Was ist das Prinzip der Emulgierung?

Unter der Einwirkung von Ultraschallenergie werden zwei oder mehr nicht mischbare Flüssigkeiten miteinander vermischt, und eine der Flüssigkeiten ist relativ gleichmäßig in der anderen Flüssigkeit dispergiert, um eine emulsionsähnliche Flüssigkeit zu bilden. Dieser Prozess wird als Ultraschallemulgierung bezeichnet.

Phakoemulsifikation wird durch das Phänomen der Kavitation verursacht. Ultraschallwellen, die durch die Flüssigkeit hindurchgehen, führen dazu, dass sie sich kontinuierlich komprimiert und ausdehnt. Hochintensive Ultraschallwellen liefern die Energie, die benötigt wird, um die flüssige Phase zu dispergieren. Wenn der maximale Druck erreicht ist, tritt an der Stelle der schwächeren Kohäsion ein Flüssigkeitsbruch auf. Nach diesem Bruch trat an der Bruchstelle ein Überdruck auf und es wurden einige Hohlräume gefunden. In diesen Hohlräumen explodiert das flüssige gelöste Gas nach kurzer Zeit in Form von Blasen.

Zur Stabilisierung der neu gebildeten dispergierten Phasentröpfchen gegen Koaleszenz werden der Emulsion Emulgatoren (Tenside, Tenside) und Stabilisatoren zugesetzt. Die endgültige Tröpfchengrößenverteilung wurde auf dem gleichen Niveau gehalten wie bei der Verteilung der Tröpfchen nach dem Aufbrechen in der Ultraschalldispersionszone.

Der Kavitationsprozess wird durch die Häufigkeit und Intensität der Ultraschallwellen beeinflusst, und das Auftreten von Kavitation im Körper hängt weitgehend von der Anwesenheit von ungelöstem Gas ab, das in der Flüssigkeit suspendiert ist und als Katalysator zu wirken scheint. Bei einem bestimmten Druck hängt die Bildung des Hohlraums bis zu einem gewissen Grad von der Entwicklungszeit und der Ultraschallfrequenz ab. Der Phakoemulsifikationsprozess stellt einen Wettbewerb zwischen gegensätzlichen Prozessen dar. Daher ist es notwendig, geeignete Betriebsbedingungen und Frequenzen auszuwählen, damit der Zerstörungseffekt dominiert.

Ultraschall-Kavitationseffekt

Zur Herstellung von Öl-in-Wasser-Emulsionen ist die ultimative Schallintensität viel niedriger als bei der Herstellung von Wasser-in-Öl-Emulsionen. Die Art des Schallfeldes beeinflusst den Emulgierungsprozess, d.h. es wird eine bestimmte Wanderwelle angelegt. Im Vergleich zur Anwendung einiger stationärer Wellen wird die Prozesseffizienz verbessert. Dies lässt sich dadurch erklären, dass in einem stationären Wellenfeld der entgegengesetzte Prozess zur Dispersion, die Kondensation, vorherrscht.