प्रभावित कारकों और इमल्शन बनाने के लिए अल्ट्रासोनिक Emulsification उपकरण के फायदे
Jul 09, 2021
एक पायस दो immiscible तरल पदार्थों का एक फैलाव है, जिनमें से एक ठीक बूंदों या कणों के रूप में दूसरे में बिखरा हुआ है, एक मिश्रित तरल बनाता है। एक immiscible तरल को दूसरे immiscible तरल में फैलाने की प्रक्रिया को emulsification कहा जाता है। इमल्शन के गठन के लिए तरल पायसीकरण की आवश्यक प्रक्रिया की आवश्यकता होती है, जो निरंतर चरण में बड़ी बूंदों के बिखरे हुए चरण को तोड़ने के लिए यांत्रिक कतरनी का उपयोग करता है।
लोशन
अल्ट्रासोनिक emulsification emulsification का एक तकनीकी साधन है, अर्थात्, उच्च आवृत्ति कंपन एक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर के माध्यम से उपकरण सिर पर लागू किया जाता है, ताकि दो immiscible तरल पदार्थ एक पायस बनाने के लिए मिश्रित कर रहे हैं। पारंपरिक emulsification तकनीकों की तुलना में, यानी साधारण यांत्रिक सरगर्मी, sonication छोटे आकार की बूंदों को उत्पन्न कर सकते हैं, और phacoemulsification आमतौर पर अन्य तकनीकों की तुलना में एक स्थिर पायस प्रदान करने के लिए surfactant की कम मात्रा की आवश्यकता होती है।
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अल्ट्रासोनिक पायसीकरण को प्रभावित करने वाले कारक
विभिन्न कारकों को प्रभावित करने और sonication नियंत्रण अल्ट्रासोनिक शक्ति, समय, sonication आवृत्ति, और पायस तापमान शामिल हैं।
ध्वनि आवृत्ति
20 से 40 kHz की आवृत्ति सबसे अच्छा emulsification का उत्पादन करती है, अर्थात, कम आवृत्तियों पर, कतरनी बल emulsification पर अधिक प्रभाव पड़ता है। के रूप में अल्ट्रासोनिक आवृत्ति बढ़ जाती है, बुलबुले के लिए आवश्यक समय का विस्तार और पतन कम हो जाता है, जिससे कर्तन की डिग्री कम हो जाती है। उच्च आवृत्तियों पर, cavitation दहलीज बढ़ जाती है और sonication प्रक्रिया कम कुशल है के रूप में अधिक शक्ति cavitation शुरू करने के लिए आवश्यक है. अल्ट्रासोनिक emulsification उपकरण 20 से 40 kHz आवृत्ति से चुना जा सकता है, और विभिन्न आवृत्ति उपकरण सिर विशिष्ट आवेदन के अनुसार चुना जा सकता है।
अल्ट्रासोनिक शक्ति
अल्ट्रासोनिक शक्ति पायस emulsification दक्षता को नियंत्रित करने वाले मुख्य कारकों में से एक है। के रूप में अल्ट्रासोनिक शक्ति बढ़ जाती है, बिखरे हुए चरण की बूंद आकार कम हो जाता है। हालांकि, जब पावर इनपुट 200 डब्ल्यू से अधिक होता है, तो छोटे इमल्शन बूंदें बड़ी बूंदों में एकत्रित होती हैं। यह बड़ी संख्या में cavitation बुलबुले, बेहद उच्च ऊर्जा घनत्व, बढ़ी हुई बूंद एकाग्रता, और इन परिस्थितियों में बूंदों के बीच टकराव की उच्च दरों के कारण है। इसलिए, phacoemulsification के दौरान इष्टतम शक्ति का निर्धारण करना बहुत महत्वपूर्ण है। जैसे-जैसे होमोजेनाइजेशन का समय बढ़ता है, छोटी बूंदों की पीढ़ी भी बढ़ जाती है। एक ही ऊर्जा घनत्व पर, स्थिर पायस गठन में उनकी दक्षता की जांच करने के लिए दो पायसीकरण तकनीकों की तुलना की जा सकती है।
समाधान तापमान
Phacoemulsification के दौरान, समाधान तापमान में एक मध्यम वृद्धि के परिणामस्वरूप समाधान के इंटरफेसियल तनाव और चिपचिपाहट में कमी आती है, जिससे मिश्रण करना आसान हो जाता है, और cavitation बुलबुले की संख्या बढ़ जाती है। ये रुझान समग्र emulsification प्रक्रिया के लिए बहुत फायदेमंद हैं। हालांकि, emulsification पर लगातार बढ़ते तापमान का प्रभाव भी हानिकारक हो सकता है: cavitation नाभिक की संख्या बढ़ते तापमान के साथ बढ़ जाती है, और बुलबुले के अंदर हवा का दबाव भी बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सदमे की लहर का क्षीणन और बड़ी संख्या में बुलबुले का निर्माण होता है। यह अधिकतम दबाव तक पहुँचने को कम कर देता है जब बुलबुला implodes. बुलबुले में वाष्पीकरण की बढ़ी हुई मात्रा के कारण, बुलबुले का पतन कम हिंसक हो जाता है, जो कतरनी बलों और पायसीफिकेशन दक्षता को कम करने की ओर जाता है।
