ปัจจัยที่มีอิทธิพลและข้อดีของอุปกรณ์อิมัลชันอัลตราโซนิกสําหรับการทําอิมัลชัน

อิมัลชันคือการกระจายตัวของของเหลวที่ไม่สามารถหาได้สองชนิดซึ่งหนึ่งในนั้นกระจายตัวในอีกอันหนึ่งในรูปแบบของหยดหรืออนุภาคละเอียดสร้างของเหลวผสม กระบวนการกระจายของเหลวที่ไม่สามารถหาได้หนึ่งตัวในของเหลวที่ไม่สามารถหาได้อีกชนิดหนึ่งเรียกว่าอิมัลชัน การก่อตัวของอิมัลชันต้องใช้กระบวนการที่จําเป็นของอิมัลชันเหลวซึ่งใช้แรงเฉือนเชิงกลเพื่อทําลายเฟสที่กระจายตัวของหยดขนาดใหญ่ในระยะต่อเนื่อง

โลชั่น

อิมัลชันอัลตราโซนิกเป็นวิธีการทางเทคนิคของอิมัลชันนั่นคือการสั่นสะเทือนความถี่สูงถูกนําไปใช้กับหัวเครื่องมือผ่านตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกเพื่อให้ของเหลวที่ไม่สามารถต้านทานได้สองชนิดผสมกันเพื่อสร้างอิมัลชัน เมื่อเทียบกับเทคนิคอิมัลชันแบบดั้งเดิมเช่นการกวนเชิงกลธรรมดา sonication สามารถสร้างหยดที่มีขนาดเล็กลงและ phacoemulsification มักจะต้องใช้สารลดแรงตึงผิวในปริมาณที่ต่ํากว่าเพื่อให้อิมัลชันที่มั่นคงกว่าเทคนิคอื่น ๆ

01

ปัจจัยที่มีผลต่ออิมัลชันอัลตราโซนิก

ปัจจัยต่าง ๆ ที่มีผลต่อและควบคุม sonication รวมถึงพลังงานอัลตราโซนิกเวลาความถี่ sonication และอุณหภูมิอิมัลชัน

ความถี่เสียง

ความถี่ของ 20 ถึง 40 kHz ผลิตอิมัลชันที่ดีที่สุดนั่นคือที่ความถี่ที่ต่ํากว่าแรงเฉือนมีผลมากขึ้นในอิมัลชัน เมื่อความถี่อัลตราโซนิกเพิ่มขึ้นเวลาที่จําเป็นสําหรับฟองอากาศในการขยายตัวและยุบตัวลดลงซึ่งจะช่วยลดระดับของการตัด ที่ความถี่ที่สูงขึ้นเกณฑ์โพรงอากาศจะเพิ่มขึ้นและกระบวนการ sonication มีประสิทธิภาพน้อยลงเนื่องจากต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการเริ่มต้นโพรงอากาศ อุปกรณ์อิมัลชันอัลตราโซนิกสามารถเลือกได้ตั้งแต่ความถี่ 20 ถึง 40 kHz และหัวเครื่องมือความถี่ที่แตกต่างกันสามารถเลือกได้ตามการใช้งานเฉพาะ

พลังงานอัลตราโซนิก

พลังงานอัลตราโซนิกเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่ควบคุมประสิทธิภาพอิมัลชันอิมัลชัน เมื่อพลังงานอัลตราโซนิกเพิ่มขึ้นขนาดหยดของเฟสกระจายตัวจะลดลง อย่างไรก็ตามเมื่ออินพุตพลังงานมากกว่า 200 W หยดอิมัลชันขนาดเล็กจะรวมเป็นหยดขนาดใหญ่ นี่เป็นเพราะฟองอากาศโพรงอากาศจํานวนมากความหนาแน่นของพลังงานสูงมากความเข้มข้นของหยดที่เพิ่มขึ้นและอัตราการชนสูงระหว่างหยดภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสําคัญมากในการกําหนดพลังงานที่ดีที่สุดในระหว่างการ phacoemulsification เมื่อเวลาการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันเพิ่มขึ้นการสร้างหยดเล็ก ๆ ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ที่ความหนาแน่นของพลังงานเดียวกันสามารถเปรียบเทียบเทคนิคอิมัลชันทั้งสองเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพในการก่อตัวของอิมัลชันที่มั่นคง

อุณหภูมิของสารละลาย

ในระหว่างการ phacoemulsification การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของสารละลายในระดับปานกลางส่งผลให้ความตึงเครียดระหว่างเชื้อชาติและความหนืดของสารละลายลดลงทําให้ง่ายต่อการผสมและเพิ่มจํานวนฟองอากาศโพรงอากาศ แนวโน้มเหล่านี้มีประโยชน์มากต่อกระบวนการอิมัลชันโดยรวม อย่างไรก็ตามผลของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องต่ออิมัลชันอาจเป็นอันตราย: จํานวนนิวเคลียสโพรงอากาศเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและความดันอากาศภายในฟองอากาศก็เพิ่มขึ้นเช่นกันส่งผลให้ลดทอนคลื่นกระแทกและการสร้างฟองอากาศจํานวนมาก สิ่งนี้จะช่วยลดความดันสูงสุดเมื่อฟองระเบิด เนื่องจากปริมาณการระเหยที่เพิ่มขึ้นในฟองอากาศการล่มสลายของฟองอากาศจึงมีความรุนแรงน้อยลงซึ่งนําไปสู่การลดแรงเฉือนและประสิทธิภาพการอิมัลชัน

