امولفایزر هوموگنیزر فوق صوتی در کاربردهای مختلف صنعتی با سونوترود آمپلیتود بالا

هموژنایزر اولتراسونیک امولسیفایر در مصارف صنعتی مختلف با پروب صوتی با دامنه بالا

امولسیفایر اولتراسونیک چیست؟

امولسیون سازی اولتراسونیک به فرآیند مخلوط کردن دو (یا بیشتر از دو) مایع غیرقابل امتزاج به طور یکنواخت برای تشکیل یک سیستم پراکنده تحت عمل انرژی اولتراسونیک اشاره دارد، که در آن یک مایع به طور یکنواخت در مایع دیگر توزیع می شود تا یک امولسیون تشکیل دهد.
اصل:
مکانیسم فیزیکی خرد کردن جامدات (یا مایعات) نامحلول، کاویتاسیون اولتراسونیک در نظر گرفته می شود. اثر کاویتاسیون اولتراسونیک به این معنی است که تحت عمل امواج اولتراسونیک قوی، تعداد زیادی حباب در مایع تولید می شود. حباب های کوچک به تدریج رشد کرده و با ارتعاش اولتراسونیک افزایش می یابند و سپس به طور ناگهانی می ترکند و شکافته می شود. حباب های شکافته شده به رشد و ترکیدن ادامه می دهند. . هنگامی که این حباب های کوچک به سرعت فرو می ریزند، دمای بالا و فشار بالا در حباب ایجاد می شود و به دلیل اینکه مایع اطراف حباب با سرعت بالا به داخل حباب هجوم می آورد، موج شوک موضعی قوی در مایع نزدیک حباب ایجاد می شود که همچنین دمای بالا و فشار بالا موضعی ایجاد می کند و در نتیجه خردایش و امولسیون سازی اولتراسونیک تولید می شود.

کاربرد امولسیفایر در مصارف صنعتی چیست؟
در صنایع دارویی و بخش صنایع لوازم آرایشی و بهداشتی، فاکو امولسیفیکاسیون اغلب برای تولید محصولات امولسیونی مختلف مانند داروهای امولسیونی، لوازم آرایشی و واکس کفش چرمی استفاده می شود. روش امولسیون سازی اولتراسونیک همچنین می تواند برای تولید محصولات احتراق امولسیونی نفت (بنزین، دیزل و غیره) و آب یا زغال سنگ پودر شده برای بهبود ارزش حرارتی سوخت واحد استفاده شود.
این فناوری اکنون در محدوده محدودی ترویج و مورد استفاده قرار گرفته است و مزایای اقتصادی آن آشکار است. به منظور کاهش هزینه ها و سازگاری با تولید در مقیاس بزرگتر، مبدل های اولتراسونیک مکانیکی مانند سوت های نی در فاکو امولسیفیکاسیون بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. برای مایعاتی که امولسیون کردن آنها دشوار است یا برای ملاحظات خاص دیگر، مبدل های اولتراسونیک پیزوالکتریک گاهی اوقات همراه با یک سیستم تمرکز صدا مناسب برای افزایش شدت صدا استفاده می شوند.
فاکو امولسیفیکاسیون در بسیاری از زمینه ها مورد استفاده قرار گرفته و نقش منحصر به فرد خود را در هر زمینه ای ایفا می کند.
کاربردهای صنعتی متعددی برای فاکو امولسیفیکاسیون وجود دارد و فاکو امولسیفیکاسیون یکی از اولین فناوری ها برای استفاده از امواج فراصوت در فرآوری مواد غذایی است. به عنوان مثال، نوشیدنی های غیرالکلی، کچاپ، مایونز، مربا، شیر مصنوعی، غذای کودک، شکلات، روغن سالاد، آب قند روغنی و سایر غذاهای مخلوط مورد استفاده در صنایع غذایی در داخل و خارج از کشور آزمایش و پذیرفته شده اند و بهبودهایی را به دست آورده اند. اثر کیفیت محصول و بهره وری تولید، و امولسیون کاروتن آبی با موفقیت در تولید آزمایش و مورد استفاده قرار گرفته است.
پودر پوست موز با استفاده از روش اصلاح فیزیکی پراکندگی اولتراسونیک همراه با پخت با فشار بالا پیش تیمار شد و سپس توسط آمیلاز هیدرولیز آنزیمی شد. از آزمایش تک عاملی برای مطالعه اثر این روش پیش تیمار بر میزان استخراج فیبر غذایی محلول در پوست موز و خواص فیزیکی و شیمیایی فیبر غذایی نامحلول در پوست موز استفاده شد. نتایج نشان داد که پراکندگی اولتراسونیک همراه با پخت با فشار بالا بهتر از تیمار ساده بدون پیش تیمار است. فیبر غذایی نامحلول به دست آمده از تیمار آنزیمی دارای افزایش ظرفیت نگهداری آب 5.05 گرم بر گرم، ظرفیت اتصال آب 4.66 گرم بر گرم، ظرفیت نگهداری روغن 4.60 گرم بر گرم و خاصیت تورم 0.4 میلی لیتر بر گرم است.

