Beïnvloedende factoren en voordelen van ultrasone emulsificatieapparatuur voor het maken van emulsie

Een emulsie is een dispersie van twee onmengbare vloeistoffen, waarvan de ene in de andere wordt gedispergeerd in de vorm van fijne druppels of deeltjes, waardoor een gemengde vloeistof wordt gevormd. Het proces van het dispergeren van een onmengbare vloeistof in een andere onmengbare vloeistof wordt emulgering genoemd. De vorming van emulsies vereist het noodzakelijke proces van vloeibare emulgering, waarbij mechanische afschuiving wordt gebruikt om de gedispergeerde fase van grote druppels in de continue fase te breken.

lotion

Ultrasone emulgering is een technisch middel voor emulgering, dat wil zeggen dat hoogfrequente trillingen via een ultrasone transducer op de gereedschapskop worden toegepast, zodat twee onmengbare vloeistoffen worden gemengd om een emulsie te vormen. In vergelijking met traditionele emulsificatietechnieken, d.w.z. gewoon mechanisch roeren, kan ultrasoonapparaat druppels van kleinere omvang genereren, en phaco-emulsificatie vereist doorgaans lagere hoeveelheden oppervlakteactieve stof om een stabiele emulsie te bieden dan andere technieken.

01

Factoren die ultrasone emulsificatie beïnvloeden

Verschillende factoren die de ultrasoonapparaat beïnvloeden en regelen, zijn onder meer ultrasoon vermogen, tijd, ultrasoonapparaatfrequentie en emulsietemperatuur.

geluidsfrequentie

De frequentie van 20 tot 40 kHz produceert de beste emulgering, dat wil zeggen dat bij lagere frequenties de schuifkracht een groter effect heeft op de emulgering. Naarmate de ultrasone frequentie toeneemt, neemt de tijd die nodig is voor de bellen om uit te zetten en in te klappen af, waardoor de mate van afschuiving wordt verminderd. Bij hogere frequenties neemt de cavitatiedrempel toe en is het ultrasoonapparaat minder efficiënt omdat er meer vermogen nodig is om cavitatie te initiëren. Ultrasone emulsificatieapparatuur kan worden geselecteerd van 20 tot 40 kHz-frequentie en verschillende frequentiegereedschapskoppen kunnen worden geselecteerd op basis van de specifieke toepassing.

Ultrasoon vermogen

Ultrasoon vermogen is een van de belangrijkste factoren die de efficiëntie van emulsie-emulsificatie regelen. Naarmate het ultrasone vermogen toeneemt, neemt de druppelgrootte van de gedispergeerde fase af. Wanneer het opgenomen vermogen echter groter is dan 200 W, worden de kleinere emulsiedruppels samengevoegd tot grotere druppels. Dit komt door het grote aantal cavitatiebellen, extreem hoge energiedichtheid, verhoogde druppelconcentratie en hoge botsingen tussen druppels onder deze omstandigheden. Daarom is het erg belangrijk om het optimale vermogen tijdens phaco-emulsificatie te bepalen. Naarmate de homogenisatietijd toeneemt, neemt ook de generatie van kleine druppeltjes toe. Bij dezelfde energiedichtheid kunnen de twee emulsificatietechnieken worden vergeleken om hun efficiëntie in stabiele emulsievorming te onderzoeken.

Temperatuur van de oplossing

Tijdens phaco-emulsificatie resulteert een gematigde toename van de oplossingstemperatuur in een afname van de interfaciale spanning en viscositeit van de oplossing, waardoor het gemakkelijker te mengen is en het aantal cavitatiebellen toeneemt. Deze trends zijn zeer gunstig voor het algehele emulgeringsproces. Het effect van continu stijgende temperatuur op emulgering kan echter ook schadelijk zijn: het aantal cavitatiekernen neemt toe met toenemende temperatuur en de luchtdruk in de bellen neemt ook toe, wat resulteert in de verzwakking van de schokgolf en het creëren van een groot aantal bellen. Dit vermindert de maximale druk die wordt bereikt wanneer de bel implodeert. Door de verhoogde hoeveelheid verdamping in de bubbels wordt de ineenstorting van de bellen minder gewelddadig, wat leidt tot verminderde schuifkrachten en emulgeringsefficiëntie.

