影响
超声波乳化的因素影响和控制声波乳化的各种因素包括超声波功率,时间,声波频率和乳液温度。
声波频率:20至40 kHz的频率能够产生最佳的乳化效果,即在较低频率下,剪切力对乳化效果会到起较大的作用。随着超声波频率的增加,气泡膨胀和破裂所需的时间减少了,从而减少了剪切的程度。在较高的频率,空化阈值增加,由于需要更多的功率来启动空化,因此声波化过程的效率降低过程。超声波乳化设备有20至40 kHz的频率可以选择,能够根据具体不同的应用选择不同频率的工具头。
超声波功率:超声功率是控制乳液乳化效率的主要因素之一。随着超声功率的增加,分散相的液滴尺寸会减小。但是,当功率输入大于200 W时,较小的乳液液滴会聚集成较大的液滴。这是因为在这些条件下会产生大量空化气泡,极高的能量密度,液滴浓度增加以及液滴之间的碰撞率很高。因此,在超声乳化过程中确定最佳功率非常重要。随着均匀化时间的延长,小液滴的产生也随之增加。在相同的能量密度下,可以比较两种乳化技术,以检查它们在稳定乳液形成中的效率。
溶液温度:在超声乳化过程中,溶液温度适当的升高会导致溶液界面张力和粘度的降低,使其更容易混合,并且会使空化气泡的数量增加。这些趋势对整个乳化过程是非常有利的。然而,温度的持续不断升高对乳化的影响也可能是有害的:空化的核数会伴随温度增加而增加,气泡内部的气压也随之增加,从而产生冲击波的衰减并产生大量气泡。这会降低气泡内爆时达到的最大压力。由于气泡中蒸发的数量增加,气泡的破裂会变得不那么剧烈,这会导致剪切力和乳化效率降低。
声波处理时间:通常,超声乳化时间的增加会导致分散相液滴的尺寸减小。随着时间的增加,溶液中超声波能量的量也增加,导致破裂的液滴数量增加和乳液液滴的尺寸减小。但是,超过一定的处理时间,即超过最佳处理时间,由于高液滴浓度的普遍存在和液滴之间的碰撞,会将较小的液滴聚结成较大的液滴。