پارامتر:

بهترین امولسیفایر چیست؟
اندازه متوسط قطرات امولسیون تشکیل شده توسط امولسیون سازی اولتراسونیک کوچک است که می تواند 0.2 تا 2 میکرومتر باشد؛ دامنه توزیع اندازه قطرات باریک است که می تواند 01 تا 10 میکرومتر یا باریک تر باشد. 
غلظت امولسیون اولتراسونیک بالا است. غلظت امولسیون خالص می تواند از 30 درصد تجاوز کند و غلظت امولسیفایر می تواند تا 70 درصد برسد.
امولسیون تشکیل شده پایدارتر است. یک ویژگی مهم امولسیون سازی اولتراسونیک این است که می توان از امولسیفایر کم یا بدون امولسیفایر برای تولید امولسیون بسیار پایدار استفاده کرد.
شما می توانید نوع لوسیون را کنترل کنید. با استفاده از امولسیون سازی اولتراسونیک، تحت شرایط میدان صوتی خاص، می توان هم امولسیون های O/W (روغن در آب) و هم W/O (آب در روغن) را تهیه کرد؛ با این حال، این با روش های امولسیون سازی مکانیکی امکان پذیر نیست، فقط خواص امولسیفایر می تواند نوع لوسیون را کنترل کند.
در آب امولسیون می شود و تحت شرایط شدت صدای کم یک نوع امولسیون و تحت شرایط شدت صدای بالا نوع دیگری از امولسیون را تشکیل می دهد.
امولسیون سازی اولتراسونیک برای تولید باقی مانده شیر به قدرت کمی نیاز دارد.

امولسیون سازی اولتراسونیک چگونه کارآمد است؟

امولسیون سازی اولتراسونیک از طریق پدیده ای به نام کاویتاسیون به امولسیون سازی کارآمد دست می یابد. کاویتاسیون به تشکیل، رشد و فروپاشی شدید حباب های میکروسکوپی در مایع اشاره دارد.

هنگامی که یک امولسیفایر اولتراسونیک کار می کند، امواج صوتی با فرکانس بالا را به محیط مایع منتشر می کند. این امواج صوتی چرخه های فشار بالا و فشار پایین متناوب را در مایع ایجاد می کنند که منجر به تشکیل حباب های ریز از طریق فرآیندی به نام هسته زایی می شود. این حباب ها معمولاً در حد میکرومتر هستند.

در طول چرخه فشار پایین موج صدا، حباب ها به دلیل کاهش فشار منبسط می شوند. با افزایش فشار در طول چرخه فشار بالا، حباب ها به سرعت فرو می ریزند. این فروپاشی حباب ها به عنوان انفجار یا کاویتاسیون شناخته می شود.

فروپاشی این حباب ها نقاط داغ موضعی با دما و فشارهای بسیار بالا ایجاد می کند. دما در داخل حباب های در حال فروپاشی می تواند به هزاران درجه سانتیگراد برسد، در حالی که فشار می تواند از 1000 اتمسفر فراتر رود. این پدیده کاویتاسیون گذرا نامیده می شود.

فروپاشی شدید حباب ها در طول کاویتاسیون، نیروهای برشی شدید، امواج شوک و میکروجت ها را در مایع تولید می کند. این نیروها باعث اختلال و شکستن قطرات یا ذرات بزرگتر به قطرات کوچکتر می شوند. مایع دچار تلاطم شدید می شود که منجر به پراکنده شدن فاز پراکنده به قطرات کوچکتر و توزیع آنها در سراسر فاز پیوسته می شود.