Генерисање емулзија ултразвучном кавитацијом
Širok spektar posrednih i potrošačkih proizvoda, kao što su kozmetička i kožne percije, farmaceutske masti, lakovi, boje i maziva i gorivo su bazirane u potpunosti ili u sklopu emulzija. Hielscher proizvodi najveće industrijske ultrasonske tečni procesori na svetu za efikasno emulsovanje velikih tokova jačine zvuka u proizvodnim pogonima.
U laboratoriji, snaga emulsifikacije je poznata i dugo je zatvorena. Video zapis ispod pokazuje emulsifikaciju ulja (žuta) u vodu (crveno) koristeći UP400S lab uređaj.
Sistema koji čine nekoliko ultrasonični procesori od do 16.000 Votsa Svaki, obezbedi kapacitet potreban da se ova laboratorijska aplikacija prevede u efikasan metod proizvodnje kako bi se obezbedili fino raspršene emulzije u kontinuiranom toku ili u grupi – postizanje rezultata uporednih sa današnjim najboljim homogenizerima visokog pritiska, kao što je novi ventil za usnice. Pored ove visoke efikasnosti u kontinuiranom emulsaciji, Hielscher ultrasonični uređaji zahtevaju veoma slabo održavanje i veoma su laki za rad i čišćenje. Ultrazvuk zapravo podržava čišćenje i ispiranje. Ultrazvučna moć je podesiva i može se prilagoditi posebnim zahtevima proizvoda i emulsizacije. Specijalne ćelijske reaktori sastaju se na raspolaganju napredni CIP (čisto mesto) i SIP (sterilizna-mjesto).
Emulzije su udaljene od dve ili više neproćivih tečnosti. Visokointenzivan ultrazvuk obezbeđuje snagu neophodnu za razmnožnje tečne faze (raspršene faze) u malim kapljicima u drugoj fazi (neprekidna faza). U zoni širenja, neprobojni mehurići se dovode u kraj sa intenzivnim talasom u okolnim tečima i rezultira formiranjem tečnih aviona visoke tečne brzine.
U cilju stabilizacija novoosnovanih kapljika faze razloplanog, emulgatora (površinske aktivne supstance, surfactants) i stabilizatori se dodaju emulzije. S obzirom na to da su se sjedinili kapljice nakon ometanja, završna raspodela veličine, efikasno stabilizacija emulgatora koriste se za održavanje završne raspodele veličine na nivou koji je jednak raspodeli odmah nakon poremećaj kapljice u ultrasonovu zonu za raspršivanje. Stabilizatori u stvari dovode do poboljšanja poremećaja dropleta kod stalne gustine energije.
Studije o nafti u vodi (vodofazi) i vodootporni na ulje (ulje u fazi ulja) su pokazale korelaciju između gustine energije i veličine kapljice (npr. prečnik). Postoji jasna tendencija za manju promenu veličine pri povećanju energetske gustine (Kliknite na desnu grafiku). Na odgovarajućem nivou gustine, ultrazvuk može da ostvari srednju vrednost veličine ispod 1 mikrona (mikroemulzije).
Hielscher nudi širok spektar ultrasonovih uređaja i pribora za efikasnu emulsaciju i rasterivanje tečnosti.
- Лаборатори ултразвучни уређаји до 400 Vots napajanje omogućava laku pripremu emulzije na testu-cevi, Eppendorf sudovi, pčelice ili ćelije toka. Ovi uređaji se uglavnom koriste za pripremu uzorka ili početne studije izvodljivosti i dostupni su za iznajmljivanje.
- 500 и 1.000 и 2.000 вати ултразвучни процесоре као што је UIP1000hdT komplet sa ćelijom toka i razne rogove i sonotrodije mogu da emulira veće tokove volumena. Uređaji kao što je ovaj koriste se u optimizaciji parametara (kao što su: pojačanje, operativna pritisak, brzina protoka itd.) na nivou klupe ili pilotske biljke.
- индустријски ултразвучни процесори od 2, 4, 10 и 16кВ и веће скупине неколико таквих јединица могли да обрадимо производни стреама скоро сваком нивоу.
Литература
Behrend, O., Schubert, H. (2000): Uticaj kontinuirane faze viskoznosti na emulsifikaciju po ultrazvuku, u: Ultrasonics Sonohemija 7 (2000) 77-85.
Behrend, O., Schubert, H. (2001): Uticaj hidrostatičkog pritiska i gasnih sadržaja na stalnu ULTRAZVUČNU emulsaciju, u: Ultrasonics Sonohemija 8 (2001) 271-276.
Hielscher, T. (2005): Ultrasonova produkcija-Raspršivosti i emulzije u odnosu na Nano, u: postupci Evropske Nanosystems konferencije ENS’05.
Landfester, K. (2001): Generacija Nanopčlanaka u Miniemulzije; u: napredni materijali 2001, 13, broj 10, May17th. Viley-VCH.