Technologie des ultrasons Hielscher

Génération des Émulsions par Cavitation Ultrasonique

Une large gamme de produits intermédiaires et de consommation, tels que les cosmétiques et lotions pour la peau, onguents pharmaceutiques, les vernis, les peintures et les lubrifiants et les carburants sont basés en tout ou en partie d'émulsions. Hielscher fabrique plus grands transformateurs de liquide à ultrasons industriels pour l'émulsifiant efficace des flux de volume dans les usines de production du monde.

Dans le laboratoire, la puissance d'émulsification de l'échographie a été connue et appliquée depuis longtemps. La vidéo ci-dessous montre l'émulsification d'huile (jaune) dans l'eau (rouge) à l'aide d'un dispositif de laboratoire UP400S.

 

Systèmes constitués de plusieurs processeurs à ultrasons jusqu'à 16.000 watts chacune, de fournir la capacité nécessaire pour traduire cette demande de laboratoire dans un procédé de production efficace d'obtenir des émulsions finement dispersées dans l'écoulement continu ou dans un lot – obtenir des résultats comparables à celle des meilleurs homogénéisateur à haute pression d'aujourd'hui disponibles, telles que la nouvelle vanne à orifice. En plus de cette grande efficacité dans l'émulsification continue, les appareils à ultrasons Hielscher nécessitent très peu d'entretien et sont très faciles à utiliser et à nettoyer. L'échographie ne supporte effectivement le nettoyage et le rinçage. La puissance ultrasonore est réglable et peut être adaptée aux produits et aux exigences particulières d'émulsification. réacteurs de cellule d'écoulement spéciaux répondant aux exigences avancées CIP (nettoyage en place) et SIP (stérilisation en place) sont également disponibles.

Les emulsions sont des dispersions de deux ou plusieurs liquides non miscibles. L'ultrason très intensif fournit la puissance nécessaire pour disperser une phase liquide (phase dispersée) dans de petites gouttelettes dans une seconde phase (phase continue). Dans la zone de dispersion, les bulles de cavitation implosives provoquent des ondes de choc intenses dans le liquide environnant et entraînent la formation de jets de liquide ayant une vitesse de liquide élevée.

Afin de stabiliser les gouttelettes nouvellement formées de la phase dispersée contre la coalescence, des émulsifiants (tensioactifs, surfactants) et des stabilisants sont ajoutés à l'émulsion. Comme la coalescence des gouttelettes après rupture influence la distribution finale des tailles des gouttelettes, des émulsifiants stabilisant efficacement sont utilisés pour maintenir la distribution finale des tailles de gouttelettes à un niveau égal à la distribution immédiatement après la rupture des gouttelettes dans la zone de dispersion ultrasonique. Les stabilisateurs conduisent en fait à une meilleure perturbation des gouttelettes à densité d'énergie constante.

Les études à l'huile dans l'eau (phase aqueuse) et de l'eau dans des émulsions huile (phase huileuse) ont montré que la corrélation entre la densité d'énergie et la taille des gouttelettes (par exemple le diamètre de Sauter). Il y a une nette tendance plus petite taille des gouttelettes à augmenter la densité d'énergie (cliquez à droite graphique). A des niveaux de densité d'énergie appropriées, les ultrasons peuvent ainsi atteindre une taille moyenne de gouttelettes inférieure à 1 micron (microémulsion).

Hielscher offre une large gamme d'appareils à ultrasons et accessoires pour l'émulsification efficace et la dispersion des liquides.

  • Laboratoire appareils à ultrasons jusqu'à 400 watts pouvoir permettre la préparation facile des emulsions dans des tubes à essai, les navires eppendorf, Des béchers ou des cellules d'écoulement. Ces dispositifs sont principalement utilisés pour la préparation des échantillons ou des études de faisabilité initiales et sont disponibles à la location.
  • 500 et 1000 et 2000 watts processeurs à ultrasons comme le UIP1000hdT défini avec cellule d'écoulement et diverses cornes d'appoint et sonotrodes peuvent émulsionner flux de plus grand volume. Les appareils de ce genre sont utilisés dans l'optimisation des paramètres (comme: amplitude, pression, débit, etc.) en haut de banc ou à l'échelle de l'usine pilote.
  • processeurs à ultrasons industriels de 2, 4, dix et 16 kW et des agrégats de taille de plusieurs de ces unités peuvent traiter des flux de volume de production à presque tous les niveaux.

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Littérature

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influence de la viscosité de la phase continue sur une émulsification par ultrasons, en: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001) : Influence de la pression hydrostatique et la teneur en gaz à l'émulsification par ultrasons en continu, in: Ultrasonics Sonochemistry 8 (2001) 271-276.

Hielscher, T. (2005) : La production par ultrasons de Dispersions et Emulsions Nano-Taille, Dans: Actes de nanosystèmes européens Conférence de l'ENS’05

Landfester, K. (2001) : La nouvelle génération de Nanoparticules dans miniemulsions; dans: Matériaux avancés 2001, 13, n ° 10, May17th. Wiley-VCH.