یک امولسون شامل دو مایع غیر قابل احتاط است که به خوبی در یکدیگر پراکنده می شوند. برای عایق های آب روغنی، فاز روغنی (فاز پراکنده) به طور مساوی به فاز آبی (فاز پیوسته) مخلوط می شود. امولسیلیفی های مافوق صوت به خوبی تثبیت شده برای آماده سازی امولسون های نفت در آب و نانو امولسون. امولسون های مافوق صوت برتری توسط پراکنده قطره یکنواخت و ثبات بلند مدت بنابراین به طور گسترده ای در آزمایشگاه ها و صنعت استفاده می شود.

اولتراسونیک نفت در آب امولسون

در بسیاری از محصولات مصرفی مانند مواد غذایی، نوشیدنی ها، لوازم آرایشی، دارویی و غیره و همچنین در صنعت (مانند علم مواد، پلیمرها، رنگ ها، پوشش ها، شیمی ریز و غیره) به طور گسترده ای استفاده می شود.

تعریف عایق نفت در آب

یک امولسون روغن در آب مخلوطی است که در آن یک فاز روغنی در آب یا مایع آبی دیگری پراکنده می شود. قطره های کوچک نفت در فاز آب (فاز پیوسته) به خوبی پراکنده می شوند تا این امولسون نفت در آب ایجاد شود. اگر روغن (فاز پراکنده) در آب (فاز پیوسته) پراکنده شود، یک املسون نفت در آب است؛ اگر قطره های آب به یک فاز پیوسته روغنی اضافه شوند، به آن یک امولسون آب در روغن می نامند.
برای امولسیون های نفت در آب، کیفیت امولسیون حاصل به فرمولاسیون (نسبت نفت:آب، عامل امولزاسیون) و تکنیک امولسیون بستگی دارد. امولسیفیرهای مافوق صوت از حفره صوتی استفاده می کنند که با نیروهای شدید برشی بالا و اغتشاشات در مایع مشخص می شود. این نیروهای بسیار شدید دو فاز مایع غیر قابل تقلید را به قطره های دقیقه ای مختل می کنند و آن ها را به طور یکنواخت با یکدیگر مخلوط می کنند. اولسیفیکاسیون مافوق صوت به راحتی می تواند ذرات به اندازه نانو با اندازه قطره پایین به 10nm تولید. اندازه قطره بسیار کوچک و همگن، حتی توزیع اندازه قطره از امولسیون های مافوق صوت آماده تبدیل فراصوت به تکنیک امولسیفیکاسیون ترجیح داده شده است.
 

منحنی کفش توزیع قطره در مقیاس نانو از اولتراسونیک پراکنده نفت در آب nanoemulsion. این امولسون مافوق صوت شامل در نعناع اسانس در فاز آب مداوم.

مزایای اولسیفیکاسیون مافوق صوت

امولیزاسیون مافوق صوت برتری دیگر تکنیک های emulsifying مانند همگن سازی با فشار بالا، مخلوط کردن برشی بالا و میکروفلوئیدیزاسیون توسط بهره وری، تولید سازگار از نانو قطره، ثبات با تکانش بالا و قابلیت برای درمان هر حجم از لوله های کوچک و منقار به جریان های بزرگ است.
به عنوان مثال، لی و شیانگ (2019) در مطالعه مقایسه ای خود را از همگن سازی با فشار بالا و اولسیفیکاسیون مافوق صوت است که عملکرد فراصوت در یکنواخت تر، اولسسیون پایدار نشان داد. تجمع در امولسیون های روغن در آب نارگیل تنها پس از قرار گرفتن در معرض همگن سازی با فشار بالا ظاهر شد، در حالی که امولسیون ساخته شده توسط اولسیفیکاسیون مافوق صوت در طول ذخیره سازی ۳۰ روز پایدار ماند.
هنگامی که در مقایسه با بی قراری مکانال, emulsions آماده شده توسط تکنیک مافوق صوت یافت شد پایدار تر برای مدت زمان طولانی تر زمانی که در مقایسه با emulsions آماده شده توسط بی قراری مکانیکی است که می تواند به اندازه قطره کوچک است که ترمودینامیکی تثبیت نسبت داده. تکنیک مافوق صوت را با ثبات تر از روش بی قراری مکانیکی مرسوم است. (cf. Ramisetty and Shyamsunder, 2011)
اوسولیوان و همکارانش (۲۰۱۵) در مطالعه خود نشان می دهند که امولسیون مافوق صوت به طور مداوم باعث تولید امولسیون های زیرمیکرون (کمتر از ۲۰۰ نی متر) شده است. با این حال، نانو امولسون ها با اندازه قطره یکنواخت ۱۰nm را می توان به راحتی و قابل اعتماد در شرایط بهینه سازی شده به دست آورد. اندازه قطره از اولتراسونیک تولید emulsions تابعی از زمان پردازش و دامنه مافوق صوت برای هر دو دسته و پردازش مداوم است.

