अल्ट्रासोनिक Cavitation द्वारा पायसीकारी

मध्यवर्ती और उपभोक्ता उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला, जैसे सौंदर्य प्रसाधन और त्वचा लोशन, दवा मलहम, वार्निश, पेंट और स्नेहक और ईंधन पूरी तरह से या आंशिक रूप से इमल्शन पर आधारित हैं। Hielscher उत्पादन संयंत्रों में बड़ी मात्रा धाराओं के कुशल पायसीकारी के लिए दुनिया का सबसे बड़ा औद्योगिक अल्ट्रासोनिक तरल प्रोसेसर बनाती है।

अल्ट्रासोनिक पायसीकरण

प्रयोगशाला में, अल्ट्रासाउंड की पायसीकरण शक्ति को अल्ट्रासोनिक समरूपता और पायसीकरण से जुड़े विभिन्न लाभों के कारण लंबे समय तक जाना और लागू किया गया है। विश्वसनीय अल्ट्रासोनिक पायसीकरण अल्ट्रासोनिक जांच, तथाकथित sonotrodes के उपयोग पर आधारित है। अल्ट्रासोनिक जांच के माध्यम से, उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड को तरल पदार्थ में जोड़ा जाता है और ध्वनिक गुहिकायन बनाता है। अल्ट्रासोनिक या ध्वनिक कैविटेशन उच्च कतरनी बल उत्पन्न करता है, जो नैनो-आकार की बूंदों तक बड़ी बूंदों को बाधित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है। इस प्रकार, दो या दो से अधिक तरल चरणों को एक समान सबमाइक्रोन- या नैनो-पायस में मिलाया जाता है।
अल्ट्रासोनिक प्रवाह कोशिकाओं का उपयोग निरंतर प्रवाह के माध्यम से बड़ी मात्रा धाराओं प्रसंस्करण nanoemulsions के औद्योगिक उत्पादन के लिए रैखिक पैमाने के लिए अनुमति देते हैं.
मल्टीफेज कैविटेटर: अद्वितीय Hielscher प्रवाह सेल MPC48 डालने Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रवाह सेल रिएक्टरों के साथ संगत एक शक्तिशाली गौण है। सम्मिलित MPC48 का उपयोग करते हुए, छितरी हुई अवस्था को 48 कैनुला के माध्यम से अल्ट्रासोनिक गर्म क्षेत्र में पतले तरल किस्में के रूप में इंजेक्ट किया जाता है, जहां छितरी हुई चरण और निरंतर चरण को नैनोमल्शन में मिनट की बूंदों के रूप में मिलाया जाता है। अल्ट्रासोनिक प्रवाह सेल डालने MPC48 के बारे में और अधिक पढ़ें!

अल्ट्रासोनिक पायसीकरण के लाभ

एक जांच-प्रकार अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग करके अल्ट्रासोनिक पायसीकरण अन्य पायसीकारी तकनीकों पर कई फायदे प्रदान करता है:

1. बेहतर पायस स्थिरता: अल्ट्रासोनिक पायसीकरण छोटे छोटी बूंद आकार और अधिक समान छोटी बूंद वितरण बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर पायस स्थिरता और लंबे समय तक शैल्फ जीवन होता है। सबमाइक्रोन- और नैनो आकार की बूंदों को पावर अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके मज़बूती से उत्पादित किया जा सकता है।
2. ऊर्जा दक्षता: अल्ट्रासोनिक पायसीकरण के लिए अन्य पायसीकरण विधियों की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिससे यह अधिक ऊर्जा-कुशल प्रक्रिया बन जाती है।
3. अनुमापकता: अल्ट्रासोनिक पायसीकरण को आवश्यक मात्रा के आधार पर आसानी से ऊपर या नीचे बढ़ाया जा सकता है, जिससे यह प्रयोगशाला और औद्योगिक अनुप्रयोगों दोनों के लिए एक बहुमुखी प्रक्रिया बन जाती है।
4. समय बचाने वाला: अल्ट्रासोनिक पायसीकरण एक बहुत ही तेज़ प्रक्रिया हो सकती है, जिसमें तरल पदार्थ, मात्रा और उपकरण के आधार पर सेकंड से मिनटों में इमल्शन बनते हैं।
5. सर्फेक्टेंट की कम आवश्यकता: अल्ट्रासोनिक पायसीकरण सर्फेक्टेंट की आवश्यकता को कम कर सकता है, जो अक्सर इमल्शन को स्थिर करने के लिए आवश्यक होते हैं। हालांकि, कम बूंद के आकार के साथ, कण का सतह क्षेत्र बढ़ जाता है और अधिक क्षेत्र को सर्फेक्टेंट द्वारा कवर किया जाना चाहिए। अल्ट्रासोनिकेशन वैकल्पिक और उपन्यास पायसीकारी सहित लगभग किसी भी प्रकार के सर्फेक्टेंट के साथ संगत है।
6. न्यूनतम और नियंत्रणीय गर्मी उत्पादन: अल्ट्रासोनिक पायसीकरण एक गैर-थर्मल प्रक्रिया है और प्रसंस्करण के दौरान गर्मी उत्पादन से बचा जा सकता है या कुछ हद तक कम किया जा सकता है। इस प्रकार, संवेदनशील यौगिकों या अवयवों के थर्मल क्षरण का जोखिम कम हो जाता है।

