Påverka faktorer och fördelar med ultraljud emulgeringsutrustning för att göra emulsion

En emulsion är en spridning av två omisskännliga vätskor, varav den ena sprids i den andra i form av fina droppar eller partiklar och bildar en blandad vätska. Processen att sprida en omisskännlig vätska i en annan omisskännlig vätska kallas emulgering. Bildandet av emulsioner kräver den nödvändiga processen för flytande emulgering, som använder mekanisk skjuvning för att bryta upp den spridda fasen av stora droppar i den kontinuerliga fasen.

Lotion

Ultraljud emulgering är ett tekniskt sätt att emulgering, det vill säga högfrekvent vibration appliceras på verktygshuvudet genom en ultraljudsgivare, så att två omisskännliga vätskor blandas för att bilda en emulsion. Jämfört med traditionella emulgering tekniker, dvs vanliga mekaniska omrörning, ultraljudsbehandling kan generera droppar av mindre storlek, och phacoemulsification kräver vanligtvis lägre mängder tensid för att ge en stabil emulsion än andra tekniker.

01

Faktorer som påverkar ultraljud emulgering

Olika faktorer som påverkar och kontroll ultraljudsbehandling inkluderar ultraljud makt, tid, ultraljudsbehandling frekvens och emulsion temperatur.

ljudfrekvens

Frekvensen på 20 till 40 kHz ger den bästa emulgering, det vill säga vid lägre frekvenser har skjuvkraften en större effekt på emulgering. När ultraljudsfrekvensen ökar minskar den tid som krävs för att bubblorna ska expandera och kollapsa, vilket minskar graden av klippning. Vid högre frekvenser ökar kavitation tröskeln och ultraljudsbehandlingsprocessen är mindre effektiv som mer makt krävs för att initiera kavitation. Ultraljud emulgeringsutrustning kan väljas från 20 till 40 kHz frekvens, och olika frekvens verktygshuvuden kan väljas enligt den specifika applikationen.

Ultraljud makt

Ultraljud makt är en av de viktigaste faktorerna som styr emulsion emulgering effektivitet. När ultraljudskraften ökar minskar droppstorleken på den spridda fasen. Men när effekttillförseln är större än 200 W aggregeras de mindre emulsionsdropparna i större droppar. Detta beror på det stora antalet kavitationsbubblor, extremt hög energitäthet, ökad droppkoncentration och höga kollisionshastigheter mellan droppar under dessa förhållanden. Därför är det mycket viktigt att bestämma den optimala kraften under phacoemulsification. När homogeniseringstiden ökar ökar också genereringen av små droppar. Vid samma energitäthet kan de två emulgeringsteknikerna jämföras för att undersöka deras effektivitet i stabil emulsionsbildning.

Lösningstemperatur

Under phacoemulsification resulterar en måttlig ökning av lösningstemperaturen i en minskning av lösningens interfaciala spänning och viskositet, vilket gör det lättare att blanda och öka antalet kavitationsbubblor. Dessa trender är mycket fördelaktiga för den övergripande emulgeringsprocessen. Effekten av kontinuerligt ökande temperatur på emulgering kan dock också vara skadlig: antalet kavitationskärnor ökar med ökande temperatur, och lufttrycket inuti bubblorna ökar också, vilket resulterar i dämpning av chockvågen och skapandet av ett stort antal bubblor. Detta minskar det maximala trycket som uppnås när bubblan imploderar. På grund av den ökade mängden avdunstning i bubblorna blir bubblornas kollaps mindre våldsam, vilket leder till minskade skjuvkrafter och emulgeringseffektivitet.

Ultraljudstid

I allmänhet resulterar en ökning av phacoemulsifieringstiden i en minskning av storleken på de spridda fasdropparna. Med tiden ökade mängden ultraljudsenergi i lösningen också, vilket resulterade i en ökning av antalet trasiga droppar och en minskning av storleken på emulsionsdropparna. Men utöver en viss bearbetningstid, dvs.

02

Fördelar med ultraljud emulgering

Till skillnad från traditionella emulgeringstekniker och utrustning är fördelarna med phacoemulsification uppenbara.

Förbättra emulgeringseffekten

Beroende på droppstorleken på den spridda fasen kan emulsioner klassificeras i mikroemulsioner (10–100 nm), nanoemulsioner (100–1000 nm) och makroemulsioner (0,5–100 μm). Ultraljud är en effektiv metod för att minska partikelstorleken på dispersioner och emulsioner. Ultraljud emulgering utrustning kan erhålla emulsioner med liten partikelstorlek (endast 0,2-2 μm) och smal droppstorlek fördelning (0,1-10 μm), och användningen av emulgeringsmedel kan också öka koncentrationen av emulsionen med 30% till 70%.

Förbättrad emulsionsstabilitet

I huvudsak är emulsioner kinetiskt instabila, bildas inte spontant och separeras i sina beståndsdelar om deras stabilitet inte kontrolleras. För att stabilisera de nybildade dropparna i den spridda fasen mot kolescens tillsätts därför emulgeringsmedel och stabilisatorer till emulsionen. Phacoemulsification kräver liten eller ingen emulgeringsmedel för att få stabila emulsioner. Efter ultraljudsbehandling kan emulsionen förbli stabil i flera månader eller mer än ett halvt år.

Kontrollera typen av emulsion

Under vissa förhållanden kan både "vatten-i-olja" och "olja-i-vatten" typer av emulsioner produceras med ultraljudstekniker. Den traditionella emulgeringsmetoden kan bara kontrollera emulsionens egenskaper genom att tillsätta en emulgeringsmedel, och typen av emulsion kan inte ändras helt enkelt med mekaniska metoder. Ultraljud emulgeringsutrustning gör emulgeringsprocessen bekvämare och flexiblare.

Låg energiförbrukning

Strömförbrukningen av ultraljud emulgering är mindre, och strömförbrukningen som krävs för att tillverka samma volym emulsion är mindre än en högtryck homogenisator. För att tillverka en emulsion med en kapacitet på 4,55 m3/h och droppar av 1 μm storlek, såsom användning av ultraljud emulgeringsteknik, kan endast en drivkraft på 57 HP krävas vid ett arbetstryck på 10.514.1kg/cm2, men en högtryckshomogenizer är 70.3351.6kg. En drivkraft på 4050 HK krävs dock vid ett arbetstryck på / cm2, så användningen av phacoemulsifieringsteknik kan minska mycket energiförbrukning.

Förbättra emulgeringseffektiviteten

Ultraljud emulgering kan producera emulsioner som inte kan produceras med vanliga emulgeringsmetoder. När energitätheten ökar minskar droppstorleken. Vid lämpliga energidensitetsnivåer kan phacoemulsification-teknik uppnå genomsnittliga droppar på mindre än 1 μm. Ultraljud gör hela emulgeringsprocessen snabbare och ger en emulsion med högre renhet.