آماده سازی مافوق صوت از روغن در آب (O / W) emulsion (آب قرمز / روغن زرد). چند ثانیه فراصوت فازهای جداگانه آب/روغن را به یک امولاسیون ریز تبدیل می کند.

اصل کار از اولسیفیکاسیون مافوق صوت

تولید مافوق صوت از امولاسیون ها و نانو امولاسیون ها (مانند نفت در آب و آب در روغن) بر اساس اصل کار حفره صوتی است. به منظور ایجاد حفره صوتی، با شدت بالا، سونوگرافی با فرکانس پایین توسط یک فرستنده سونوگرافی تولید می شود و از طریق شاخ مافوق صوت و کاوشگر (sonotrode) به یک مایع منتقل می شود. سونوگرافی با قدرت بالا در محدوده 16-30kHz در نظر گرفته شده است. کاوشگر سونوگرافی گسترش می یابد و منقبض می شود به عنوان مانند، در ۲۰kHz، در نتیجه به ترتیب ۲۰٬۰ ارتعاش در ثانیه به محیط منتقل می شود. هنگامی که امواج مافوق صوت را از طریق مایع سفر, متناوب فشار بالا (فشرده سازی) / کم فشار (کمیاب / انبساط) چرخه ایجاد حفره دقیقه (حباب خلاء), که بیش از چندین چرخه فشار رشد. در طول فاز فشرده سازی مایع و حباب ها، فشار مثبت است، در حالی که فاز کمیاب کشش یک خلاء (فشار منفی) تولید می کند. در طول چرخه های فشرده سازی-انبساط، حفره های داخل مایع رشد می کنند تا زمانی که به اندازه ای برسند که در آن نمی توانند انرژی بیشتری را جذب کنند. در این مرحله، آنها با خشونت نفوذ می کنند. implosion از آن حفره نتایج در اثرات مختلف بسیار پر انرژی, که به عنوان پدیده حفره صوتی / مافوق صوت شناخته شده. حفره صوتی با اثرات چند برابر بسیار پر انرژی مشخص, که تاثیر مایع مایع, جامد مایع و گاز مایع سیستم. منطقه انرژی متراکم یا منطقه حفره ای به اصطلاح منطقه نقطه داغ شناخته می شود، که بیشتر انرژی متراکم در مجاورت نزدیک کاوشگر مافوق صوت است و با افزایش فاصله از sonotrode کاهش می یابد. ویژگی های اصلی حفره مافوق صوت عبارتند از محلی رخ می دهد درجه حرارت بسیار بالا و فشار و دیال مربوطه, اغتشاشات, و جریان مایع. در طول نفوذ حفره های مافوق صوت در نقاط داغ مافوق صوت، درجه حرارت تا 5000 کلوین، فشار تا 200 جو و جت مایع با تا 1000km/h را می توان اندازه گیری. این شرایط برجسته انرژی شدید کمک به اثرات sonomechanical که تشدید فرایندها با مخلوط کردن بسیار موثر, پراکنده و emulsifying. نیروهای براری مافوق صوت، جریان مایع و اغتشاشات، قطره ها را مختل می کند و آن ها را به طور یکنواخت با یکدیگر مخلوط می کند. امواج فراصوت با عملکرد بالا تولید قابل اعتماد نانو قطره با توزیع اندازه یکنواخت. این باعث می شود فراصوت روش ترجیح داده شده برای آماده سازی نفت در آب املسیون / نانو امولسیون با ثبات با استفاده از روش بالا و ماندگاری.

