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Aufrufe: 93 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 15.08.2019 Herkunft: Website
Unter der Einwirkung von Ultraschallenergie werden zwei oder mehr Arten unlöslicher Flüssigkeiten miteinander vermischt, von denen eine gleichmäßig in einer anderen Flüssigkeit verteilt wird, um eine Emulsionsflüssigkeit zu bilden. Dieser Vorgang wird Ultraschallemulgierung genannt.
Eine Emulsion ist eine Dispersion aus zwei oder mehr nicht mischbaren Lösungen. Hochintensiver Ultraschall liefert die Energie, die zum Dispergieren der flüssigen Phase (dispergierte Phase) in einem kleinen Tröpfchen einer weiteren zweiten Phase (kontinuierliche Phase) erforderlich ist.
Zwei Arten von Flüssigkeiten können unterschiedliche Arten von Emulsionen bilden. Zum Beispiel Öl und Wasser. Erstens eine Wasser-in-Öl-Emulsion, in der das Öl die dispergierte Phase und das Wasser das dispergierte Medium darstellt. Zweitens können sie eine Öl-in-Wasser-Emulsion bilden, bei der Wasser die dispergierte Phase und Öl die äußere Phase darstellt. Gleichzeitig können mehrere Emulsionen gebildet werden, darunter „Wasser-in-Öl- und Wasser-in-Wasser“-Emulsionen und „Öl-in-Wasser-Öl“-Emulsionen.
Die Ultraschallemulgierung wird durch Kavitation verursacht. Die durch die Flüssigkeit hindurchgehende Ultraschallwelle bewirkt, dass sie sich kontinuierlich komprimiert und ausdehnt. Hochintensiver Ultraschall liefert die Energie, die zum Dispergieren der flüssigen Phase erforderlich ist. Bei Erreichen des maximalen Drucks zerfällt die Flüssigkeit an der Schwachstelle der Kohäsion. Nach dem Bruch entsteht an der Bruchstelle ein Überdruck und es bilden sich einige Hohlräume. In diesen Hohlräumen explodieren flüssige gelöste Gase in Form von Blasen in kurzer Zeit.
Um die neu gebildeten dispergierten Tröpfchen zu stabilisieren und ein Zusammenwachsen zu verhindern, wurden der Emulsion Emulgatoren (Tenside, Tenside) und Stabilisatoren zugesetzt. Die endgültige Tröpfchengrößenverteilung bleibt auf dem gleichen Niveau wie die Tröpfchenverteilung nach dem Aufbrechen in der Ultraschalldispersionszone.
Der Kavitationsprozess wird durch die Frequenz und Intensität des Ultraschalls beeinflusst. Das Auftreten von Kavitation im Körper hängt weitgehend von der Existenz von in Flüssigkeit suspendiertem, ungelöstem Gas ab, das offenbar eine katalytische Rolle spielt. Unter einem bestimmten Druck hängt die Bildung des Hohlraums in gewissem Maße von der Entwicklungszeit und der Ultraschallfrequenz ab. Der Phakoemulsifikationsprozess stellt die Konkurrenz zwischen gegensätzlichen Prozessen dar. Daher ist es notwendig, geeignete Arbeitsbedingungen und -häufigkeit zu wählen, um die zerstörerische Wirkung zu beherrschen.
Ultraschallkavitationsverfahren
•Kontrollieren Sie die Art der Emulsion.
•Der Energiebedarf zur Herstellung der Emulsion ist gering.
•Die gebildete Emulsion ist stabiler, einige stabil für mehrere Monate bis mehr als ein halbes Jahr.
•Hohe Konzentration, die reine Emulsionskonzentration kann 30 % überschreiten und der Emulgator kann 70 % erreichen.
•Geringe Kosten, ein wichtiges Merkmal der Ultraschallemulgierung besteht darin, dass sie ohne oder ohne Emulgator eine sehr stabile Emulsion erzeugen kann.
•Im Vergleich zu allgemeinen Emulgiertechnologien und -geräten (wie Propeller, Kolloidmühle und Homogenisator usw.) bietet die Ultraschallemulgierung viele Vorteile.
•Die durchschnittliche Tröpfchengröße der gebildeten Emulsion ist klein (0,2–2 Mikrometer) und der Bereich der Tröpfchengrößenverteilung ist eng (0,1–10 Mikrometer) oder enger.
Die Ultraschall-Emulgierausrüstung kann aus einem oder mehreren Kilowatt Ultraschallprozessoren bestehen und bietet so die Möglichkeit, Laboranwendungen effektiv in die industrielle Produktion umzuwandeln. Die Ergebnisse sind mit denen der derzeit besten Hochdruckhomogenisatoren vergleichbar, um fein dispergierbare Emulsionen im kontinuierlichen Durchfluss oder in Chargen zu erhalten. Die Wartungskosten von Ultraschall-Emulgiergeräten sind sehr gering und sie sind sehr einfach zu bedienen und zu reinigen. Die Leistung von Ultraschall-Emulgiergeräten kann an die Emulgieranforderungen bestimmter Produkte angepasst werden.
Die Ultraschall-Emulgiertechnologie wird in großem Umfang in der Lebensmittel-, Papier-, Farben-, Chemie-, Pharma-, Textil-, Erdöl-, Metallurgie- und anderen Industriebereichen eingesetzt. Ultraschallgeräte können problemlos in bestehende Produktionslinien installiert werden, um Herstellern die Aufrüstung ihrer Geräte zu geringeren Kosten zu erleichtern. Durch die Ultraschallemulgierung können auch Emulsionen entstehen, die mit allgemeinen Methoden nicht funktionieren. Mit der üblicherweise verwendeten Mischmethode können nur 5 % Paraffin in Wasser hergestellt werden. Es ist unvorstellbar, dass unter der Einwirkung von leistungsstarkem Ultraschall 20 % Paraffinemulsion hergestellt werden kann.