เวลาโซนิค

โดยทั่วไปการเพิ่มขึ้นของเวลา phacoemulsification ส่งผลให้ขนาดของหยดเฟสที่กระจายตัวลดลง เมื่อเวลาผ่านไปปริมาณของพลังงานอัลตราโซนิกในการแก้ปัญหาก็เพิ่มขึ้นส่งผลให้จํานวนหยดแตกเพิ่มขึ้นและการลดลงของขนาดของหยดอิมัลชัน อย่างไรก็ตามนอกเหนือจากเวลาการประมวลผลที่แน่นอนเช่นเกินเวลาการประมวลผลที่เหมาะสมหยดเล็ก ๆ จะรวมตัวกันเป็นหยดขนาดใหญ่เนื่องจากความชุกของความเข้มข้นของหยดน้ําสูงและการชนกันระหว่างหยด

02

ข้อดีของอิมัลชันอัลตราโซนิก

ซึ่งแตกต่างจากเทคนิคอิมัลชันแบบดั้งเดิมและอุปกรณ์ประโยชน์ของ phacoemulsification นั้นชัดเจน

ปรับปรุงผลอิมัลชัน

อิมัลชันสามารถจําแนกเป็น microemulsions (10–100 นาโนเมตร), nanoemulsions (100–1000 นาโนเมตร) และ macroemulsions (0.5–100 μm) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดหยดน้ําของเฟสกระจายตัว อัลตราซาวนด์เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดขนาดอนุภาคของการกระจายตัวและอิมัลชัน อุปกรณ์อิมัลชันอัลตราโซนิกสามารถรับอิมัลชันที่มีขนาดอนุภาคขนาดเล็ก (เพียง 0.2-2 μm) และการกระจายขนาดหยดแคบ (0.1-10 μm) และการใช้อิมัลซิไฟเออร์ยังสามารถเพิ่มความเข้มข้นของอิมัลชันได้ 30% ถึง 70%

เพิ่มเสถียรภาพอิมัลชัน

โดยพื้นฐานแล้วอิมัลชันนั้นไม่เสถียรทางจลนพลศาสตร์ไม่ก่อตัวขึ้นเองและแยกออกเป็นขั้นตอนที่เป็นส่วนประกอบหากเสถียรภาพของพวกเขาไม่ได้รับการควบคุม ดังนั้นเพื่อรักษาเสถียรภาพของหยดที่เกิดขึ้นใหม่ของเฟสที่กระจายตัวกับ coalescence, อิมัลซิไฟเออร์และโคลงจะถูกเพิ่มเข้าไปในอิมัลชัน Phacoemulsification ต้องใช้อิมัลซิไฟเออร์เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยเพื่อให้ได้อิมัลชันที่มั่นคง หลังจาก sonication อิมัลชันสามารถคงเสถียรเป็นเวลาหลายเดือนหรือมากกว่าครึ่งปี

ควบคุมชนิดของอิมัลชัน

ภายใต้เงื่อนไขบางอย่างทั้ง "น้ําในน้ํามัน" และ "น้ํามันในน้ํา" ประเภทของอิมัลชันสามารถผลิตได้โดยเทคนิคอัลตราโซนิก วิธีการอิมัลชันแบบดั้งเดิมสามารถควบคุมคุณสมบัติของอิมัลชันได้โดยการเพิ่มอิมัลชันและประเภทของอิมัลชันไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ง่ายๆด้วยวิธีการทางกล อุปกรณ์อิมัลชันอัลตราโซนิกทําให้กระบวนการอิมัลชันสะดวกและยืดหยุ่นมากขึ้น

การใช้พลังงานต่ํา

การใช้พลังงานของอิมัลชันอัลตราโซนิกมีขนาดเล็กลงและการใช้พลังงานที่จําเป็นในการผลิตอิมัลชันในปริมาณเท่ากันมีขนาดเล็กกว่าของ homogenizer แรงดันสูง ในการผลิตอิมัลชันที่มีความจุ 4.55 m3 / h และหยดขนาด 1 μm เช่นการใช้เทคโนโลยีอิมัลชันอัลตราโซนิกเพียงแรงผลักดัน 57 HP เท่านั้นที่สามารถทําได้ที่ความดันการทํางาน 10.514.1 กก. / ซม. 2 แต่ homogenizer แรงดันสูงคือ 70.3351.6 กก. อย่างไรก็ตามต้องใช้แรงขับ 4050 HP ที่แรงดันในการทํางาน / cm2 ดังนั้นการใช้เทคโนโลยี phacoemulsification สามารถลดการใช้พลังงานได้มาก

ปรับปรุงประสิทธิภาพของอิมัลชัน

อิมัลชันอัลตราโซนิกสามารถผลิตอิมัลชันที่ไม่สามารถผลิตโดยวิธีการอิมัลชันธรรมดา เมื่อความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้นขนาดหยดจะลดลง ในระดับความหนาแน่นของพลังงานที่เหมาะสมเทคโนโลยี phacoemulsification สามารถบรรลุขนาดหยดเฉลี่ยน้อยกว่า 1 μm อัลตราซาวนด์ทําให้กระบวนการอิมัลชันทั้งหมดเร็วขึ้นและผลิตอิมัลชันที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่า