Zasada i zastosowanie emulgacji ultradźwiękowej

Emulgowanie ultradźwiękowe odnosi się do procesu mieszania dwóch (lub więcej) niemieszających się cieczy pod działaniem energii ultradźwiękowej w celu utworzenia rozproszonego układu, w którym jedna ciecz jest równomiernie rozmieszczona w drugiej cieczy i tworzy emulsję.
W porównaniu z ogólnymi procesami i urządzeniami do emulgowania, takimi jak śmigła, młyny koloidalne i homogenizatory, emulgacja ultradźwiękowa charakteryzuje się wysoką jakością emulgowania, stabilną emulgacją, stabilnymi produktami emulgowania i niską wymaganą mocą.

Zasada emulgowania ultradźwiękowego

Uważa się, że fizycznym mechanizmem kruszenia nierozpuszczalnych ciał stałych (lub cieczy) jest kawitacja ultradźwiękowa. Efekt kawitacji ultradźwiękowej oznacza powstawanie dużej liczby pęcherzyków w cieczy pod wpływem silnych ultradźwięków. Małe pęcherzyki będą stopniowo rosły i zwiększały się pod wpływem wibracji ultradźwiękowych, a następnie nagle pękają i rozdzielają się, a podzielone pęcherzyki będą nadal rosły i pękały. Kiedy te małe pęcherzyki szybko się zapadają, wytwarzają wysoką temperaturę i ciśnienie wewnątrz pęcherzyków, a w cieczy w pobliżu pęcherzyków powstają silne lokalne fale uderzeniowe w wyniku uderzenia cieczy wokół pęcherzyków z dużą prędkością, co również tworzy lokalną wysoką temperaturę i ciśnienie, w wyniku czego dochodzi do kruszenia i emulgowania ultradźwiękowego.

Przemysłowe zastosowania emulgowania ultradźwiękowego

W przemyśle farmaceutycznym i artykułów codziennego użytku emulgowanie ultradźwiękowe jest powszechnie stosowane do wytwarzania różnych produktów emulsyjnych, takich jak leki emulsyjne, kosmetyki i pasta do butów. Emulgację ultradźwiękową można również stosować do wytwarzania zemulgowanych materiałów palnych oleju (benzyny, oleju napędowego itp.) z wodą lub miałem węglowym, w celu poprawy wartości spalania na jednostkę paliwa.
Technologia ta jest obecnie promowana i stosowana w ograniczonym zakresie, co przynosi znaczne korzyści ekonomiczne. Aby obniżyć koszty i dostosować się do produkcji na dużą skalę, w emulgowaniu ultradźwiękowym najczęściej stosuje się mechaniczne przetworniki ultradźwiękowe, takie jak gwizdki trzcinowe. W przypadku cieczy trudnych do emulgowania lub ze względów specjalnych piezoelektryczne przetworniki ultradźwiękowe są czasami używane w połączeniu z odpowiednimi systemami skupiającymi dźwięk w celu zwiększenia intensywności dźwięku.

Medyczne zastosowania fakoemulsyfikacji

Leczenie zaćmy

Za pomocą fakoemulsyfikatora, poprzez nacięcie rogówki lub twardówki o wielkości 3-5 mm, jądro soczewki zostaje rozdrobnione za pomocą ultradźwięków w celu uzyskania kształtu chyle, a następnie wyssane razem z korą. Po zabiegu można zachować torebkę tylną soczewki i jednocześnie wszczepić soczewkę wewnątrzgałkową tylnej komory.
W porównaniu z tradycyjną chirurgią zaćmy, fakoemulsyfikacja daje lepsze wyniki chirurgiczne i stała się najbardziej niezawodną metodą leczenia zaćmy.