Indflydelse faktorer og fordele ved ultralyd emulsification udstyr til fremstilling af emulsion

En emulsion er en spredning af to ubfinlige væsker, hvoraf den ene er spredt i den anden i form af fine dråber eller partikler, der danner en blandet væske. Processen med at sprede en ubibel væske i en anden ubibel væske kaldes emulsivering. Dannelsen af emulsioner kræver den nødvendige proces med flydende emulsivering, som bruger mekanisk forskydning til at bryde den spredte fase af store dråber i den kontinuerlige fase.

Lotion

Ultralydemulsificering er et teknisk middel til emulsivering, det vil sige, at højfrekvente vibrationer påføres værktøjshovedet gennem en ultralydtransducer, så to ubfejlbare væsker blandes for at danne en emulsion. Sammenlignet med traditionelle emulsificeringsteknikker, dvs. almindelig mekanisk omrøring, kan sonikering generere dråber af mindre størrelse, og phacoemulsification kræver typisk lavere mængder overfladeaktivt middel for at give en stabil emulsion end andre teknikker.

01

Faktorer, der påvirker ultralyd emulsivering

Forskellige faktorer, der påvirker og styrer sonikering omfatter ultralydseffekt, tid, sonikeringsfrekvens og emulsionstemperatur.

lydfrekvens

Frekvensen på 20 til 40 kHz producerer den bedste emulsificering, det vil sige ved lavere frekvenser, har forskydningskraften en større effekt på emulsificeringen. Efterhånden som ultralydfrekvensen øges, falder den tid, der kræves for boblerne til at udvide sig og kollapse, hvilket reducerer graden af klipning. Ved højere frekvenser øges kavitationstærsklen, og sonikeringsprocessen er mindre effektiv, da der kræves mere strøm for at indlede kavitation. Ultralydemulsificeringsudstyr kan vælges fra 20 til 40 kHz frekvens, og forskellige frekvensværktøjshoveder kan vælges i henhold til den specifikke applikation.

Ultralydseffekt

Ultralydseffekt er en af de vigtigste faktorer, der styrer emulsionsemulsificeringseffektiviteten. Efterhånden som ultralydseffekten øges, falder dråbestørrelsen af den spredte fase. Men når strømtilførslen er større end 200 W, samles de mindre emulsionsdråber i større dråber. Dette er på grund af det store antal kavitation bobler, ekstremt høj energitæthed, øget dråbe koncentration, og høje kollisioner mellem dråber under disse betingelser. Derfor er det meget vigtigt at bestemme den optimale effekt under phacoemulsification. Efterhånden som homogeniseringstiden øges, øges dannelsen af små dråber også. Ved samme energitæthed kan de to emulsificeringsteknikker sammenlignes for at undersøge deres effektivitet i stabil emulsionsdannelse.

Opløsningstemperatur

Under phacoemulsification resulterer en moderat stigning i opløsningstemperaturen i et fald i opløsningens interfaciale spænding og viskositet, hvilket gør det lettere at blande og øger antallet af hulrumsbobler. Disse tendenser er meget gavnlige for den samlede emulsiveringsproces. Effekten af kontinuerligt stigende temperatur på emulgering kan dog også være skadelig: antallet af kavitationskerner stiger med stigende temperatur, og lufttrykket inde i boblerne stiger også, hvilket resulterer i dæmpning af chokbølgen og oprettelsen af et stort antal bobler. Dette reducerer det maksimale tryk, når boblen imploderer. På grund af den øgede mængde fordampning i boblerne bliver boblernes sammenbrud mindre voldsomt, hvilket fører til reducerede forskydningskræfter og emulgeringseffektivitet.

Sonikeringstid

Generelt resulterer en stigning i phacoemulsification tid i et fald i størrelsen af de spredte fasedråber. Over tid steg mængden af ultralydsenergi i opløsningen også, hvilket resulterede i en stigning i antallet af brudte dråber og et fald i størrelsen af emulsionsdråberne. Men ud over en vis behandlingstid, dvs overstiger den optimale behandlingstid, vil mindre dråber samles i større dråber på grund af forekomsten af høje dråbe koncentrationer og kollisioner mellem dråber.

02

Fordele ved ultralyd emulsivering

I modsætning til traditionelle emulgeringsteknikker og udstyr er fordelene ved phacoemulsification indlysende.

Forbedre emulsificeringseffekten

Afhængigt af dråbestørrelsen af den spredte fase kan emulsioner klassificeres i mikroemulsioner (10-100 nm), nanoemulsioner (100-1000 nm) og makroemulsioner (0,5-100 μm). Ultralyd er en effektiv metode til at reducere partikelstørrelsen af dispersioner og emulsioner. Ultralydemulsificeringsudstyr kan opnå emulsioner med lille partikelstørrelse (kun 0,2-2 μm) og smal dråbestørrelsesfordeling (0,1-10 μm), og brugen af emulgatorer kan også øge koncentrationen af emulsionen med 30% til 70%.

Forbedret emulsionstabilitet

I det væsentlige er emulsioner kinetisk ustabile, dannes ikke spontant og adskilles i deres konstituerende faser, hvis deres stabilitet ikke kontrolleres. For at stabilisere de nydannede dråber i den spredte fase mod sammenkreder tilføjes emulgatorer og stabilisatorer derfor til emulsionen. Phacoemulsifikation kræver ringe eller ingen emulifier for at opnå stabile emulsioner. Efter sonikering kan emulsionen forblive stabil i flere måneder eller mere end et halvt år.

Styre typen af emulsion

Under visse forhold kan både "vand-i-olie" og "olie-i-vand" typer emulsioner produceres ved ultralydsteknikker. Den traditionelle emulgeringsmetode kan kun kontrollere emulsionens egenskaber ved at tilføje en emulgator, og emulsiontypen kan ikke ændres blot ved hjælp af mekaniske metoder. Ultralydemulsificeringsudstyr gør emulsificeringsprocessen mere bekvem og fleksibel.

Lavt strømforbrug

Strømforbruget af ultralydemulsificering er mindre, og strømforbruget, der kræves for at fremstille den samme mængde emulsion, er mindre end en højtryks homogenisator. For at fremstille en emulsion med en kapacitet på 4,55 m3/h og dråber på 1 μm størrelse, såsom brug af ultralydemulsificeringsteknologi, kan der kun kræves en kørekraft på 57 HK ved et arbejdstryk på 10,514,1 kg / cm2, men en højtryks homogenisator er 70.3351,6 kg. Der kræves dog en drivkraft på 4050 HK ved et arbejdstryk på / cm2, så brugen af phacoemulsification-teknologi kan reducere et stort energiforbrug.

Forbedre effektiviteten af emulgeringen

Ultralydemulsificering kan producere emulsioner, der ikke kan produceres ved almindelige emulgeringsmetoder. Efterhånden som energitætheden øges, falder dråbestørrelsen. Ved passende energitæthedsniveauer kan phacoemulsification-teknologi opnå gennemsnitlige dråbestørrelser på mindre end 1 μm. Ultralyd gør hele emulsiveringsprocessen hurtigere og producerer en højere renhed emulsion.