Il principio e l'applicazione dell'emulsificazione ad ultrasuoni

L'emulsificazione ad ultrasuoni si riferisce al processo di miscelazione di due (o più) liquidi immiscibili sotto l'azione dell'energia ultrasonica per formare un sistema disperso, in cui un liquido è distribuito uniformemente nell'altro liquido e forma un'emulsione.
Rispetto ai processi e alle apparecchiature di emulsione generali come eliche, mulini colloidali e omogeneizzatori, l'emulsificazione ad ultrasuoni ha le caratteristiche di elevata qualità di emulsione, emulsione stabile, prodotti di emulsionamento stabili e bassa potenza richiesta.

Il principio dell'emulsificazione ad ultrasuoni

Si ritiene che il meccanismo fisico di frantumazione dei solidi (o liquidi) insolubili sia la cavitazione ultrasonica. L'effetto di cavitazione ultrasonica si riferisce alla generazione di un gran numero di bolle in un liquido sotto l'azione di forti ultrasuoni. Piccole bolle cresceranno e aumenteranno gradualmente con la vibrazione ultrasonica, poi improvvisamente scoppieranno e si divideranno e le bolle divise continueranno a crescere e scoppiare. Quando queste piccole bolle collassano rapidamente, generano alta temperatura e pressione all'interno delle bolle e forti onde d'urto locali vengono generate nel liquido vicino alle bolle a causa dell'impatto ad alta velocità del liquido attorno alle bolle, che forma anche alte temperature locali e pressione, con conseguente frantumazione ed emulsione ad ultrasuoni.

Applicazioni industriali dell'emulsificazione ad ultrasuoni

Nell'industria farmaceutica e delle necessità quotidiane, l'emulsificazione ad ultrasuoni viene comunemente utilizzata per produrre vari prodotti in emulsione, come farmaci in emulsione, cosmetici e lucido da scarpe. L'emulsificazione ad ultrasuoni può essere utilizzata anche per produrre combustibili emulsionati di olio (benzina, diesel, ecc.) con acqua o polvere di carbone, al fine di migliorare il valore di combustione per unità di carburante.
Questa tecnologia è stata ora promossa e utilizzata in un ambito limitato, con notevoli vantaggi economici. Al fine di ridurre i costi e adattarsi alla produzione su larga scala, nell'emulsificazione ad ultrasuoni vengono utilizzati principalmente trasduttori meccanici ad ultrasuoni come i fischietti ad ancia. Per i liquidi difficili da emulsionare o per altre considerazioni speciali, i trasduttori ultrasonici piezoelettrici vengono talvolta utilizzati insieme ad appropriati sistemi di focalizzazione del suono per aumentare l'intensità del suono.

Applicazioni mediche della facoemulsificazione

Trattare la cataratta

Utilizzando un facoemulsificatore, attraverso un'incisione corneale o sclerale di 3-5mm, il nucleo del cristallino viene schiacciato con gli ultrasuoni fino a formare una forma di chilo, e poi risucchiato insieme alla corteccia. Dopo l'intervento chirurgico, la capsula posteriore del cristallino può essere preservata e contemporaneamente può essere impiantata una lente intraoculare nella camera posteriore.
Rispetto alla chirurgia tradizionale della cataratta, la facoemulsificazione ha risultati chirurgici migliori ed è diventata il metodo più affidabile per il trattamento della cataratta.