目前對超聲乳化的理論主要有三種:空化、表面不穩定性和超聲作用下所引起的微沖流。 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,具有如下特點: (1)乳化質量高,所形成的乳液平均液滴尺寸小,可為0.2~2μm,液滴尺寸分布范圍窄,可為0.1~10μm或更窄,濃度高,純乳液濃度可達30%,外加乳化劑可達70%。 (2)可以不用或少用乳化劑就產生穩定的乳液,有的可穩定幾個月至半年以上,耗能小,生產效率高,成本低。 (3)可以控制乳液的類型。在某些聲場條件下,o/w(水包油)和w/o(油包水)型乳液都可制備,然而用機械乳化方法這是不可能的,只有乳化劑的性質才能控制乳酸的類型。例如,甲苯在水中乳化,在低聲強條件下可以形成一種類型的乳液,而在高聲強條件下則可能形成另一種類型的乳液。 (4)生產乳液所需功率小。如:制備4.55m3/h、液滴尺寸為1μm的乳液,若采用簧片哨,當工作壓力為10.5~14.1kg/cm2時,只需5~7馬力的驅動功率,而采用高壓均化器,工作壓力為70.3~351.6kg/cm2時,則需40~50馬力的驅動功率。超聲乳化還可以制備用一般方法根本不能得到的乳濁液,如普通攪拌只能得到5%石蠟在水中的乳濁液,而在聲場中,可以得到20%石蠟乳濁液。燃油摻水超聲乳化、燃燒,在國內已推廣應用多年。該過程中不需添加乳化劑,乳化油中水珠粒徑達1μm左右,取得了節能6%~25%、減少煙塵40%~90%、降低NOx20%~75%的效果,節油環保。在煤油混合燃料中加入少量水進行超聲乳化混合,可以生產穩定的煤油懸浮液,含煤達40%以上,便于儲存和運輸,效益顯著。另一方面,在低聲強和一定頻率下,超聲能使乳化液破乳。美國Teksonic公司開發了一種高效而經濟的工藝,利用超聲波對油水乳化物進行破乳處理,取得了良好的效果。此外,該公司還把超聲波技術用于三相非均一物系的分離,如用于破壞難處理的油-水-固乳化物,使其得以分離。 |