Ultragarso emulsijos įrangos veiksniai ir privalumai emulsijos

Emulsija yra dviejų nesunaikiamų skysčių, iš kurių vienas yra išsklaidytas kitoje smulkių lašelių ar dalelių pavidalu, dispersija, sudaranti mišrų skystį. Vieno nepriekaištingo skysčio sklaidos procesas kitame nepriekaištingame skystyje vadinamas emulsija. Emulsijų susidarymui reikalingas skystos emulsijos procesas, kuris naudoja mechaninę žirklę, kad suskaidytų išsklaidytą didelių lašelių fazę ištisinėje fazėje.

losjonas

Ultragarso emulsija yra techninė emulsijos priemonė, ty aukšto dažnio vibracija taikoma įrankio galvutei per ultragarsinį keitiklis, kad du nesunaikinami skysčiai būtų sumaišyti, kad susidarytų emulsija. Palyginti su tradiciniais emulsijos metodais, t. Y. Paprastu mechaniniu maišymu, ardymo metu gali generuoti mažesnio dydžio lašelius, o fakoemulsija paprastai reikalauja mažesnio paviršinio aktyvumo medžiagų kiekio, kad būtų užtikrinta stabili emulsija nei kiti metodai.

01

Veiksniai, turintys įtakos ultragarso emulsijai

Įvairūs veiksniai, turintys įtakos ir kontroliuojantys ardymo, yra ultragarso galia, laikas, ardymo dažnis ir emulsijos temperatūra.

garso dažnis

20–40 kHz dažnis sukuria geriausią emulsifikaciją, ty žemesniais dažniais šlyties jėga turi didesnį poveikį emulsijai. Didėjant ultragarso dažniui, laikas, reikalingas burbulams plėstis ir žlugti, mažėja, taip sumažinant kirpimo laipsnį. Aukštesniais dažniais padidėja kavitacijos riba, o ardymo procesas yra mažiau efektyvus, nes kavitacijai inicijuoti reikia daugiau galios. Ultragarso emulsijos įrangą galima pasirinkti nuo 20 iki 40 kHz dažnio, o skirtingų dažnių įrankių galvutės gali būti parenkamos pagal konkrečią programą.

Ultragarso galia

Ultragarso galia yra vienas iš pagrindinių veiksnių, kontroliuojančių emulsijos emulsijos efektyvumą. Didėjant ultragarso galiai, išsklaidytos fazės lašelių dydis mažėja. Tačiau, kai galios įvestis yra didesnė nei 200 W, mažesni emulsijos lašeliai sujungiami į didesnius lašelius. Taip yra dėl didelio kavitacijos burbuliukų skaičiaus, labai didelio energijos tankio, padidėjusios lašelių koncentracijos ir didelio lašelių susidūrimo tokiomis sąlygomis. Todėl labai svarbu nustatyti optimalią galią fakoemulsijos metu. Didėjant homogenizacijos laikui, taip pat didėja mažų lašelių generavimas. Tuo pačiu energijos tankiu galima palyginti du emulsijos metodus, kad būtų galima ištirti jų efektyvumą stabilioje emulsijos formavime.

Tirpalo temperatūra

Fakoemulsijos metu nedidelis tirpalo temperatūros padidėjimas sumažina tarpfazinę įtempimą ir tirpalo klampumą, todėl lengviau maišyti ir padidina kavitacijos burbuliukų skaičių. Šios tendencijos yra labai naudingos bendram emulsijos procesui. Tačiau nuolat didėjančios temperatūros poveikis emulsifikacijai taip pat gali būti žalingas: kavitacijos branduolių skaičius didėja didėjant temperatūrai, taip pat padidėja oro slėgis burbuliukų viduje, todėl smūgio banga susiautina ir susidaro daug burbuliukų. Tai sumažina maksimalų slėgį, pasiektą, kai burbulas sprogsta. Dėl padidėjusio garavimo kiekio burbuluose burbuliukų žlugimas tampa mažiau smurtinis, o tai lemia mažesnes šlyties jėgas ir emulsijos efektyvumą.

