Jaký je princip emulgace?

Působením ultrazvukové energie se dvě nebo více nemísitelných kapalin smísí dohromady a jedna z kapalin je relativně rovnoměrně dispergována v druhé kapalině za vzniku kapaliny podobné emulzi. Tento proces se nazývá ultrazvuková emulgace.

Fakoemulzifikace je způsobena fenoménem kavitace. Ultrazvukové vlny procházející kapalinou způsobují její neustálé stlačování a rozpínání. Ultrazvukové vlny o vysoké intenzitě poskytují energii potřebnou k rozptýlení kapalné fáze. Při dosažení maximálního tlaku v místě slabší soudržnosti dochází k prasknutí kapaliny. Po této ruptuře došlo v místě ruptury k přetlaku a byly nalezeny nějaké dutiny. V těchto dutinách kapalný rozpuštěný plyn po krátké době exploduje ve formě bublin.

Pro stabilizaci nově vzniklých kapiček dispergované fáze proti koalescenci se do emulze přidávají emulgátory (tenzidy, surfaktanty) a stabilizátory. Konečná distribuce velikosti kapiček byla udržována na stejné úrovni, jako když byly kapičky distribuovány po rozpadu v ultrazvukové disperzní zóně.

Proces kavitace je ovlivněn frekvencí a intenzitou ultrazvukových vln a výskyt kavitace v těle je do značné míry závislý na přítomnosti nerozpuštěného plynu suspendovaného v kapalině, který působí jako katalyzátor. Při určitém tlaku závisí vznik dutiny do určité míry na době vývoje a ultrazvukové frekvenci. Proces fakoemulzifikace představuje konkurenci mezi protichůdnými procesy. Proto je nutné volit vhodné provozní podmínky a frekvence tak, aby dominoval destrukční efekt.

Ultrazvukový kavitační efekt

Při přípravě emulzí typu olej ve vodě je konečná intenzita zvuku mnohem nižší než při přípravě emulzí typu voda v oleji. Typ zvukového pole ovlivňuje proces emulgace, tj. aplikuje se určitá postupná vlna. Ve srovnání s aplikací některých stacionárních vln je efektivita procesu zlepšena. To lze vysvětlit tím, že ve stacionárním vlnovém poli převládá opačný proces než disperze, kondenzace.