प्रोब-टाइप अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग करके अल्ट्रासोनिक पायसीकरण के फायदे इसे खाद्य और पेय, फार्मास्यूटिकल्स, सौंदर्य प्रसाधन, ठीक रसायनों और ईंधन सहित विभिन्न क्षेत्रों में पायसीकरण के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प बनाते हैं।
अल्ट्रासोनिक मेयोनेज़ पायसीकरण के बारे में और अधिक पढ़ें!
सोनिकेशन का उपयोग करके पैराफिन मोम इमल्शन के उत्पादन के बारे में और पढ़ें!
अल्ट्रासोनिक्स का उपयोग करके उत्पादित पानी-इन-डीजल इमल्शन के बारे में और अधिक पढ़ें!

एक तेल-इन-वाटर (O/W) पायस (लाल पानी/पीला तेल) की अल्ट्रासोनिक तैयारी। सोनिकेशन के कुछ सेकंड अलग-अलग पानी / तेल चरणों को एक ठीक पायस में बदल देते हैं।

 
 
नीचे दिया गया वीडियो UP400S लैब अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग करके पानी (लाल) में तेल (पीला) की पायसीकरण प्रक्रिया को दर्शाता है।

एक पायस क्या है?
इमल्शन दो या दो से अधिक अमिश्रणीय तरल पदार्थों के फैलाव हैं। अत्यधिक गहन अल्ट्रासाउंड दूसरे चरण (निरंतर चरण) में छोटी बूंदों में एक तरल चरण (छितरी हुई चरण) को फैलाने के लिए आवश्यक शक्ति की आपूर्ति करता है। फैलाव क्षेत्र में, impoding cavitation बुलबुले आसपास के तरल में गहन सदमे तरंगों का कारण बनता है और उच्च तरल वेग के तरल जेट विमानों के गठन में परिणाम.

नैनो-इमल्शन – अल्ट्रासोनिकेटर के लिए एक पावर एप्लीकेशन

नैनोमल्शन बूंदों के साथ इमल्शन होते हैं जो आमतौर पर आकार में 100 नैनोमीटर से कम होते हैं। नैनोमल्शन पारंपरिक इमल्शन पर कई फायदे प्रदान करते हैं, जिसमें अद्वितीय कार्यात्मक गुण, उच्च स्थिरता, पारदर्शिता आदि शामिल हैं।
अल्ट्रासोनिकेशन पारंपरिक पायसीकरण प्रौद्योगिकियों को मात देता है, खासकर जब यह नैनोमल्शन के गठन की बात आती है। यह अल्ट्रासाउंड के अत्यधिक कुशल और ऊर्जा-गहन कार्य सिद्धांत के कारण है।

