Emulsiya qilish uchun ultratovushli emulsifikatsiya uskunasining ta'sir etuvchi omillari va afzalliklari

Emulsiya ikki aralashmaydigan suyuqliklarning dispersiyasi bo'lib, ulardan biri ikkinchisida mayda tomchilar yoki zarrachalar shaklida tarqalib, aralash suyuqlik hosil qiladi. Bir-biriga aralashmaydigan suyuqlikning boshqa aralashmaydigan suyuqlikda tarqalishi jarayoni emulsifikatsiya deyiladi. Emulsiyalarning hosil bo'lishi suyuqlik emulsifikatsiyasining zaruriy jarayonini talab qiladi, bu doimiy fazada katta tomchilarning dispers fazasini parchalash uchun mexanik kesishdan foydalanadi.

loson

Ultrasonik emulsifikatsiya - bu emulsiyalashning texnik vositasi, ya'ni yuqori{0}}chastotali tebranish asbob boshiga ultratovush transduser orqali qo'llaniladi, shunda emulsiya hosil qilish uchun ikkita aralashmaydigan suyuqlik aralashtiriladi. An'anaviy emulsifikatsiya usullari, ya'ni oddiy mexanik aralashtirish bilan solishtirganda, sonikatsiya kichikroq o'lchamdagi tomchilarni hosil qilishi mumkin va fakoemulsifikatsiya odatda boshqa usullarga qaraganda barqaror emulsiyani ta'minlash uchun kamroq miqdordagi sirt faol moddalarni talab qiladi.

01

Ultrasonik emulsifikatsiyaga ta'sir qiluvchi omillar

Sonikatsiyaga ta'sir qiluvchi va nazorat qiluvchi turli omillar ultratovush quvvati, vaqt, sonikatsiya chastotasi va emulsiya haroratini o'z ichiga oladi.

tovush chastotasi

20 dan 40 kHz gacha bo'lgan chastota eng yaxshi emulsifikatsiyani keltirib chiqaradi, ya'ni past chastotalarda kesish kuchi emulsifikatsiyaga ko'proq ta'sir qiladi. Ultrasonik chastotaning oshishi bilan pufakchalarning kengayishi va qulashi uchun zarur bo'lgan vaqt kamayadi va shu bilan kesish darajasini pasaytiradi. Yuqori chastotalarda kavitatsiya chegarasi ortadi va sonikatsiya jarayoni kamroq samarali bo'ladi, chunki kavitatsiyani boshlash uchun ko'proq quvvat talab qilinadi. Ultrasonik emulsifikatsiya uskunalari 20 dan 40 kHz chastotada tanlanishi mumkin va turli chastotali asboblar boshlari maxsus dasturga muvofiq tanlanishi mumkin.

Ultrasonik quvvat

Ultrasonik quvvat emulsiya emulsifikatsiyasi samaradorligini nazorat qiluvchi asosiy omillardan biridir. Ultrasonik quvvat oshgani sayin, dispers fazaning tomchi hajmi kamayadi. Biroq, kirish quvvati 200 Vt dan katta bo'lsa, kichikroq emulsiya tomchilari kattaroq tomchilarga to'planadi. Buning sababi shundaki, ko'p miqdordagi kavitatsiya pufakchalari, juda yuqori energiya zichligi, tomchilar konsentratsiyasining ortishi va bu sharoitlarda tomchilar orasidagi to'qnashuvlarning yuqori tezligi. Shuning uchun fakoemulsifikatsiya paytida optimal quvvatni aniqlash juda muhimdir. Gomogenizatsiya vaqtining oshishi bilan kichik tomchilarning paydo bo'lishi ham ortadi. Bir xil energiya zichligida, barqaror emulsiya hosil bo'lishida ularning samaradorligini tekshirish uchun ikkita emulsifikatsiya usulini solishtirish mumkin.

Eritma harorati

Fakoemulsifikatsiya jarayonida eritma haroratining o'rtacha ko'tarilishi eritmaning oraliq kuchlanishi va yopishqoqligining pasayishiga olib keladi, aralashtirishni osonlashtiradi va kavitatsiya pufakchalari soni ko'payadi. Ushbu tendentsiyalar umumiy emulsifikatsiya jarayoni uchun juda foydali. Shu bilan birga, doimiy ravishda ortib borayotgan haroratning emulsifikatsiyaga ta'siri ham zararli bo'lishi mumkin: harorat oshishi bilan kavitatsiya yadrolari soni ortadi va pufakchalar ichidagi havo bosimi ham ortadi, natijada zarba to'lqini susayadi va ko'p sonli hosil bo'ladi. pufakchalar. Bu qabariq portlaganda erishilgan maksimal bosimni pasaytiradi. Pufakchalarda bug'lanish miqdori ko'payganligi sababli, pufakchalarning qulashi kamroq zo'ravon bo'lib qoladi, bu esa kesish kuchlarini va emulsifikatsiya samaradorligini pasayishiga olib keladi.

