Generación de emulsiones por ultrasonidos de cavitación

Una amplia gama de productos intermedios y de consumo, como los cosméticos y lociones para la piel, ungüentos farmacéuticos, barnices, pinturas y lubricantes y combustibles se basan en todo o en parte de las emulsiones. Hielscher manufacturas industriales más grandes del mundo, los procesadores de ultrasonidos líquidos para el funcionamiento eficiente de los flujos de fundido de gran volumen en las plantas de producción.

En el laboratorio, el poder de emulsificación de la ecografía ha sido conocido y aplicado por mucho tiempo. El vídeo a la derecha (haga clic aquí para vídeo más grande) Muestra la emulsión de aceite (amarillo) en el agua (en rojo) usando un dispositivo de laboratorio UP400S. Sistemas formados por varias procesadores ultrasónicos de hasta 16.000 vatios de cada uno, proporcionan la capacidad necesaria para traducir esta aplicación en el laboratorio un método de producción eficientes para obtener emulsiones finamente dispersos en flujo continuo o en un lote - obtener resultados comparables a la de los mejores actuales de alta presión disponible homogeneizadores, como el orificio de la válvula nueva. Además de esta alta eficiencia en la emulsificación continua, los dispositivos de ultrasonidos Hielscher requieren un mantenimiento muy bajos y son muy fáciles de operar y limpiar. El ultrasonido es realmente el apoyo de la limpieza y lavado. La energía ultrasónica es ajustable y se puede adaptar a los productos y los requisitos particulares de emulsificación. Los reactores de la célula especial de flujo de la reunión de la CIP avanzada (limpieza en el lugar) y SIP (esterilización en el lugar) los requisitos están disponibles, también.

Las emulsiones son dispersiones de dos o más líquidos inmiscibles. De ultrasonido de alta intensidad suministra la energía necesaria para dispersar a una fase líquida (fase dispersa) en pequeñas gotas en una segunda fase (fase continua). En la zona de dispersión, las burbujas de cavitación implosión causa ondas de choque intensivo en el líquido que rodea y dar lugar a la formación de chorros de líquido de alta velocidad del líquido. Con el fin de estabilizar la reciente formación de gotitas de la fase dispersa en contra de la fusión, emulgentes (la superficie de las sustancias activas, de superficie) y los estabilizadores se añaden a la emulsión. Como la coalescencia de las gotas de agua después de la rotura final influye en la distribución de tamaño de gota, de manera eficiente la estabilización de los emulsionantes se utilizan para mantener la final de distribución de tamaño de gota en un nivel que es igual a la distribución inmediatamente después de la interrupción de las gotas en la zona de dispersión de ultrasonido. Estabilizadores realmente conducen a la interrupción de gota mejorado en la densidad de energía constante.

Estudios en aceite en agua (fase acuosa) y agua en aceite (fase oleosa) las emulsiones han demostrado la correlación entre la densidad de energía y tamaño de gota (por ejemplo, diámetro de Sauter). Hay una clara tendencia de menor tamaño de gota en el aumento de la densidad de energía (haga clic en el gráfico de la derecha). En los niveles de densidad adecuada de la energía, el ultrasonido y puede alcanzar un tamaño promedio de gotas debajo de 1 micrón (microemulsión).

Hielscher ofrece una amplia gama de dispositivos de ultrasonidos y accesorios para la emulsificación eficiente y de dispersión de los líquidos.

Aparatos de laboratorios de ultrasonidos de hasta 400 watts poder permitir la fácil preparación de emulsiones en tubos de ensayo, Los buques de Eppendorf, Vasos o células de flujo. Estos dispositivos se utilizan principalmente para la preparación de muestras o estudios de viabilidad inicial y están disponibles para alquiler.
500 y 1.000 y 2.000 Watts procesadores ultrasónicos como el UIP1000hd conjunto con celda de flujo y cuernos de refuerzo y varios sonotrodes pueden emulsionar arroyos mayor volumen. Dispositivos como este se utilizan en la optimización de los parámetros (tales como: amplitud, presión de operación, caudal, etc) en la tapa del banco o la escala de planta piloto.
Los procesadores industriales de ultrasonidos de 2, 4, 10 y 16kW y más grandes grupos de varias unidades de este tipo puede procesar flujos de volumen de producción en casi cualquier nivel.

Literatura

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influencia de la viscosidad de fase continua en la emulsificación por ultrasonido, en: Ultrasonidos Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influencia de la presión hidrostática y contenido de gas en la emulsificación por ultrasonido continuo, en: Ultrasonidos Sonochemistry 8 (2001) 271-276.

Hielscher, T. (2005): Ultrasonidos producción de nano-emulsiones y dispersiones Tamaño de, En: Actas de la Conferencia Europea de Nanosistemas ENS'05.

Landfester, K. (2001): La Generación de nanopartículas en Miniemulsions, en: Materiales Avanzados de 2001, 13, n º 10, May17th. Wiley-VCH.