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超聲波技術簡介——技術應用
超聲波技術簡介——技術應用
功率超聲在液體中為突出和為人所知的作用就是分散效應。其中包括超聲乳化、超聲粉碎、超聲凝膠的液化、超聲液體的霧化、超聲清洗等。
本期就超聲乳化與超聲粉碎進行介紹。
超聲乳化
超聲乳化是指在超聲能量的作用下，使兩種或兩種以上不相溶的液體混合均勻形成分散物系，其中一種液體以液體的形式均勻分布在另一種液體之中而形成乳狀液的工藝過程。
超聲乳化與一般乳化工藝和設備(如螺旋槳、膠體磨及均化器等)相比，具有如下優點：
1.乳化質量好：乳液平均液滴尺寸小可達0.2-2μm；
2.分布范圍窄：可為0.1-10μm或更窄；
3.乳化濃度高：純乳液濃度可超過30%，外加乳化劑可高達70%；
4.乳化狀態穩：部分乳化后物質能夠穩定幾月至半年以上；
5.生產效率高：超聲乳化法的生產效率在特定條件下比高壓均化法高出6-10倍；
6.乳化成本低：超聲乳化的一個重要特點就是可以不用或少用乳化劑使產生極穩定的乳液。
正因為超聲乳化的上述優點，超聲在石油、化工、輕工、紡織、醫藥、冶金、食品、造紙和染料等各工業部門有著廣泛的應用前景。
超聲乳化的應用
應用范圍 | 應用情況 |
燃料 | 燃料油中摻水的乳化，以節油和減少排氣污染。噴氣燃料的果子凍(肉凍)化,將97%的JP4份水制造所謂果子凍狀態的燃料 |
食品 | 將酥油乳化,制成乳糖。醬汁制造時,原料的分散 |
化妝品 | 蠟、石蠟等乳化,制造洗滌劑、洗發劑、化妝水等油的微粒子分散 |
環保 | 油船廢水乳化，各種礦物油的乳化 |
涂料 | 包裝用防水涂料劑乳化一水中乳化聚乙烯(25%).防水劑乳化一漁網用樹脂加工液的乳化 |
其他 | 1.油脂的精制(肥皂的制造)一促進由油脂懸浮液引起的皂化反應 2.油酸的乳化一采用浮游選礦法，捕獲微粉礦所使用的乳化液制造 3.金屬鈉的分散一觸媒用鈉向石蠟中分 4.粘接劑乳化一-酚醛樹脂、合成橡膠向有機溶液中分散 5.環氧樹脂乳化橡膠制品加工液的制造 |
超聲破碎
在超聲作用下，使液體中的固體顆粒，或生物組織等破碎，這種過程稱為超聲粉碎。
超聲破碎被廣泛應用于細胞結構的破壞、蛋白質提取、材料分散、植物成分提取、藥物分散、壓敏紙劑分散等生物研究和工業領域。
應用范圍 | 應用情況 |
涂料工業 | 1.氧化鈦、氧化鐵、碳精等向水或者溶劑中分散(一般涂料); 2.書寫石墨微粒子化; 3.顯像管涂復用熒光材料的分散; 4.感光材料的分散; 5.染料向溶融石蠟中的分散; |
生物醫藥 | 1.注射用醫藥物質的分散一將磷脂類與膽固醇混合用適當方法與藥物混合在水溶液中，經超聲分散，可以得到更小粒子(0.1um左右)供靜脈注射。 2.中草藥提取一利用超聲分散破壞植物組織，加速溶劑穿透組織作用，提高中草藥有效成分提取率。如金雞納樹皮中全部生物堿用般方法漫出需5小時以上，采用超聲分散只要半小時即能完成。 3.制備混懸劑一在超聲空化和強烈攪拌下，將一種固體藥物分散在含有表面活性劑的水溶液中，可以形成1pm左右口服或靜脈注射混懸劑。例“靜注喜樹堿混懸劑“肝臟造影劑”“硫酸鋇混懸劑"。 4.制備疫苗將細菌或病毒借助于超聲分散將其處死以后，再用適當方法制成疫苗。 |
食品 | 粉乳劑的分散 |
潤滑劑 | 二硫化鉬向發動機潤滑油中的分散 |