Ardymo laikas

Apskritai, padidinus fazoemulsijos laiką, sumažėja išsklaidytų fazių lašelių dydis. Laikui bėgant ultragarso energijos kiekis tirpale taip pat padidėjo, todėl padidėjo skaldytų lašelių skaičius ir sumažėjo emulsijos lašelių dydis. Tačiau pasibaigus tam tikrą apdorojimo laikui, t. y. viršijant optimalų apdorojimo laiką, mažesni lašeliai susijungs į didesnius lašelius dėl didelės lašelių koncentracijos ir lašelių susidūrimų paplitimo.

02

Ultragarso emulsijos privalumai

Skirtingai nuo tradicinių emulsijos metodų ir įrangos, fakoemulsijos nauda yra akivaizdi.

Emulsifikacijos efekto gerinimas

Priklausomai nuo išsklaidytos fazės lašelių dydžio, emulsijos gali būti klasifikuojamos į mikroemulsijas (10–100 nm), nanoemulsijas (100–1000 nm) ir makroemulsijas (0,5–100 μm). Ultragarsas yra veiksmingas būdas sumažinti dispersijos ir emulsijos dalelių dydį. Ultragarso emulsijos įranga gali gauti emulsijas su mažomis dalelėmis (tik 0,2–2 μm) ir siauru lašelių dydžio pasiskirstymu (0,1–10 μm), o emulsiklių naudojimas taip pat gali padidinti emulsijos koncentraciją nuo 30% iki 70%.

Sustiprintas emulsijos stabilumas

Iš esmės emulsijos yra kinetiškai nestabilios, neatsidaro spontaniškai ir atskiriamos į jų sudedamąsias fazes, jei jų stabilumas nėra kontroliuojamas. Todėl, siekiant stabilizuoti naujai suformuotus išsklaidytos fazės lašelius nuo susivienijimo, emulsikliai ir stabilizatoriai pridedami prie emulsijos. Fakoemulsija reikalauja mažai arba jokio emulsikatoriaus, kad gautų stabilias emulsijas. Po ardymo emulsija gali išlikti stabili kelis mėnesius arba ilgiau nei pusę metų.

Emulsijos tipo valdymas

Tam tikromis sąlygomis ultragarso metodais gali būti gaminamos tiek "vandenyje aliejuje", tiek "aliejuje vandenyje" emulsijos. Tradicinis emulsijos metodas gali kontroliuoti emulsijos savybes tik pridedant emulsiklį, o emulsijos tipas negali būti pakeistas tik mechaniniais metodais. Ultragarso emulsijos įranga daro emulsijos procesą patogesnį ir lankstesnį.

Mažas energijos suvartojimas

Ultragarso emulsijos energijos suvartojimas yra mažesnis, o energijos suvartojimas, reikalingas tam pačiam emulsijos kiekiui gaminti, yra mažesnis nei aukšto slėgio homogenizeris. Norint pagaminti 4,55 m3/h talpos emulsiją ir 1 μm dydžio lašelius, pvz., naudojant ultragarso emulsijos technologiją, 10 514,1 kg/cm2 darbiniame slėgyje gali prireikti tik 57 AG varomoji jėga, tačiau aukšto slėgio homogenizeris yra 70,3351,6 kg. Tačiau 4050 AG varomoji jėga reikalinga esant / cm2 darbiniam slėgiui, todėl fakoemulsification technologijos naudojimas gali sumažinti daug energijos suvartojimo.

Emulsijos efektyvumo didinimas

Ultragarso emulsija gali sukelti emulsijas, kurių negalima gaminti įprastais emulsijos metodais. Didėjant energijos tankiui, lašelių dydis mažėja. Esant tinkamam energijos tankio lygiui, fakoemulsijos technologija gali pasiekti vidutinius lašelių dydžius, mažesnius nei 1 μm. Ultragarsas pagreitina visą emulsijos procesą ir sukuria didesnio grynumo emulsiją.