超音波式乳化装置は、互いに混ざり合わない二つ以上の液体を混合します

製品説明

超音波エマルシフィケーション装置は、超音波エネルギーを用いて互いに混和しない2種類以上の液体を混合し、そのうちの一方を他方の液体中に均一に分散させ、エマルション状の液体を形成します。さまざまな中間体および消費者向け製品（例：化粧品・スキンケア製品、医薬用軟膏、塗料、潤滑油、燃料など）は、すべてまたは一部がローションであり、超音波エマルシフィケーション装置を用いて製造可能です。エマルションは日常生活のあらゆる場面で見られ、その制御および性能の最適化を理解することは、高品質な製品の生産にとって不可欠です。ここでいう「品質」とは、最終用途に適合することを意味します。

製品詳細

超音波乳化装置

エマルジョン化のイントロダクション

さまざまな業界において、エマルジョン製造工程には大きな違いがあり、これには使用される成分（混合物、溶液中のさまざまな配合成分を含む）、エマルジョン化方法および追加の処理条件が含まれます。エマルジョンとは、互いに混和しない二つ以上の液体が分散した状態であり、超音波エマルジョン化装置は高強度の超音波エネルギーを提供し、液相（分散相）を第二相（連続相）内で小さな液滴に分散させ、そのための必要なエネルギーを供給します。
二つの液体は異なるタイプのエマルジョンを形成することが可能です。例えば、油と水の場合があります。まず、「オイル・イン・ウォーター」型エマルジョンでは、油が分散相で水が連続相です。次に、「ウォーター・イン・オイル」型エマルジョンでは、水が分散相で油が連続相になります。さらに、「ウォーター・イン・オイル・イン・ウォーター」や「オイル・イン・ウォーター・イン・オイル」などの多重エマルジョンも形成されることがあります。

超音波乳化プロセス

超音波キャビテーションプロセスの図

乳化液の不安定性が付着を引き起こす

超音波乳化はキャビテーションによって引き起こされる。超音波が液体中を通過すると、液体は絶えず圧縮と膨張を繰り返す。高強度の超音波は液体相の分散に必要なエネルギーを供給する。最大圧力に達すると、凝集力が弱い箇所で液体の破断が発生する。この破断後には破断箇所に過剰圧力が観測され、いくつかの空洞が存在することが確認されている。これらの空洞内では、液体に溶解していたガスが短時間後にバブルとなって爆発する。

新しく形成された分散相の滴を安定化させ、付着を防ぐために、乳化剤（界面活性剤）および安定剤をエマルジョンに添加する。最終的な滴径分布は、超音波分散ゾーン内で滴が破壊された直後のレベルと同じ状態に維持される。

キャビテーション過程は超音波の周波数および強度によって影響を受け、媒体内でのキャビテーションの発生は液体中に溶解していない気体が存在するかどうかに大きく依存しており、気体の存在は触媒として作用しているように思われる。特定の圧力条件下では、空洞の形成はある程度まで処理時間および超音波周波数の発展に依存する。超音波による乳化プロセスは、相反するプロセス間の競合を表している。したがって、破壊効果が優位になるように適切な作業条件および周波数を選定することが必要である。

水-油乳剤を調製するためには、必要なしきい値音響強度が油-水乳剤に比べて著しく低くなる。音場の種類は、定常波を適用することによって乳化プロセスに影響を与える。静的波を適用する場合と比較して、プロセス効率が向上する。これは静的波場では分散とは逆の過程である凝集が優勢になるためである。

超音波によるパラフィン乳化実験

超音波の利点
--乳剤の種類を制御できる。
--乳剤を生成するために必要な電力が小さい。
--生成された乳剤はより安定しており、数か月から半年以上安定した状態を保つものもある。
--高濃度であり、純粋な乳剤濃度は30％を超えることができ、さらに乳化剤を加えることで70％に達することがある。
--コストが低い。超音波乳化の重要な特徴の一つとして、乳化剤を使用しない、または極めて少量の乳化剤で非常に安定した乳剤を生成できることがある。
--プロペラ、コロイドミル、ホモジナイザーなどの一般的な乳化プロセスおよび装置と比較して、超音波乳化には多くの利点があります。
--形成されたエマルションは平均液滴径が小さく（0.2〜2マイクロメートル）、液滴径分布範囲が狭い（0.1〜10マイクロメートル）あるいはさらに狭くなります。

HCSONIC乳化装置の特徴：

HCSONICの超音波乳化装置は、出力が数千ワットを超える単一または複数の超音波処理装置で構成されており、実験室での用途から工業生産への移行を効果的に実現します。今日の最高性能を誇る高圧ホモジナイザーと同等の結果を得ることができ、微細分散乳化液の連続式またはバッチ式処理が可能です。HCSONICの超音波乳化装置はメンテナンスコストが非常に低く、操作および清掃が容易です。また、超音波乳化装置の出力は調整可能であり、異なる製品の特定の乳化要件に応じて適応させることができます。

HCSONIC 製品の特徴
超音波乳化装置には交換可能なチップ付きツールヘッド（キャップ）が装備されています。これらのキャップは端部に硬質のネジを持ち、ツールヘッドに接続されます。空洞化によりキャップが摩耗した場合、ねじを緩めて交換することが可能です。

（注意：有機溶剤、アルコール、または表面張力が低いその他の液体を含む溶液に超音波処理を行う場合、液体がネジ込み式チップ内部に浸透します（接続がどれほど密閉されていても関係ありません）。一度液体がチップ内に入ると緩みが生じ、超音波装置に過負荷がかかります。溶剤または表面張力の低い液体を含むサンプルを扱う場合は、固定式チップのツールヘッドを使用する必要があります。このタイプはあらゆる種類のサンプルに使用できます。）

設備画像

超音波乳化応用

超音波乳化装置は、食品、製紙、塗料、化学、医薬、繊維、石油、冶金など、さまざまな産業分野で広く利用されています。超音波装置は既存の生産ラインに容易に設置できるため、製造業者が低コストで設備をアップグレードするのに便利です。また、超音波乳化は従来の方法では実現できない乳化液も作成できます。一般的な混合方法では水の中にワセリンを5%までしか生成できませんが、驚くべきことに高出力超音波を利用すれば、20%のワセリン乳化液を作り出すことが可能です。

製品仕様は以下の通りです：