超声波乳化设备

在最简单的形式中，乳液是两种不混溶的液体的混合物，通常由有机“油”相 (O) 和水相 (W) 组成，其中一种液体（分散相）呈微小液滴的形式分散在本体（连续）相中。两种常见类型的乳液是水包油 (O/W) 和油包水 (W/O) 乳液。为了稳定两种不混溶的液体，通常需要使用乳化剂来防止自发分离回各个相。乳化剂的选择是乳液形成及其长期稳定性的重要考虑因素。

乳液在包括油漆、食品、化妆品和药物在内的一系列领域具有广泛的适用性。 对于许多应用，分散相的乳液液滴尺寸 (EDS) 是决定乳液稳定性、外观和功能的关键因素。产生的乳液。随着 材料颗粒 从 0.5-100 μm（即粗乳液）的尺寸范围减小到 20-200 nm（即纳米乳液）的尺寸范围，可以获得更高的动力学稳定性。 此外，尺寸减小过程可以降低乳液的浊度，在不影响最终产品外观的情况下可能产生高功能性。 选择合适的设备和加工参数对于形成最 佳设计产品所需的纳米级乳液非常重要。

乳化技术对于实现纳米乳液尺寸范围至关重要，并且有许多技术可用。 “低能”乳化方法包括过渡相或自发相转化，这可以通过改变系统的亲水亲油平衡 (HLB) 或通过增加分散相体积分数来诱导。 然而，有这些“低能量”方法的一些限制。例如，对大量特定表面活性剂组合的要求对于大规模应用通常是不切实际的。

亚微米乳液的工业生产主要基于应用高剪切力将分散相破碎并分布成整个连续相中的小液滴。高压均质器 (HPH) 是形成纳米乳液的***方法之一。在这些设备中，高压用于驱动流体流过非常狭窄的阀门间隙，从而产生极端湍流、气穴、高剪切力和惯性力。 13 可实现高达 2500 bar 的均质压力，可以创建具有平均液滴直径小于 0.2 μm。 HPH 广泛用于工业（例如乳制品加工），但是由于活动部件和阀门容易损坏，它们需要定期维护。产生高局部功率密度的超声波系统提供了 HPH 系统的替代方案。超声波系统中产生的物理剪切和湍流源于声空化现象。由于声波在整个水性介质中的压力波动，水中的气穴充当核，微气泡可以在几微秒内形成、生长和坍塌，导致微尺度内爆，提供强烈的局部剪切力。整个介质中这些微尺度内爆的累积效应引起了超声波乳化。 低频系统中的高强度声空化可以产生几种高冲击物理效应，例如微流、微喷射和冲击波。 因此，可以在非常小的长度尺度上产生高湍流和速度梯度，从而产生纳米乳液。得出的结论是，超声频率越高，就越难以达到启动两个独立相混合所需的声振动临界振幅。 此外，随着频率的增加，空化气泡的半径减小，导致气泡不太剧烈的崩溃，从而物理效应（例如冲击波）逐渐减弱，而化学效应（即自由基形成）增强。因此，低超声频率（通常为 20 kHz）通常用于乳化目的。无论采用何种技术，乳化都需要相当大的能量，因此了解如何最 大限度地提高能源效率非常重要。使用相同的乳化容器采用三种不同的超声振幅。这些研究表明，超声波系统能够产生跨越亚微米到纳米尺度尺寸范围的乳液。

工业级别声化学产品参数：

实验级别产品参数