Máy pha trộn homogenizer siêu âm trong các sử dụng công nghiệp khác nhau với sonotrode cường độ cao

Máy nhũ hóa đồng nhất siêu âm trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau với đầu dò âm thanh biên độ cao

Nhũ hóa siêu âm là gì?

Nhũ hóa siêu âm đề cập đến quá trình trộn hai (hoặc nhiều hơn hai) chất lỏng không trộn lẫn với nhau một cách đồng đều để tạo thành một hệ phân tán dưới tác động của năng lượng siêu âm, trong đó một chất lỏng được phân bố đều trong chất lỏng khác để tạo thành nhũ tương.
Nguyên lý:
Cơ chế vật lý để nghiền các chất rắn (hoặc chất lỏng) không hòa tan được cho là do hiện tượng xâm thực siêu âm. Hiệu ứng xâm thực siêu âm có nghĩa là dưới tác động của sóng siêu âm mạnh, một số lượng lớn bong bóng sẽ được tạo ra trong chất lỏng. Các bong bóng nhỏ sẽ dần dần phát triển và tăng lên theo rung động siêu âm, sau đó đột ngột vỡ và tách ra. Các bong bóng bị tách ra sẽ tiếp tục phát triển và vỡ. . Khi các bong bóng nhỏ này sụp đổ nhanh chóng, nhiệt độ và áp suất cao được tạo ra trong bong bóng, và do chất lỏng xung quanh bong bóng chảy vào bong bóng với tốc độ cao, một sóng xung kích cục bộ mạnh được tạo ra trong chất lỏng gần bong bóng, điều này cũng tạo ra nhiệt độ và áp suất cục bộ cao, do đó tạo ra sự nghiền và nhũ hóa siêu âm.

Ứng dụng của máy nhũ hóa trong sử dụng công nghiệp là gì?
Trong ngành dược phẩm và ngành hàng tiêu dùng, nhũ hóa bằng siêu âm thường được sử dụng để sản xuất các sản phẩm nhũ tương khác nhau, chẳng hạn như thuốc nhũ tương, mỹ phẩm và xi đánh giày da. Phương pháp nhũ hóa siêu âm cũng có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm đốt cháy nhũ tương của dầu (xăng, dầu diesel, v.v.) và nước hoặc than nghiền để cải thiện giá trị đốt cháy của nhiên liệu đơn vị.
Công nghệ này hiện đã được quảng bá và sử dụng trong phạm vi hạn chế, và lợi ích kinh tế là rõ ràng. Để giảm chi phí và thích ứng với sản xuất quy mô lớn hơn, bộ chuyển đổi siêu âm cơ học như còi sậy chủ yếu được sử dụng trong nhũ hóa bằng siêu âm. Đối với các chất lỏng khó nhũ hóa hoặc vì các cân nhắc đặc biệt khác, bộ chuyển đổi siêu âm áp điện đôi khi được sử dụng cùng với hệ thống tập trung âm thanh phù hợp để tăng cường độ âm thanh.
Nhũ hóa bằng siêu âm đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực và đóng vai trò độc đáo của nó trong mỗi lĩnh vực.
Có nhiều ứng dụng công nghiệp của nhũ hóa bằng siêu âm, và nhũ hóa bằng siêu âm là một trong những công nghệ sớm nhất được sử dụng siêu âm trong chế biến thực phẩm. Ví dụ, đồ uống có ga, tương cà, sốt mayonnaise, mứt, sữa nhân tạo, thức ăn trẻ em, sô cô la, dầu salad, nước đường dầu và các loại thực phẩm hỗn hợp khác được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm đã được thử nghiệm và áp dụng trong và ngoài nước, và đã đạt được những cải tiến. Hiệu quả về chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất, và nhũ hóa beta-carotene trong nước đã được thử nghiệm thành công và sử dụng trong sản xuất.
Bột vỏ chuối được tiền xử lý bằng phương pháp biến đổi vật lý của phân tán siêu âm kết hợp với nấu áp suất cao, sau đó thủy phân bằng enzyme amylase. Một thí nghiệm yếu tố đơn được sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý này đến tốc độ chiết xuất chất xơ hòa tan trong vỏ chuối và các đặc tính vật lý và hóa học của chất xơ không hòa tan trong vỏ chuối. Kết quả cho thấy phân tán siêu âm kết hợp với nấu áp suất cao tốt hơn so với xử lý đơn giản không tiền xử lý. Chất xơ không hòa tan thu được bằng xử lý enzyme có khả năng giữ nước tăng 5,05g/g, khả năng liên kết nước 4,66g/g, khả năng giữ dầu 4,60g/g và đặc tính trương nở 0,4mL/g.