Sonication समय
सामान्य तौर पर, phacoemulsification समय में वृद्धि के परिणामस्वरूप छितरी हुई चरण बूंदों के आकार में कमी आती है। समय के साथ, समाधान में अल्ट्रासोनिक ऊर्जा की मात्रा भी बढ़ गई, जिसके परिणामस्वरूप टूटी हुई बूंदों की संख्या में वृद्धि हुई और इमल्शन बूंदों के आकार में कमी आई। हालांकि, एक निश्चित प्रसंस्करण समय से परे, यानी, इष्टतम प्रसंस्करण समय से अधिक, छोटी बूंदें उच्च बूंद सांद्रता और बूंदों के बीच टकराव के प्रसार के कारण बड़ी बूंदों में इकट्ठा हो जाएंगी।
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अल्ट्रासोनिक Emulsification के लाभ
पारंपरिक emulsification तकनीकों और उपकरणों के विपरीत, phacoemulsification के लाभ स्पष्ट हैं।
emulsification प्रभाव में सुधार
बिखरे हुए चरण के ड्रॉपलेट आकार के आधार पर, इमल्शन को माइक्रोइमल्शन (10-100 एनएम), नैनोइमल्शन (100-1000 एनएम), और मैक्रोइमल्शन (0.5-100 μm) में वर्गीकृत किया जा सकता है। अल्ट्रासाउंड फैलाव और इमल्शन के कण आकार को कम करने के लिए एक प्रभावी तरीका है। अल्ट्रासोनिक emulsification उपकरण छोटे कण आकार (केवल 0.2-2 μm) और संकीर्ण बूंद आकार वितरण (0.1-10 μm) के साथ इमल्शन प्राप्त कर सकते हैं, और पायसीकारकों का उपयोग भी 30% से 70% तक इमल्शन की एकाग्रता में वृद्धि कर सकते हैं।
एन्हांस्ड इमल्शन स्थिरता
अनिवार्य रूप से, इमल्शन गतिज रूप से अस्थिर होते हैं, अनायास नहीं बनते हैं, और यदि उनकी स्थिरता को नियंत्रित नहीं किया जाता है तो उनके घटक चरणों में अलग हो जाते हैं। इसलिए, सम्मिलन के खिलाफ बिखरे हुए चरण की नवगठित बूंदों को स्थिर करने के लिए, पायसीकारकों और स्टेबलाइजर्स को इमल्शन में जोड़ा जाता है। Phacoemulsification स्थिर इमल्शन प्राप्त करने के लिए बहुत कम या कोई पायसीकारकों की आवश्यकता नहीं है। sonication के बाद, पायस कई महीनों या आधे से अधिक साल के लिए स्थिर रह सकता है।
पायस के प्रकार को नियंत्रित करें
कुछ शर्तों के तहत, दोनों "पानी में तेल" और "तेल में पानी" इमल्शन के प्रकार अल्ट्रासोनिक तकनीकों द्वारा उत्पादित किया जा सकता है। पारंपरिक पायसीफिकेशन विधि केवल पायसीकारकों को जोड़कर इमल्शन के गुणों को नियंत्रित कर सकती है, और इमल्शन के प्रकार को केवल यांत्रिक तरीकों से नहीं बदला जा सकता है। अल्ट्रासोनिक emulsification उपकरण emulsification प्रक्रिया और अधिक सुविधाजनक और लचीला बनाता है।
कम बिजली की खपत
अल्ट्रासोनिक emulsification की बिजली की खपत छोटी है, और इमल्शन की एक ही मात्रा के निर्माण के लिए आवश्यक बिजली की खपत एक उच्च दबाव homogenizer की तुलना में छोटा है। 4.55 m3 / h की क्षमता और 1 μm आकार की बूंदों के साथ एक पायस का निर्माण करने के लिए, जैसे अल्ट्रासोनिक emulsification प्रौद्योगिकी का उपयोग करना, केवल 57 HP के ड्राइविंग बल को 10.514.1kg / cm2 के काम के दबाव पर आवश्यक किया जा सकता है, लेकिन एक उच्च दबाव homogenizer 70.3351.6kg है। हालांकि, 4050 एचपी के ड्राइविंग बल की आवश्यकता / सेमी 2 के काम के दबाव पर होती है, इसलिए फाकोइमल्सीफिकेशन तकनीक का उपयोग बहुत अधिक ऊर्जा खपत को कम कर सकता है।
emulsification की दक्षता में सुधार
अल्ट्रासोनिक emulsification पायस है कि साधारण emulsification विधियों द्वारा उत्पादित नहीं किया जा सकता है इमल्शन का उत्पादन कर सकते हैं। जैसे-जैसे ऊर्जा घनत्व बढ़ता है, बूंद का आकार कम हो जाता है। उपयुक्त ऊर्जा घनत्व स्तरों पर, phacoemulsification प्रौद्योगिकी 1 μm से कम के औसत बूंद आकार प्राप्त कर सकते हैं। अल्ट्रासाउंड पूरे emulsification प्रक्रिया तेजी से बनाता है और एक उच्च शुद्धता पायस का उत्पादन करता है।