Hielscher tecnologia de ultra-som

Geração de emulsões por cavitação ultra-sônica

Uma ampla gama de produtos intermédios e de consumo, tais como cosméticos e loções para a pele, pomadas, vernizes, tintas e lubrificantes e combustíveis são baseadas no todo ou em parte de emulsões. Hielscher fabrica maiores processadores de líquidos ultra-sônicos industriais do mundo para o emulsificante eficiente dos fluxos de grande volume em plantas de produção.

No laboratório, o poder de emulsificação de ultra-som tem sido conhecido e aplicado por muito tempo. O vídeo abaixo mostra a emulsificação do óleo (amarelo) em água (vermelho) através da utilização de um dispositivo de laboratório UP400S.

 

Sistemas que consistem em vários processadores de ultra-sons de até 16.000 watts cada um, fornecer a capacidade necessária para traduzir essa aplicação laboratório para um método eficiente de produção para obtenção de emulsões finamente dispersos em fluxo contínuo ou em um lote – alcançar resultados comparáveis ​​à dos melhores homogeneizadores de alta pressão de hoje disponíveis, tais como a nova válvula de orifício. Em adição a esta alta eficiência na emulsificação contínua, dispositivos de ultra-sons Hielscher exigem manutenção muito baixa e são muito fáceis de operar e de limpar. O ultra-som não realmente apoiar a limpeza e lavagem. A energia de ultra-sons é ajustável e pode ser adaptado a produtos específicos e requisitos de emulsificação. reatores célula de fluxo reunião especial do CIP avançado (local limpo-in-) e SIP (esterilizar-in-place) requisitos estão disponíveis também.

As emulsões são dispersões de dois ou mais líquidos imiscíveis. O ultra-som altamente intensivo fornece o poder necessário para dispersar uma fase líquida (fase dispersa) em pequenas gotículas em uma segunda fase (fase contínua). Na zona de dispersão, as bolhas de cavitação implinentes causam ondas de choque intensivas no líquido circundante e resultam na formação de jatos líquidos de alta velocidade do líquido.

A fim de estabilizar as gotículas recém formadas da fase dispersa contra a coalescência, são adicionados à emulsão emulsionantes (substâncias tensoativas, tensioactivos) e estabilizadores. À medida que a coalescência das gotículas após a interrupção influencia a distribuição final do tamanho das gotículas, os emulsionantes de estabilização eficiente são utilizados para manter a distribuição final do tamanho das gotículas a um nível igual à distribuição imediatamente após a ruptura das gotículas na zona de dispersão ultra-sônica. Os estabilizadores realmente conduzem a uma maior destruição de gotículas com densidade de energia constante.

Estudos em óleo em água (fase aquosa) e água em óleo (fase oleosa) emulsões têm demonstrado a correlação entre a densidade de energia e o tamanho das gotas (por exemplo, diâmetro de Sauter). Há uma tendência clara para o tamanho das gotículas menor a aumentar a densidade de energia (clique no gráfico direito). Em níveis de densidade de energia adequadas, de ultra-som pode assim atingir um tamanho médio de gotícula inferior a 1 micron (microemulsão).

Hielscher oferece uma vasta gama de dispositivos ultra-sónicos e acessórios para a emulsificação eficiente e de dispersão de líquidos.

  • dispositivos de ultra-sons de laboratório de até 400 watts poder permitir a fácil preparação de emulsões em tubos de ensaio, vasos Eppendorf, Copos ou células de fluxo. Estes dispositivos são utilizados, principalmente, para a preparação da amostra ou estudos de viabilidade inicial e estão disponíveis para aluguer.
  • 500 e 1.000 e 2.000 watts processadores ultra-sônicos, como o UIP1000hdT definido com célula de fluxo e vários chifres de reforço e sonotrodes pode emulsionar córregos maior volume. Dispositivos como este são utilizados na optimização dos parâmetros (como: amplitude, pressão operacional, velocidade de fluxo, etc.) no topo da bancada ou escala de planta piloto.
  • processadores industriais ultra-sônicos do 2, 4, 10 e 16kW e maiores aglomerados de várias dessas unidades pode processar fluxos de volume de produção em quase qualquer nível.

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Literatura

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influência da viscosidade da fase contínua sobre a emulsificação por ultra-sons, em: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influência da pressão hidrostática e do teor de gás no emulsificação ultra-som contínuo, em: Ultrasonics Sonochemistry 8 (2001) 271-276.

Hielscher, T. (2005): Ultrasonic Produção de Dispersões Nano-size e Emulsões, In: Proceedings of Nanosystems europeus Conferência ENS’05.

Landfester, K. (2001): A geração de nanopartículas em Miniemulsions; in: Materiais Avançados 2001, a 13, n ° 10, May17th. Wiley-VCH.