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超声波与搅拌在乳化应用中的组合

 更新时间:2025-11-26 点击量:28

一体式超声波处理器粉碎仪应用领域

复合材料的分散、生命科学(细胞破壁)、新能源材料(浆料的分散制备)、制药行业(中草药和植物的萃取)、(材料化学:对纳米材料如碳纳米管,石墨烯等材料的分散、均质土壤、岩石样本、有色金属、稀土等颗料物的崩解、乳化、均质、破碎。)、污水处理(讲解COD)、其他行业等。

超声波处理器系列5.jpg

一、为何需要组合?单独设备的局限性
**仅使用机械搅拌**,它能实现初步的、粗糙的混合,将大的油滴打散成无数个小油滴。但其提供的剪切力有限,无法将液滴破碎到更小的尺度(通常只能到几十微米)。得到的乳液颗粒大小不均,静置后很容易重新分层、合并,稳定性很差。
**仅使用超声波处理器**,超声波探头产生的“空化效应”能释放出巨大的能量,瞬间将附近的液滴撕裂成极其微小(可达纳米级)且均匀的颗粒。然而,这把“微雕刀”的作用范围非常局限,只集中在探头附近。容器内远离探头的物料几乎得不到处理,导致乳化不均。同时,巨大的能量会转化为热量,极易引起局部过热,可能烫伤热敏性成分,或破坏乳化剂的活性。
二、组合的协同效应:
1. **搅拌扮演“输送官”和“预处理器”的角色**
* **宏观循环**:拌桨持续不断地将整个容器内的物料搅动起来,形成一个稳定的流动循环。这确保了所有物料都能被“送”到超声波探头的有效作用区域内,没有任何死角。
* **初步破碎**:在物料到达探头之前,搅拌已经将大的液块初步打散,为后续的超声波精密处理创造了有利条件,减轻了超声波的处理负荷。
2. **超声波扮演“精炼师”的角色**
* **微观均质**:所有被搅拌输送过来的、经过预处理的物料,在经过超声波探头的高能量区域时,会遭受剧烈的空化冲击,被破碎成尺寸极小且分布集中的微纳液滴。
* **提升稳定性**:液滴越小、越均匀,布朗运动就越剧烈,彼此之间也越不容易碰撞合并,从而极大地提高了乳液的物理稳定性,延长了其保质期。

 

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3. **相辅相成,解决痛点**
* **克服处理不均**:搅拌解决了超声波作用范围小的问题。
* **缓解过热风险**:搅拌带来的整体流动起到了散热作用,有效避免了超声波造成的局部高温。
* **实现高效节能**:分工明确,两者各司其职,在最短的时间内用有效的方式完成乳化任务。
总而言之,**“搅拌负责全局,超声负责攻坚”**。机械搅拌确保了处理的**广度**和**均匀性**,而超声波则提供了处理的**深度**和**精密性**。两者的结合,是制备高性能、高稳定性纳米乳液或微乳液的经典且高效的策略。

AIR-20S超声波搅拌反应釜安装调试现场2.jpg