अल्ट्रासोनिक पायसीकरण का कार्य सिद्धांत

अल्ट्रासोनिक पायसीकरण प्रक्रियाएं ध्वनिक गुहिकायन की ताकतों का उपयोग करती हैं। ध्वनिक गुहिकायन उच्च तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड तरंगों के अधीन एक तरल माध्यम में छोटे बुलबुले के गठन, विकास और निहित पतन की घटना को संदर्भित करता है। इन बुलबुले का विस्फोट तीव्र स्थानीय दबाव और तापमान ढाल उत्पन्न करता है, जो उच्च-कतरनी बलों, सदमे तरंगों और सूक्ष्म जेट बना सकता है जो बड़े कणों और समूहों को छोटे कणों में तोड़ सकते हैं। बाईं ओर की तस्वीर एक तरल से भरे ग्लास कॉलम में अल्ट्रासोनिकेटर UIP1000hdT (1000 वाट) की जांच में उत्पन्न अल्ट्रासोनिक कैविटेशन को प्रदर्शित करती है।
पायसीकरण और नैनो-पायसीकरण में, ध्वनिक गुहिकायन की तीव्रता पायस में बूंदों के आकार को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। गुहिकायन बुलबुले का निहित पतन मजबूत कतरनी बल बना सकता है जो बड़ी बूंदों को छोटे लोगों में तोड़ देता है। इसके अलावा, गुहिकायन द्वारा उत्पन्न स्थानीय दबाव और तापमान ढाल भी नई बूंदों के गठन को बढ़ावा दे सकते हैं और पायस को स्थिर कर सकते हैं।
ध्वनिक गुहिकायन का अनूठा पहलू उच्च यांत्रिक या थर्मल तनाव की आवश्यकता के बिना, तरल माध्यम को स्थानीयकृत और तीव्र ऊर्जा इनपुट प्रदान करने की क्षमता है। यह इसे नैनो-पायसीकरण के लिए एक आकर्षक तकनीक बनाता है, क्योंकि यह छोटी बूंद के आकार और संकीर्ण छोटी बूंद आकार वितरण को प्राप्त करते हुए पायसीकरण प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा इनपुट को कम कर सकता है।
इन ठीक नियंत्रणीय अल्ट्रासोनिक बलों के कारण, ध्वनिक कैविटेशन नैनो-पायसीकरण के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है। स्थानीयकृत और तीव्र ऊर्जा इनपुट उत्पन्न करने की इसकी क्षमता बहुत अधिक दक्षता पर सबमाइक्रोन- और नैनो-आकार की बड़ी बूंदों को तोड़ने की अनुमति देती है।

पानी में तेल (जल चरण) और तेल में पानी (तेल चरण) इमल्शन के अध्ययन ने ऊर्जा घनत्व और छोटी बूंद के आकार (जैसे सॉटर व्यास) के बीच संबंध दिखाया है। ऊर्जा घनत्व बढ़ाने पर छोटी बूंद के आकार के लिए एक स्पष्ट प्रवृत्ति है (दाएँ ग्राफ़िक पर क्लिक करें). उपयुक्त ऊर्जा घनत्व स्तरों पर, अल्ट्रासाउंड नैनो-रेंज में औसत बूंद आकार को आसान और मज़बूती से प्राप्त कर सकता है।

कुशल पायसीकरण के लिए अल्ट्रासोनिक जांच

Hielscher कुशल पायसीकरण और बैच और प्रवाह के माध्यम से मोड में तरल पदार्थ के फैलाव के लिए जांच प्रकार ultrasonicators और सहायक उपकरण की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है।
प्रत्येक 16,000 वाट तक के कई अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर से युक्त सिस्टम, निरंतर प्रवाह में या एक बैच में बारीक छितरी हुई पायस प्राप्त करने के लिए इस प्रयोगशाला अनुप्रयोग को एक कुशल उत्पादन विधि में अनुवाद करने के लिए आवश्यक क्षमता प्रदान करते हैं – उपलब्ध आज के सर्वोत्तम उच्च दबाव वाले होमोजेनाइज़र की तुलना में परिणाम प्राप्त करना, जैसे कि नया छिद्र वाल्व। निरंतर पायसीकरण में इस उच्च दक्षता के अलावा, Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरणों को बहुत कम रखरखाव की आवश्यकता होती है और इसे संचालित करना और साफ करना बहुत आसान होता है। अल्ट्रासाउंड वास्तव में सफाई और rinsing का समर्थन करता है। अल्ट्रासोनिक शक्ति समायोज्य है और इसे विशेष उत्पादों और पायसीकरण आवश्यकताओं के अनुकूल बनाया जा सकता है। उन्नत सीआईपी (क्लीन-इन-प्लेस) और एसआईपी (स्टरलाइज-इन-प्लेस) आवश्यकताओं को पूरा करने वाले विशेष प्रवाह सेल रिएक्टर भी उपलब्ध हैं।