Potash ăn da. Natri hydroxit (NaOH) là một cơ sở mạnh prototypical khác. Khi sử dụng natri hydroxit, một xà phòng cứng được sản xuất, trong khi việc sử dụng kali hydroxit kết quả trong xà phòng mềm.
Chất phản ứng vs
Phản ứng là một chất được sử dụng hoặc tiêu thụ trong một cảm xúc hóa học. So với một thuốc thử, một chất phản ứng được yêu cầu với số lượng lớn hơn. Thuốc thử là một chất được sử dụng để bắt đầu một phản ứng, để hỗ trợ phản ứng và được tiêu thụ trong một phản ứng, đối với các chất xúc tác không được tiêu thụ trong phản ứng.