Thông số:

máy nhũ hóa tốt nhất là gì?
Kích thước giọt trung bình của nhũ tương được tạo ra bằng nhũ hóa siêu âm nhỏ, có thể từ 0,2 đến 2um; phạm vi phân bố kích thước giọt hẹp, có thể từ 01 đến 10um hoặc hẹp hơn. 
Nồng độ nhũ tương siêu âm cao. Nồng độ nhũ tương tinh khiết có thể vượt quá 30%, và nồng độ chất nhũ hóa có thể lên tới 70%.
Nhũ tương được tạo thành ổn định hơn. Một đặc điểm quan trọng của nhũ hóa siêu âm là có thể sử dụng ít hoặc không sử dụng chất nhũ hóa để tạo ra nhũ tương cực kỳ ổn định.
Bạn có thể kiểm soát loại nhũ tương. Sử dụng nhũ hóa siêu âm, dưới các điều kiện trường âm thanh nhất định, cả nhũ tương O/W (dầu trong nước) và W/O (nước trong dầu) đều có thể được chuẩn bị; tuy nhiên, điều này không thể thực hiện được với các phương pháp nhũ hóa cơ học, chỉ có thể kiểm soát loại nhũ tương bằng cách thay đổi đặc tính của chất nhũ hóa.
nhũ hóa trong nước, tạo thành một loại nhũ tương trong điều kiện cường độ âm thanh thấp và một loại nhũ tương khác trong điều kiện cường độ âm thanh cao.
Nhũ hóa siêu âm yêu cầu ít năng lượng để tạo ra cặn sữa.

Siêu âm làm nhũ hóa hiệu quả như thế nào?

Nhũ hóa siêu âm đạt được nhũ hóa hiệu quả thông qua một hiện tượng gọi là xâm thực. Xâm thực đề cập đến sự hình thành, phát triển và sụp đổ dữ dội của các bong bóng vi mô trong chất lỏng.

Khi máy nhũ hóa siêu âm hoạt động, nó phát ra sóng âm tần số cao vào môi trường chất lỏng. Các sóng âm này tạo ra các chu kỳ áp suất cao và áp suất thấp xen kẽ trong chất lỏng, dẫn đến sự hình thành các bong bóng nhỏ thông qua một quá trình gọi là tạo mầm. Các bong bóng này thường có kích thước cỡ micromet.

Trong chu kỳ áp suất thấp của sóng âm, các bong bóng nở ra do áp suất giảm. Khi áp suất tăng trong chu kỳ áp suất cao, các bong bóng nhanh chóng sụp đổ. Sự sụp đổ của các bong bóng này được gọi là nổ tung hoặc xâm thực.

Sự sụp đổ của các bong bóng này tạo ra các điểm nóng cục bộ với nhiệt độ và áp suất cực kỳ cao. Nhiệt độ bên trong các bong bóng đang sụp đổ có thể đạt hàng nghìn độ C, trong khi áp suất có thể vượt quá 1.000 atm. Hiện tượng này được gọi là xâm thực tạm thời.

Sự sụp đổ dữ dội của các bong bóng trong quá trình xâm thực tạo ra các lực cắt mạnh, sóng xung kích và vi dòng chảy trong chất lỏng. Các lực này gây ra sự phá vỡ và phân mảnh các giọt hoặc hạt lớn hơn thành các hạt nhỏ hơn. Chất lỏng trải qua sự hỗn loạn dữ dội, dẫn đến sự phân tán pha phân tán thành các giọt nhỏ hơn và sự phân bố của chúng trong pha liên tục.