اثرات شدت مافوق صوت بر کیفیت املسون

کیفیت امولسون عمدتاً با پایداری آن مشخص می شود. به نوبه خود پایداری املاسیون عامل توزیع اندازه قطره و فرمولاسیون امولاسیون است.
شدت فراصوت، به عنوان یک دامنه و مدت زمان فراصوت، عوامل مهمی هستند که بر کیفیت امولاسیون به دست آمده تاثیر می گذارد.
در تحقیقات، اولسیفیکاسیون مافوق صوت به دو فاز تقسیم می شود: در طول مرحله اول، ترکیبی از امواج بین صورت و بی پایداری رالی-تیلور رخ می دهد که باعث فوران قطره های فاز پراکنده به فاز پیوسته می شود.
در طول مرحله دوم، قطره ها از طریق حفره صوتی در نزدیکی فازهای مرزی قطره شکسته می شوند. اثرات شدید اختلال قطره و مخلوط کردن ناشی از امواج شوک حفره ای تولید اندازه قطره بسیار کوچک است. شدت مافوق صوت, دامنه, و زمان فراصوت مسئول تاثیر به دست آمده از حفره و در نتیجه با نفوذ ترین پارامترهای در مورد emulsification ریز اندازه. Hielscher مافوق صوت صنعتی پردازنده های مافوق صوت می تواند دامنه های بسیار بالا ارائه. دامنه تا 200μm به راحتی می تواند به طور مداوم در 24/7 عمل اجرا شود. حتی برای دامنه های بالاتر، sonotrodes مافوق صوت سفارشی در دسترس هستند.

با کارایی بالا مافوق صوت امولسیفیرها

اولسیفیکاسیون مافوق صوت یک فناوری پردازش قابل اعتماد است، که تولید امولسیون های با کیفیت بالا را با قطره های زیرمیکرون و به اندازه نانو تسهیل و تسریع می کند. Hielscher Ultrasonics نمونه کارها را پوشش می دهد طیف کامل از سونوگرافی آزمایشگاه جمع و جور به سیستم های صنعتی برای برنامه های کاربردی emulsification. این اجازه می دهد تا ما را در Hielscher به شما ارائه مافوق صوت مناسب ترین برای کیفیت پیش بینی شده خود را و ظرفیت فرایند. کارکنان با تجربه طولانی مدت ما شما را از آزمون امکان سنجی و بهینه سازی فرایند به نصب و راه اندازی سیستم مافوق صوت خود را در سطح تولید نهایی کمک کند.
پا چاپ کوچک از استخراج مافوق صوت ما و همچنین تطبیق پذیری خود را در گزینه های نصب و راه اندازی آنها را حتی به امکانات پردازش فضای کوچک مناسب. پردازنده های مافوق صوت در سراسر جهان در مواد غذایی، فارما و امکانات تولید مکمل های تغذیه ای نصب شده است.

شرکت Hielscher Ultrasonics – سیستم های پیچیده امولسیون

Hielscher مافوق صوت نمونه کارها محصول را پوشش می دهد طیف کاملی از امولسیفیزر مافوق صوت با عملکرد بالا از مقیاس کوچک به بزرگ. لوازم جانبی اضافی اجازه می دهد برای مونتاژ آسان از مناسب ترین پیکربندی دستگاه مافوق صوت برای فرایند emulsification خود را. راه اندازی مافوق صوت مطلوب در ظرفیت پیش بینی شده بستگی دارد, حجم, مواد اولیه, دسته یا فرایند خط و جدول زمانی.

دسته و اینلاین

امولسیفیزرهای مافوق صوت Hielscher را می توان برای دسته ای و مداوم جریان از طریق پردازش استفاده می شود. پردازش دسته ای مافوق صوت ایده آل برای تست فرایند، خوش بینی و سطح تولید کوچک تا اواسط اندازه است. برای تولید حجم زیادی از امولسون ها، پردازش اینلاین ممکن است سودمندتر باشد. یک فرایند مخلوط کردن خط مداوم نیاز به یک راه اندازی پیچیده دارد – متشکل از پمپ، شیلنگ یا لوله و مخازن -، اما آن را بسیار کارآمد، سریع است و نیاز به کار به طور قابل توجهی کمتر است. Hielscher Ultrasonics تا به مناسب ترین راه اندازی emulsification برای حجم امولسیون و اهداف فرایند خود را.

