Émulsifiant homogénéiseur à ultrasons à usage industriel différent avec sonotrode à grande amplitude

Homogénéisateur émulsifiant à ultrasons pour diverses utilisations industrielles avec sonde à amplitude élevée

Qu'est-ce qu'un émulsifiant à ultrasons ?

L'émulsification par ultrasons fait référence au processus de mélange homogène de deux (ou plus de deux) liquides non miscibles pour former un système de dispersion sous l'action de l'énergie ultrasonore, dans lequel un liquide est uniformément réparti dans un autre liquide pour former une émulsion.
Principe :
Le mécanisme physique de broyage des solides (ou liquides) insolubles est attribué à la cavitation ultrasonore. L'effet de cavitation ultrasonore signifie que sous l'action d'ondes ultrasonores puissantes, un grand nombre de bulles seront générées dans le liquide. Les petites bulles croîtront et augmenteront progressivement avec la vibration ultrasonore, puis éclateront et se diviseront soudainement. Les bulles divisées continueront de croître et d'éclater. . Lorsque ces petites bulles s'effondrent rapidement, une température et une pression élevées sont générées dans la bulle, et parce que le liquide autour de la bulle se précipite dans la bulle à grande vitesse, une onde de choc locale puissante est générée dans le liquide près de la bulle, ce qui forme également une température et une pression locales élevées, produisant ainsi un broyage et une émulsification par ultrasons.

Quelle est l'application d'un émulsifiant dans un usage industriel ?
Dans l'industrie pharmaceutique et le secteur des produits de première nécessité, la phacoémulsification est souvent utilisée pour fabriquer divers produits émulsifiés, tels que des médicaments émulsifiés, des cosmétiques et des cirages pour chaussures en cuir. La méthode d'émulsification par ultrasons peut également être utilisée pour produire des produits de combustion émulsifiés d'huile (essence, diesel, etc.) et d'eau ou de charbon pulvérisé afin d'améliorer la valeur calorifique du combustible unitaire.
Cette technologie a maintenant été promue et utilisée dans une portée limitée, et les avantages économiques sont évidents. Afin de réduire les coûts et de s'adapter à une production à plus grande échelle, des transducteurs ultrasonores mécaniques tels que les sifflets à anche sont principalement utilisés dans la phacoémulsification. Pour les liquides difficiles à émulsifier ou pour d'autres considérations spéciales, des transducteurs ultrasonores piézoélectriques sont parfois utilisés conjointement avec un système de focalisation sonore approprié pour augmenter l'intensité sonore.
La phacoémulsification a été utilisée dans de nombreux domaines et joue son rôle unique dans chaque domaine.
Il existe de nombreuses applications industrialisées de la phacoémulsification, et la phacoémulsification est l'une des premières technologies d'ultrasons à être utilisée dans le traitement des aliments. Par exemple, les boissons gazeuses, le ketchup, la mayonnaise, la confiture, le lait artificiel, les aliments pour bébés, le chocolat, l'huile de salade, l'eau sucrée huileuse et d'autres aliments mélangés utilisés dans l'industrie alimentaire ont été testés et adoptés au pays et à l'étranger, et ont apporté des améliorations. L'effet sur la qualité du produit et l'efficacité de la production, et l'émulsification du carotène aqueux a été testée avec succès et utilisée en production.
La poudre de peau de banane a été prétraitée par une méthode de modification physique de dispersion ultrasonique combinée à une cuisson à haute pression, puis hydrolysée enzymatiquement par une amylase. Une expérience à facteur unique a été utilisée pour étudier l'effet de cette méthode de prétraitement sur le taux d'extraction des fibres alimentaires solubles dans les peaux de banane et les propriétés physiques et chimiques des fibres alimentaires insolubles dans les peaux de banane. Les résultats ont montré que la dispersion ultrasonique combinée à la cuisson à haute pression est meilleure qu'un traitement simple sans prétraitement. Les fibres alimentaires insolubles obtenues par traitement enzymatique ont une augmentation de la capacité de rétention d'eau de 5,05 g/g, de la capacité de liaison d'eau de 4,66 g/g, de la capacité de rétention d'huile de 4,60 g/g et de la propriété de gonflement de 0,4 mL/g.

Paramètre :

quel est le meilleur émulsifiant ?
La taille moyenne des gouttelettes de l'émulsion formée par émulsification ultrasonore est petite, pouvant être de 0,2 à 2 µm ; la plage de distribution de la taille des gouttelettes est étroite, pouvant être de 0,1 à 10 µm ou plus étroite. 
La concentration de l'émulsion ultrasonore est élevée. La concentration d'émulsion pure peut dépasser 30 %, et la concentration d'émulsifiant peut atteindre 70 %.
L'émulsion formée est plus stable. Une caractéristique importante de l'émulsification par ultrasons est qu'aucun émulsifiant ou peu d'émulsifiants peuvent être utilisés pour produire une émulsion extrêmement stable.
Vous pouvez contrôler le type de lotion. En utilisant l'émulsification par ultrasons, dans certaines conditions de champ sonore, des émulsions O/W (huile dans eau) et W/O (eau dans huile) peuvent être préparées ; cependant, cela n'est pas possible avec les méthodes d'émulsification mécanique, seules les propriétés de l'émulsifiant permettent de contrôler le type de lotion.
émulsifie dans l'eau, formant un type d'émulsion dans des conditions de faible intensité sonore et un autre type d'émulsion dans des conditions de forte intensité sonore.
L'émulsification par ultrasons nécessite peu de puissance pour produire des résidus de lait.

Comment les ultrasons permettent-ils une émulsification efficace ?

L'émulsification par ultrasons permet une émulsification efficace grâce à un phénomène appelé cavitation. La cavitation fait référence à la formation, à la croissance et à l'effondrement violent de bulles microscopiques dans un liquide.

Lorsqu'un émulsifiant à ultrasons est utilisé, il émet des ondes sonores à haute fréquence dans le milieu liquide. Ces ondes sonores créent des cycles alternés de haute et basse pression dans le liquide, entraînant la formation de minuscules bulles par un processus appelé nucléation. Ces bulles sont généralement de l'ordre du micromètre.

Pendant le cycle de basse pression de l'onde sonore, les bulles se dilatent en raison de la pression réduite. Lorsque la pression augmente pendant le cycle de haute pression, les bulles s'effondrent rapidement. Cet effondrement des bulles est connu sous le nom d'implosion ou de cavitation.

L'effondrement de ces bulles génère des points chauds localisés avec des températures et des pressions extrêmement élevées. La température à l'intérieur des bulles en effondrement peut atteindre des milliers de degrés Celsius, tandis que la pression peut dépasser 1 000 atmosphères. Ce phénomène est appelé cavitation transitoire.

L'effondrement violent des bulles pendant la cavitation produit des forces de cisaillement intenses, des ondes de choc et des micro-jets dans le liquide. Ces forces provoquent la rupture et la fragmentation de grosses gouttelettes ou particules en plus petites. Le liquide subit une turbulence intense, entraînant la dispersion de la phase dispersée en plus petites gouttelettes et leur distribution dans la phase continue.