Sonikatsiya vaqti

Umuman olganda, fakoemulsifikatsiya vaqtining oshishi dispers fazali tomchilarning hajmini pasayishiga olib keladi. Vaqt o'tishi bilan eritmadagi ultratovush energiyasining miqdori ham ortib bordi, buning natijasida singan tomchilar soni ko'paydi va emulsiya tomchilari hajmi kamayadi. Biroq, ma'lum bir ishlov berish vaqtidan, ya'ni optimal ishlov berish vaqtidan oshib ketganda, yuqori tomchi konsentratsiyasi va tomchilar orasidagi to'qnashuvlarning tarqalishi tufayli kichikroq tomchilar kattaroq tomchilarga birlashadi.

02

Ultrasonik emulsifikatsiyaning afzalliklari

An'anaviy emulsifikatsiya texnikasi va jihozlaridan farqli o'laroq, fakoemulsifikatsiyaning afzalliklari aniq.

Emulsifikatsiya ta'sirini yaxshilang

Depending on the droplet size of the dispersed phase, emulsions can be classified into microemulsions (10–100 nm), nanoemulsions (100–1000 nm), and macroemulsions (0.5–100 μm). Ultrasound is an effective method to reduce the particle size of dispersions and emulsions. Ultrasonic emulsification equipment can obtain emulsions with small particle size (only 0.2–2 μm) and narrow droplet size distribution (0.1–10 μm), and the use of emulsifiers can also increase the concentration of the emulsion by 30 percent to 70 percent .

Kengaytirilgan emulsiya barqarorligi

Asosan, emulsiyalar kinetik jihatdan beqaror, o'z-o'zidan hosil bo'lmaydi va agar ularning barqarorligi nazorat qilinmasa, ularning tarkibiy fazalariga bo'linadi. Shuning uchun dispers fazaning yangi hosil bo'lgan tomchilarini koalessensiyaga qarshi barqarorlashtirish uchun emulsiyaga emulsifikatorlar va stabilizatorlar qo'shiladi. Fakoemulsifikatsiya barqaror emulsiyalarni olish uchun kam yoki umuman emulsifikatorni talab qilmaydi. Sonikatsiyadan so'ng, emulsiya bir necha oy yoki yarim yildan ko'proq vaqt davomida barqaror bo'lib qolishi mumkin.

Emulsiya turini nazorat qiling

Muayyan sharoitlarda ultratovush texnikasi yordamida emulsiyalarning "-yog'dagi-suvdagi" ham, "yog'{2}}suvdagi-" turlarini ham ishlab chiqarish mumkin. An'anaviy emulsifikatsiya usuli faqat emulsifikator qo'shish orqali emulsiyaning xususiyatlarini nazorat qilishi mumkin va emulsiya turini oddiy mexanik usullar bilan o'zgartirib bo'lmaydi. Ultrasonik emulsifikatsiya uskunalari emulsifikatsiya jarayonini yanada qulay va moslashuvchan qiladi.

Kam quvvat sarfi

The power consumption of ultrasonic emulsification is smaller, and the power consumption required to manufacture the same volume of emulsion is smaller than that of a high-pressure homogenizer. To manufacture an emulsion with a capacity of 4.55 m3/h and droplets of 1 μm size, such as using ultrasonic emulsification technology, only a driving force of 57 HP can be required at a working pressure of 10.514.1kg/cm2, but a high-pressure homogenizer is 70.3351.6kg. However, a driving force of 4050 HP is required at a working pressure of / cm2, so the use of phacoemulsification technology can reduce a lot of energy consumption.

Emulsifikatsiya samaradorligini oshirish

Ultrasonic emulsification can produce emulsions that cannot be produced by ordinary emulsification methods. As the energy density increases, the droplet size decreases. At appropriate energy density levels, phacoemulsification technology can achieve average droplet sizes of less than 1 μm. Ultrasound makes the entire emulsification process faster and produces a higher-purity emulsion.