کاوشگرها و راکتورهای مافوق صوت برای تقلید در هر اندازه

Hielscher مافوق صوت محدوده محصول را پوشش می دهد طیف کاملی از پردازنده های مافوق صوت از سونوگرافی آزمایشگاه جمع و جور بیش از نیمکت بالا و سیستم های آزمایشی به پردازنده های مافوق صوت به طور کامل صنعتی با ظرفیت پردازش truckloads در هر ساعت. محدوده محصول کامل اجازه می دهد تا ما را به شما ارائه امولسیفر مافوق صوت مناسب ترین برای ظرفیت فرایند و اهداف تولید خود را.
سیستم های نیمکت مافوق صوت ایده آل برای امکان سنجی تست و بهینه سازی فرایند. مقیاس خطی بر اساس پارامترهای فرایند ایجاد شده باعث می شود آن را بسیار آسان برای افزایش امکانات پردازش از لات های کوچکتر به تولید کاملا تجاری است. تا پوسته پوسته شدن را می توان با نصب یک واحد استخراج مافوق صوت قوی تر و یا خوشه بندی چند مافوق صوت به موازات انجام می شود. با UIP16000, Hielscher ارائه می دهد قوی ترین emulsifier مافوق صوت در سراسر جهان.

دامنه های دقیقا قابل کنترل برای نتایج مطلوب

تمام Ultrasonicators Hielscher هستند دقیقا قابل کنترل و در نتیجه اسب کار قابل اعتماد در تولید. دامنه یکی از پارامترهای فرایند بسیار مهم است که تحت تاثیر قرار بهره وری و اثربخشی اولسیفیکاسیون مافوق صوت دامنه یک عامل بسیار مهم است, که تحت تاثیر قرار کیفیت تقلید مافوق صوت قاطعانه. تمام پردازنده های اولتراسونیک Hielscher اجازه می دهد برای تنظیم دقیق دامنه. Sonotrodes و بوق تقویت کننده لوازم جانبی است که اجازه می دهد برای تغییر دامنه در محدوده حتی گسترده تر است. پردازنده های مافوق صوت صنعتی Hielscher می تواند دامنه های بسیار بالا ارائه و ارائه شدت مافوق صوت مورد نیاز برای برنامه های کاربردی خواستار. دامنه تا 200μm به راحتی می تواند به طور مداوم در 24/7 عمل اجرا شود.
تنظیمات دامنه دقیق و نظارت دائمی از پارامترهای فرایند مافوق صوت از طریق نرم افزار هوشمند به شما این امکان را برای درمان امولسون خود را با شرایط موثر ترین مافوق صوت. فراصوت بهینه برای بهترین نتایج emulsification!
استحکام تجهیزات مافوق صوت Hielscher اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار. این باعث می شود تجهیزات مافوق صوت Hielscher یک ابزار کار قابل اعتماد است که انجام الزامات تقلید خود را.

آسان، تست بدون خطر

فرایندهای مافوق صوت را می توان به طور کامل خطی مقیاس. این بدان معنی است که هر نتیجه ای که شما با استفاده از آزمایشگاه و یا نیمکت بالا مافوق صوت به دست آورد، می تواند به دقیقا همان خروجی با استفاده از پارامترهای فرایند دقیقا همان مقیاس. این باعث می شود فراصوت ایده آل برای تست امکان سنجی بدون خطر, بهینه سازی فرایند و پیاده سازی پس از آن را به تولید تجاری. تماس با ما برای یادگیری چگونه فراصوت می تواند تولید امولاسیون خود را بهبود بخشد.

بالاترین کیفیت – طراحی و ساخت در آلمان

به عنوان یک کسب و کار متعلق به خانواده و خانواده اداره ، Hielscher اولویت بندی بالاترین استانداردهای کیفیت برای پردازنده مافوق صوت آن است. همه ultrasonicators طراحی شده اند ، تولید و به طور کامل در دفتر مرکزی ما در Teltow در نزدیکی برلین ، آلمان مورد آزمایش قرار. نیرومندی و قابلیت اطمینان تجهیزات اولتراسونیک Hielscher آن را یک اسب کار در تولید خود را. 24/7 عملیات تحت بار کامل و در محیط های خواستار یک ویژگی طبیعی میکسر با کارایی بالا Hielscher است.

جدول زیر به شما می دهد که نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ما: