Ultraskaņas emulgācijas princips un pielietojums

Ultraskaņas emulgācija attiecas uz divu (vai vairāku) nesajaucamu šķidrumu sajaukšanas procesu ultraskaņas enerģijas iedarbībā, lai izveidotu izkliedētu sistēmu, kur viens šķidrums vienmērīgi tiek sadalīts otrā šķidrumā un veido emulsiju.
Salīdzinājumā ar vispārējiem emulgācijas procesiem un iekārtām, piemēram, dzenskrūves, koloīdu dzirnavām un homogenizatoriem, ultraskaņas emulgācijai ir raksturīga augsta emulgācijas kvalitāte, stabila emulgācija, stabili emulgācijas produkti un zema nepieciešamā jauda.

Ultraskaņas emulgācijas princips

Tiek uzskatīts, ka nešķīstošu cietvielu (vai šķidrumu) sasmalcināšanas fiziskais mehānisms ir ultraskaņas kavitācija. Ultraskaņas kavitācijas efekts attiecas uz liela skaita burbuļu veidošanos šķidrumā spēcīgas ultraskaņas ietekmē. Mazie burbuļi pakāpeniski pieaugs un palielināsies ar ultraskaņas vibrāciju, tad pēkšņi pārsprāgs un sadalīsies, un sadalītie burbuļi turpinās augt un plīst. Kad šie mazie burbuļi ātri sabrūk, tie rada augstu temperatūru un spiedienu burbuļu iekšienē, un šķidrumā burbuļu tuvumā rodas spēcīgi lokāli triecienviļņi sakarā ar šķidruma ātrgaitas triecienu ap burbuļiem, kas arī veido lokālu augstu temperatūru. un spiedienu, kā rezultātā notiek ultraskaņas drupināšana un emulgācija.

Ultraskaņas emulgācijas rūpnieciskie pielietojumi

Farmācijas un ikdienas nepieciešamības preču rūpniecībā ultraskaņas emulgāciju parasti izmanto dažādu emulsijas produktu, piemēram, emulsijas zāļu, kosmētikas un apavu krēmu, ražošanai. Ultraskaņas emulgāciju var izmantot arī eļļas (benzīna, dīzeļdegvielas uc) emulģētu degvielu ražošanai ar ūdeni vai ogļu pulveri, lai uzlabotu degšanas vērtību uz vienu degvielas vienību.
Tagad šī tehnoloģija ir popularizēta un izmantota ierobežotā diapazonā, sniedzot ievērojamus ekonomiskus ieguvumus. Lai samazinātu izmaksas un pielāgotos liela mēroga ražošanai, ultraskaņas emulgācijā galvenokārt tiek izmantoti mehāniskie ultraskaņas devēji, piemēram, niedru svilpes. Šķidrumiem, kurus ir grūti emulģēt, vai citiem īpašiem apsvērumiem, pjezoelektriskos ultraskaņas devējus dažreiz izmanto kopā ar atbilstošām skaņas fokusēšanas sistēmām, lai palielinātu skaņas intensitāti.

Fakoemulsifikācijas medicīniskie pielietojumi

Kataraktas ārstēšana

Izmantojot fakoemulsifikatoru, caur radzenes vai sklera iegriezumu 3-5 mm lielumā lēcas kodols tiek sasmalcināts ar ultraskaņu, veidojot čila formu, un pēc tam izsūkts kopā ar garozu. Pēc operācijas var saglabāt lēcas aizmugurējo kapsulu un vienlaikus implantēt mugurējās kameras intraokulāro lēcu.
Salīdzinot ar tradicionālo kataraktas ķirurģiju, fakoemulsifikācijai ir labāki ķirurģiskie rezultāti un tā ir kļuvusi par visdrošāko metodi kataraktas ārstēšanā.