Принципът и приложението на ултразвуковото емулгиране

Ултразвуковото емулгиране се отнася до процеса на смесване на две (или повече) несмесващи се течности под действието на ултразвукова енергия за образуване на дисперсна система, където едната течност е равномерно разпределена в другата течност и образува емулсия.
В сравнение с общи процеси на емулгиране и оборудване като пропелери, колоидни мелници и хомогенизатори, ултразвуковото емулгиране има характеристиките на високо качество на емулгиране, стабилно емулгиране, стабилни емулгиращи продукти и ниска необходима мощност.

Принципът на ултразвуковото емулгиране

Смята се, че физическият механизъм на раздробяване на неразтворими твърди вещества (или течности) е ултразвукова кавитация. Ефектът на ултразвукова кавитация се отнася до генерирането на голям брой мехурчета в течност под действието на силен ултразвук. Малките мехурчета постепенно ще растат и ще се увеличават с ултразвукова вибрация, след което внезапно ще се спукат и ще се разделят, а разделените мехурчета ще продължат да растат и да се спукат. Когато тези малки мехурчета се свиват бързо, те генерират висока температура и налягане вътре в мехурчетата и силни локални ударни вълни се генерират в течността близо до мехурчетата поради високоскоростното въздействие на течността около мехурчетата, което също образува локална висока температура и налягане, което води до ултразвуково раздробяване и емулгиране.

Индустриални приложения на ултразвуково емулгиране

Във фармацевтичната промишленост и индустрията за ежедневни нужди, ултразвуковата емулгификация обикновено се използва за производство на различни емулсионни продукти, като емулсионни лекарства, козметика и боя за обувки. Ултразвуковото емулгиране може също да се използва за производство на емулгирани горими вещества от масло (бензин, дизел и т.н.) с вода или въглищен прах, за да се подобри стойността на изгаряне на единица гориво.
Тази технология вече е насърчавана и използвана в ограничен диапазон, със значителни икономически ползи. За да се намалят разходите и да се адаптират към широкомащабно производство, механичните ултразвукови преобразуватели като тръстикови свирки се използват най-вече в ултразвуковата емулгация. За течности, които са трудни за емулгиране, или за други специални съображения, пиезоелектричните ултразвукови преобразуватели понякога се използват заедно с подходящи системи за фокусиране на звука за увеличаване на интензитета на звука.

Медицински приложения на факоемулсификацията

Лечение на катаракта

С помощта на факоемулсификатор, през разрез на роговицата или склерата с размер 3-5 mm, ядрото на лещата се раздробява с ултразвук, за да образува форма на хилус, и след това се изсмуква заедно с кортекса. След операцията може да се запази задната капсула на лещата и едновременно с това да се имплантира заднокамерна вътреочна леща.
В сравнение с традиционната хирургия на катаракта, факоемулсификацията има по-добри хирургични резултати и се превърна в най-надеждния метод за лечение на катаракта.