Sonicatie tijd

Over het algemeen resulteert een toename van de phaco-emulsificatietijd in een afname van de grootte van de gedispergeerde fasedruppels. Na verloop van tijd nam ook de hoeveelheid ultrasone energie in de oplossing toe, wat resulteerde in een toename van het aantal gebroken druppels en een afname van de grootte van de emulsiedruppels. Na een bepaalde verwerkingstijd, d.w.z. het overschrijden van de optimale verwerkingstijd, zullen kleinere druppels echter samensmelten tot grotere druppels vanwege de prevalentie van hoge druppelconcentraties en botsingen tussen druppels.

02

Voordelen van ultrasone emulsificatie

In tegenstelling tot traditionele emulgatietechnieken en apparatuur, zijn de voordelen van phaco-emulsificatie duidelijk.

Verbeter het emulgeringseffect

Afhankelijk van de druppelgrootte van de gedispergeerde fase kunnen emulsies worden ingedeeld in micro-emulsies (10-100 nm), nano-emulsies (100-1000 nm) en macro-emulsies (0,5-100 μm). Echografie is een effectieve methode om de deeltjesgrootte van dispersies en emulsies te verminderen. Ultrasone emulsificatieapparatuur kan emulsies verkrijgen met een kleine deeltjesgrootte (slechts 0,2-2 μm) en een smalle druppelgrootteverdeling (0,1-10 μm), en het gebruik van emulgatoren kan ook de concentratie van de emulsie met 30% tot 70% verhogen.

Verbeterde emulsiestabiliteit

In wezen zijn emulsies kinetisch instabiel, vormen ze zich niet spontaan en scheiden ze zich in hun samenstellende fasen als hun stabiliteit niet wordt gecontroleerd. Daarom worden, om de nieuw gevormde druppels van de gedispergeerde fase tegen coalescentie te stabiliseren, emulgatoren en stabilisatoren aan de emulsie toegevoegd. Phacoemulsificatie vereist weinig of geen emulgator om stabiele emulsies te verkrijgen. Na ultrasoonapparaat kan de emulsie enkele maanden of meer dan een half jaar stabiel blijven.

Het type emulsie regelen

Onder bepaalde omstandigheden kunnen zowel "water-in-olie" als "olie-in-water" -typen emulsies worden geproduceerd door ultrasone technieken. De traditionele emulgeringsmethode kan de eigenschappen van de emulsie alleen regelen door een emulgator toe te voegen en het type emulsie kan niet eenvoudig met mechanische methoden worden gewijzigd. Ultrasone emulgeringsapparatuur maakt het emulgeringsproces handiger en flexibeler.

Laag stroomverbruik

Het stroomverbruik van ultrasone emulsificatie is kleiner en het stroomverbruik dat nodig is om hetzelfde volume emulsie te produceren is kleiner dan dat van een hogedrukhomogenisator. Voor de productie van een emulsie met een capaciteit van 4,55 m3/h en druppels van 1 μm groot, zoals met behulp van ultrasone emulgatietechnologie, kan slechts een drijvende kracht van 57 PK nodig zijn bij een werkdruk van 10,514,1 kg/cm2, maar een hogedrukhomogenisator is 70,3351,6 kg. Een drijvende kracht van 4050 PK is echter vereist bij een werkdruk van / cm2, dus het gebruik van phacoemulsificatietechnologie kan veel energieverbruik verminderen.

Verbeter de efficiëntie van emulgering

Ultrasone emulsificatie kan emulsies produceren die niet kunnen worden geproduceerd door gewone emulgeringsmethoden. Naarmate de energiedichtheid toeneemt, neemt de druppelgrootte af. Bij de juiste energiedichtheidsniveaus kan phaco-emulsificatietechnologie gemiddelde druppelgroottes van minder dan 1 μm bereiken. Ultrageluid maakt het hele emulgeringsproces sneller en produceert een emulsie met een hogere zuiverheid.