Ультразвуковой гомогенизатор эмульгатор в различных промышленных целях с высокоамплитудным сонотродом

Ультразвуковой гомогенизатор-эмульгатор для различных промышленных применений с высокоамплитудной сонотродом

Что такое ультразвуковой эмульгатор?

Ультразвуковая эмульгирование относится к процессу равномерного смешивания двух (или более двух) несмешивающихся жидкостей для образования дисперсной системы под действием ультразвуковой энергии, при этом одна жидкость равномерно распределяется в другой жидкости с образованием эмульсии.
Принцип:
Физический механизм разрушения нерастворимых твердых веществ (или жидкостей) считается ультразвуковой кавитацией. Эффект ультразвуковой кавитации означает, что под действием сильных ультразвуковых волн в жидкости генерируется большое количество пузырьков. Маленькие пузырьки постепенно растут и увеличиваются с ультразвуковой вибрацией, а затем внезапно лопаются и распадаются. Распавшиеся пузырьки продолжают расти и лопаться. . Когда эти маленькие пузырьки быстро схлопываются, внутри пузырька генерируются высокая температура и высокое давление, и поскольку жидкость вокруг пузырька с высокой скоростью устремляется в пузырек, в жидкости вблизи пузырька генерируется сильная локальная ударная волна, которая также создает локальную высокую температуру и высокое давление, тем самым вызывая ультразвуковое разрушение и эмульгирование.

Каково применение эмульгатора в промышленном использовании?
В фармацевтической промышленности и производстве товаров повседневного спроса факоэмульсификация часто используется для производства различных эмульсионных продуктов, таких как эмульсионные лекарства, косметика и полироль для кожаной обуви. Метод ультразвуковой эмульгирования также может использоваться для производства эмульгированных продуктов сгорания масла (бензин, дизельное топливо и т. д.) и воды или пылевидного угля для повышения теплотворной способности единицы топлива.
Эта технология в настоящее время продвигается и используется в ограниченном объеме, и экономические выгоды очевидны. Для снижения затрат и адаптации к более крупномасштабному производству в факоэмульсификации в основном используются механические ультразвуковые преобразователи, такие как язычковые свистки. Для жидкостей, которые трудно эмульгировать, или для других особых соображений, пьезоэлектрические ультразвуковые преобразователи иногда используются совместно с соответствующей системой фокусировки звука для увеличения интенсивности звука.
Факоэмульсификация используется во многих областях и играет свою уникальную роль в каждой области.
Существует множество промышленных применений факоэмульсификации, и факоэмульсификация является одной из первых технологий использования ультразвука в пищевой промышленности. Например, безалкогольные напитки, кетчуп, майонез, джем, искусственное молоко, детское питание, шоколад, салатное масло, масляная сахарная вода и другие смешанные продукты, используемые в пищевой промышленности, были протестированы и приняты дома и за рубежом, и достигли улучшений. Эффект качества продукции и эффективности производства, а также эмульгирование водного бета-каротина было успешно протестировано и использовано в производстве.
Порошок банановой кожуры предварительно обрабатывали методом физической модификации путем ультразвукового диспергирования в сочетании с высокотемпературной варкой, а затем подвергали ферментативному гидролизу амилазой. Эксперимент с одним фактором использовался для изучения влияния этого метода предварительной обработки на скорость экстракции растворимой пищевой клетчатки из банановой кожуры и физико-химические свойства нерастворимой пищевой клетчатки из банановой кожуры. Результаты показали, что ультразвуковое диспергирование в сочетании с высокотемпературной варкой лучше, чем простая обработка без предварительной обработки. Нерастворимая пищевая клетчатка, полученная ферментативной обработкой, имеет увеличение водоудерживающей способности на 5,05 г/г, водосвязывающей способности на 4,66 г/г, маслоудерживающей способности на 4,60 г/г и набухаемости на 0,4 мл/г.

Параметр:

какой лучший эмульгатор?
Средний размер капель эмульсии, образующейся при ультразвуковой эмульгировании, мал и может составлять от 0,2 до 2 мкм; диапазон распределения размера капель узок и может составлять от 0,1 до 10 мкм или уже. 
Концентрация ультразвуковой эмульсии высока. Концентрация чистой эмульсии может превышать 30%, а концентрация эмульгатора может достигать 70%.
Образующаяся эмульсия более стабильна. Важной особенностью ультразвуковой эмульгирования является то, что для получения чрезвычайно стабильной эмульсии можно использовать мало или совсем не использовать эмульгаторы.
Вы можете контролировать тип лосьона. Используя ультразвуковое эмульгирование, при определенных условиях звукового поля можно получить как эмульсии типа М/В (масло в воде), так и В/М (вода в масле); однако это невозможно при механических методах эмульгирования, только свойства эмульгатора позволяют контролировать тип лосьона.
эмульгирует в воде, образуя один тип эмульсии при низкой интенсивности звука и другой тип эмульсии при высокой интенсивности звука.
Ультразвуковое эмульгирование требует небольшой мощности для производства молочного остатка.

Как ультразвук обеспечивает эффективное эмульгирование?

Ультразвуковое эмульгирование достигает эффективного эмульгирования посредством явления, называемого кавитацией. Кавитация относится к образованию, росту и бурному схлопыванию микроскопических пузырьков в жидкости.

При работе ультразвукового эмульгатора он излучает высокочастотные звуковые волны в жидкую среду. Эти звуковые волны создают в жидкости чередующиеся циклы высокого и низкого давления, что приводит к образованию мельчайших пузырьков посредством процесса, называемого нуклеацией. Эти пузырьки обычно имеют размер порядка микрометров.

Во время цикла низкого давления звуковой волны пузырьки расширяются из-за пониженного давления. По мере увеличения давления во время цикла высокого давления пузырьки быстро схлопываются. Это схлопывание пузырьков известно как имплозия или кавитация.

Схлопывание этих пузырьков генерирует локализованные горячие точки с чрезвычайно высокой температурой и давлением. Температура внутри схлопывающихся пузырьков может достигать тысяч градусов Цельсия, а давление может превышать 1000 атмосфер. Это явление называется переходной кавитацией.

Бурное схлопывание пузырьков во время кавитации создает интенсивные сдвиговые силы, ударные волны и микроструи в жидкости. Эти силы вызывают разрушение и распад более крупных капель или частиц на более мелкие. Жидкость испытывает интенсивную турбулентность, что приводит к диспергированию дисперсной фазы в более мелкие капли и их распределению по всей непрерывной фазе.