影響
超聲波乳化的因素影響和控制聲波乳化的各種因素包括超聲波功率,時間,聲波頻率和乳液溫度。
聲波頻率:20至40 kHz的頻率能夠產生最佳的乳化效果,即在較低頻率下,剪切力對乳化效果會到起較大的作用。隨著超聲波頻率的增加,氣泡膨脹和破裂所需的時間減少了,從而減少了剪切的程度。在較高的頻率,空化閾值增加,由于需要更多的功率來啟動空化,因此聲波化過程的效率降低過程。超聲波乳化設備有20至40 kHz的頻率可以選擇,能夠根據具體不同的應用選擇不同頻率的工具頭。
超聲波功率:超聲功率是控制乳液乳化效率的主要因素之一。隨著超聲功率的增加,分散相的液滴尺寸會減小。但是,當功率輸入大于200 W時,較小的乳液液滴會聚集成較大的液滴。這是因為在這些條件下會產生大量空化氣泡,極高的能量密度,液滴濃度增加以及液滴之間的碰撞率很高。因此,在超聲乳化過程中確定最佳功率非常重要。隨著均勻化時間的延長,小液滴的產生也隨之增加。在相同的能量密度下,可以比較兩種乳化技術,以檢查它們在穩定乳液形成中的效率。
溶液溫度:在超聲乳化過程中,溶液溫度適當的升高會導致溶液界面張力和粘度的降低,使其更容易混合,并且會使空化氣泡的數量增加。這些趨勢對整個乳化過程是非常有利的。然而,溫度的持續不斷升高對乳化的影響也可能是有害的:空化的核數會伴隨溫度增加而增加,氣泡內部的氣壓也隨之增加,從而產生沖擊波的衰減并產生大量氣泡。這會降低氣泡內爆時達到的最大壓力。由于氣泡中蒸發的數量增加,氣泡的破裂會變得不那么劇烈,這會導致剪切力和乳化效率降低。
聲波處理時間:通常,超聲乳化時間的增加會導致分散相液滴的尺寸減小。隨著時間的增加,溶液中超聲波能量的量也增加,導致破裂的液滴數量增加和乳液液滴的尺寸減小。但是,超過一定的處理時間,即超過最佳處理時間,由于高液滴濃度的普遍存在和液滴之間的碰撞,會將較小的液滴聚結成較大的液滴。