Generació d'emulsions per ultrasons de cavitació

Una àmplia gamma de productes intermedis i de consum, com els cosmètics i locions per a la pell, ungüents farmacèutics, vernissos, pintures i lubricants i combustibles es basen en tot o en part de les emulsions. Hielscher manufactures industrials més grans del món, els processadors d'ultrasons líquids per al funcionament eficient dels fluxos de fos de gran volum a les plantes de producció.

En el laboratori, el poder de emulsificació de l'ecografia ha estat conegut i aplicat per molt de temps. El vídeo a la dreta (feu clic aquí per vídeo més gran) Mostra l'emulsió d'oli (groc) a l'aigua (en vermell) utilitzant un dispositiu de laboratori UP400S. Sistemes formats per diverses processadors ultrasònics de fins a 16.000 watts de cada un, proporcionen la capacitat necessària per traduir aquesta aplicació en el laboratori un mètode de producció eficients per obtenir emulsions finament dispersos en flux continu o en un lot - obtenir resultats comparables a la dels millors actuals d'alta pressió disponible homogeneïtzadors, com l'orifici de la vàlvula nova. A més d'aquesta alta eficiència en la emulsificació contínua, els dispositius d'ultrasons Hielscher requereixen un manteniment molt baixos i són molt fàcils d'operar i netejar. L'ultrasò és realment el suport de la neteja i rentat. L'energia ultrasònica és ajustable i es pot adaptar als productes i els requisits particulars de emulsificació. Els reactors de la cèl lula especial de flux de la reunió de la CIP avançada (neteja en el lloc) i SIP (esterilització al lloc) els requisits estan disponibles, també.

Les emulsions són dispersions de dos o més líquids immiscibles. D'ultrasons d'alta intensitat subministra l'energia necessària per dispersar a una fase líquida (fase dispersa) en petites gotes en una segona fase (fase contínua). A la zona de dispersió, les bombolles de cavitació implosió causa ones de xoc intensiu en el líquid que envolta i donar lloc a la formació de dolls de líquid d'alta velocitat del líquid. Per tal d'estabilitzar la recent formació de gotetes de la fase dispersa en contra de la fusió, emulgents (la superfície de les substàncies actives, de superfície) i els estabilitzadors s'afegeixen a l'emulsió. Com la coalescència de les gotes d'aigua després del trencament final influeix en la distribució de mida de gota, de manera eficient l'estabilització dels emulsionants s'utilitzen per mantenir la final de distribució de mida de gota en un nivell que és igual a la distribució immediatament després de la interrupció de les gotes a la zona de dispersió de ultrasò. Estabilitzadors realment condueixen a la interrupció de gota millorat en la densitat d'energia constant.

Estudis en oli en aigua (fase aquosa) i aigua en oli (fase oliosa) les emulsions han demostrat la correlació entre la densitat d'energia i mida de gota (per exemple, diàmetre de Sauter). Hi ha una clara tendència de mida de gota en l'augment de la densitat d'energia (feu clic al gràfic de la dreta). En els nivells de densitat adequada de l'energia, l'ultrasò i pot assolir una mida mitjana de gotes sota de 1 micron (microemulsió).

Hielscher ofereix una àmplia gamma de dispositius d'ultrasons i accessoris per a la emulsificació eficient i de dispersió dels líquids.

Aparells de laboratoris d'ultrasons de fins a 400 watts poder permetre la fàcil preparació d'emulsions en tubs d'assaig, Els vaixells de Eppendorf, Gots o cèl lules de flux. Aquests dispositius s'utilitzen principalment per a la preparació de mostres o estudis de viabilitat inicial i estan disponibles per a lloguer.
500 i 1.000 i 2.000 Watts processadors ultrasònics com el UIP1000hd conjunt amb cel la de flux i banyes de reforç i diversos sonotrodes poden emulsionar rierols major volum. Dispositius com aquest es fan servir en l'optimització dels paràmetres (com ara: amplitud, pressió d'operació, cabal, etc) a la tapa del banc o l'escala de planta pilot.
Els processadors industrials d'ultrasons de 2, 4, 10 i 16kW i més grans grups de diverses unitats d'aquest tipus pot processar fluxos de volum de producció en gairebé qualsevol nivell.

Literatura

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influència de la viscositat de fase contínua en la emulsificació per ultrasò, a: Ultrasons Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influència de la pressió hidrostàtica i contingut de gas a la emulsificació per ultrasò continu, a: Ultrasons Sonochemistry 8 (2001) 271-276.

Hielscher, T. (2005): Ultrasons producció de nano-emulsions i dispersions Mida de, A: Actes de la Conferència Europea de Nanosistemes ENS'05.

Landfester, K. (2001): La Generació de nanopartícules en Miniemulsions, a: Materials Avançats de 2001, 13, n º 10, May17th. Wiley-VCH.