Emulsionarea prin cavitație cu ultrasunete

O gamă largă de produse intermediare și de consum, cum ar fi produsele cosmetice și loțiuni pentru piele, unguente farmaceutice, lacuri, vopsele și lubrifianți și combustibili se bazează integral sau parțial din emulsii. Hielscher produce cele mai mari procesoare lichide industriale cu ultrasunete din lume pentru eficienta emulsionarea a fluxurilor de volum mare în instalațiile de producție.

In laborator, puterea de emulsionare de ultrasunete a fost cunoscut și aplicat pentru mult timp. Clipul de mai jos arată emulsionarea uleiului (galben) în apă (roșu), prin utilizarea unui dispozitiv de laborator UP400S.

Sistemele care constau din mai multe procesoare cu ultrasunete de până la 16.000 de wați fiecare, asigura capacitatea necesară pentru a traduce această aplicație de laborator într-o metodă de producție eficientă pentru a obține emulsii fin dispersate în flux continuu sau într-un lot – obținerea unor rezultate comparabile cu cea de astăzi cele mai bune omogenizatoare de înaltă presiune disponibile, cum ar fi noua valva orificiu. În plus față de această eficiență ridicată în emulsionarea continuă, dispozitive cu ultrasunete Hielscher necesită o întreținere foarte scăzută și sunt foarte ușor de operat și pentru a curăța. Ultrasunetele acceptă de fapt, curățarea și clătire. Puterea cu ultrasunete este reglabil și poate fi adaptat la anumite produse și cerințe emulsifiere. reactoare flux de celule speciale care îndeplinesc avansate CIP (loc curat-în-) și SIP (sterilizați-in-loc), cerințele sunt disponibile, de asemenea.

Emulsiile sunt dispersii de două sau mai multe lichide nemiscibile. Ecografia ultra intensivă furnizează energia necesară pentru a dispersa o fază lichidă (fază dispersată) în picături mici într-o a doua fază (fază continuă). În zona de dispersie, bulele de cavitație implante produc unde de șoc intensive în lichidul din jur și duc la formarea jeturilor de lichid cu viteză mare de lichid.

Pentru a stabiliza picăturile nou formate din faza dispersată împotriva coalescență, se adaugă emulgatori (substanțe active de suprafață, surfactanți) și stabilizatori la emulsie. Ca coalescența picăturilor după perturbările influențează distribuția finală dimensiunii picăturilor, emulgatori stabilizatori eficient sunt folosite pentru a menține distribuția finală dimensiunii picăturilor la un nivel care este egal cu distribuția imediat după întreruperea picăturilor în zona de dispersie cu ultrasunete. Stabilizatorii duce de fapt la perturbarea picăturilor îmbunătățite la o densitate de energie constantă.

Studii la ulei în apă (faza de apă) și apă în ulei (faza uleioasă) emulsiile au arătat corelația dintre densitatea de energie și dimensiunea picăturii (de exemplu Sauter diametru). Există o tendință clară de dimensiunea picăturii mai mică la creșterea densității de energie (click pe grafic dreapta). La niveluri adecvate de densitate de energie, cu ultrasunete poate realiza o bine dimensiunea medie a picăturilor de sub 1 micron (microemulsie).

Hielscher oferă o gamă largă de dispozitive cu ultrasunete și accesorii pentru eficiente emulsionarea și dispersarea lichidelor.

• dispozitive cu ultrasunete de laborator de până la 400 wați puterea permite prepararea ușoară a emulsii în eprubete, navele Eppendorf, Sau celule mensure de flux. Aceste dispozitive sunt utilizate în principal pentru pregătirea probei sau a studiilor de fezabilitate inițiale și sunt disponibile pentru închiriere.
• 500 de și 1000 și 2000 wați procesoare cu ultrasunete, cum ar fi UIP1000hdT set cu flux de celule și diverse coarne de rapel și sonotrodes pot emulsifica fluxuri de volum mai mare. Dispozitivele de acest tip sunt utilizate în optimizarea parametrilor (cum ar fi: amplitudine, presiune operațională, debit etc.), în partea de sus banc sau statie pilot.
• procesoare cu ultrasunete industriale de 2. 4. 10 și 16kW și grupuri mai mari de câteva astfel de unități pot procesa fluxuri de volum de producție la aproape orice nivel.

Literatură

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influența vâscozității fazei continue asupra emulsionarea cu ultrasunete, in: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influența presiunii hidrostatice și a conținutului de gaz pe emulsificare cu ultrasunete continuu, în: ultrasunetelor Sonochemistry 8 (2001) 271-276.

Hielscher, T. (2005): Producerea ultrasunete dispersiilor Nano-size și Emulsii, În: Lucrările Conferinței europene nanosisteme ENS’05.

Landfester, K. (2001): Generarea Nanoparticulele în Miniemulsions; în: Materiale Avansate 2001, 13, nr 10, May17th. Wiley-VCH.