مقدمة
في العديد من المجالات الصناعية ، مثل المواد الغذائية والأدوية ومستحضرات التجميل والصناعات الكيماوية ، غير قابلة للامتزاج المكونات غالبا ما تكون مختلطة فيمستقرة وموحدةالمنتجات . هذا واحد ،مستحلب ، والتشتت التجانسهي ثلاث تقنيات هامة ومترابطة . على الرغم من أنها تهدف إلى تحقيق مزيج متجانس من المواد ، المبادئ الداخلية ، وتطبيق التكنولوجيا وجوه مختلفة التركيز .
واحداستحلاب: بناء نظام مستقر من السوائل غير قابلة للذوبان
استحلاب هو نوع من السائل الذي يجمع بين اثنين ( أو أكثر ) من السوائل غير قابلة للامتزاج مع بعضها البعض .قوة خارجية و إضافة مستحلبواحد من السائل هو موحد فرقت في آخر في شكل قطرات صغيرة ، وبالتالي تشكيلنظام متعدد المراحلالعملية . هذا النظام يسمى مستحلب .
الأمثلة الأكثر شيوعاً هي النفط والمياه .
1 - المجال الطبي
نظام تسليم المخدرات: استخدام المخدرات الناقل ، وتحسين قابلية الذوبان والاستقرار ، وتحسين التوافر البيولوجي واستهداف المخدرات . على سبيل المثال ، من الصعب حل المخدرات ملفوفة في nanoemulsions يمكن أن تزيد من الذوبان في الماء ، وبالتالي تحسين كفاءة الامتصاص عن طريق الفم أو الحقن .
تطوير لقاح: nanoemulsions يمكن استخدام المثبتات والمواد المساعدة من أجل تحسين استمناع واستقرار اللقاحات .
الإدارة المحليةنانومتر مستحلب يمكن تحقيق الإدارة المحلية من المخدرات ، وتحسين نفاذية الدواء و التأثير العلاجي .
2 - مستحضرات التجميل
نانو مستحلب يمكن ليس فقط تحسين الملمس والنفاذية من منتجات العناية بالبشرة ، ولكن أيضا يمكن أن تستخدم في إعداد مستحضرات التجميل مع أفضل تشتت والاستقرار ، مثل الأساس السائل ، أحمر الشفاه ، الخ .
3 - صناعة الأغذية
الغذاء وظيفية : نانو مستحلب يمكن استخدامها في إعداد الأغذية الوظيفية ، مثل التغذية محسن ، المضادة للأكسدة ، وهلم جرا . تحسين الذوبان والاستقرار من هذه المكونات ، مما يجعلها أكثر سهولة استيعابها واستخدامها من قبل الجسم البشري .
المضافات الغذائية : nanoemulsions يمكن استخدامها بوصفها الغذاء المستحلبات ، المثبتات ، وما إلى ذلك ، من أجل تحسين طعم الطعام والملمس والاستقرار .
ثانياتفريق: تحقيق توزيع موحد من مسحوق في السائل
التشتت هو عملية فصل الجسيمات الصلبة وتوزيعها بشكل موحد في وسط سائل على شكل تعليق . ويتمثل التحدي الأساسي في التغلب على التماسك بين الجزيئات الصلبة ( قوة فان دير فال ، وما إلى ذلك ) ومنع إعادة تجميع الجزيئات المشتتة .
طريقة تصنيف التكنولوجيا اللامركزية
على أساس تفريق متوسطة : تفريق النظام ينقسم إلىو nonaqueous النظم .
تقنيات اللامركزية يمكن تقسيمها إلىالفيزيائية والكيميائية والتشتتفئتين .
التشتت المادي
تشتت الميكانيكية التحريك :المواد التي يتم تفريقها في المتوسط باستخدام قوة القص و قوة التأثير التي تنتجها النمام . الميكانيكية التحريك والتشتت طريقة بسيطة وسهلة التشغيل .
تشتت الموجات فوق الصوتية :من خلال الاستفادة من التجويف ، قوة القص و قوة تأثير الموجات فوق الصوتية في وسائل الإعلام ، والمواد التي يمكن تفريقها في وسائل الإعلام . بالموجات فوق الصوتية طريقة تفريق لديها مزايا عالية الكفاءة ، وحماية البيئة ، وما إلى ذلك ، ولكن استهلاك الطاقة هو أكبر ، لذلك هو مناسبة لأنّ مختبر الإنتاج على نطاق صغير .
ارتفاع ضغط مايكرو جت تشتت :ارتفاع ضغط مضخة الضغط العالي يستخدم للضغط على المواد في الضغط العالي .ميكروتشانيلسسرعة عالية microfluidics تتشكل ، حتى أن المواد في قناة مايكرو يتعرض إلى آثار قوية من القص ، تأثير ، ثقب ، وما إلى ذلك ، وبالتالي تحقيق تشتت المواد . ارتفاع ضغط microfluidic تشتت الأسلوب له مزايا جيدة تأثير التشتت ، التحكم في حجم الجسيمات ، الخ .
تشتت كيميائي
تشتت الكيميائية طريقة تغيير خصائص سطح المواد عن طريق إضافة مشتتة ، والحد من التفاعل بين المواد ، وبالتالي تحقيق تشتت المواد . اختيار واستخدام مشتتة له تأثير كبير على تشتت المعنى . مشتتة المشتركة تشمل الأملاح غير العضوية ، والأحماض العضوية ، السطحي ، مركبات البوليمر .
ثالثامتجانسعرضفي نهاية المطافتحبب السيطرة والتوحيد
التجانس ليس عملية كيميائية مستقلة ، ولكن عملية تعزيز المعالجة الفيزيائية . وعادة ما تستخدم كخطوة رئيسية في عملية الاستحلاب أو التشتت . هدفه هو تطبيق القوة الميكانيكية )القص ، تأثير التجويف) جعل النظامتفريق المرحلةحجم الجسيمات ( سواء كانت قطرات السائل أو الجسيمات الصلبة ) يصبح أصغر و توزيع أضيق ، وبالتالي تحقيق التوحيد والاستقرار .
-
ارتفاع ضغط التجانس التكنولوجيا
في عملية التجانس ، تأثير تدفق الصفحي يحدث ، و تشتت الجسيمات أو قطرات السائل هي قص و امتدت إلى قطع . بسبب تأثير الاضطراب ، كلمة تشوه الجسيمات أو قطرات في تقلبات الضغط . بسبب تأثير التجويف ، وارتفاع الضغط يسبب فقاعات صغيرة لكسر بسرعة ، والإفراج عن الطاقة ، مما تسبب في تأثير الضغط الهيدروليكي المحلية ، مما تسبب في الاهتزاز . السائل الذي يمر من خلال فتحة ، بسبب فقدان الضغط الفوريسرعة عاليةفي هذه الطريقة ، ثلاثة أنواع من الآثار ، بما في ذلك القص ، تأثير ثقب ، يتم إنشاؤها .
2.ارتفاع ضغط microfluidics التكنولوجيا
مايكرو جت الخالطارتفاع ضغط السائل ( مثل مستحلب ، تعليق ، وما إلى ذلك ) إلى معالجتها بواسطة مضخة الضغط العالي ، ثم يمر السائل في سرعة عالية من خلال قناة صغيرة خاصة مع البنية الداخلية مثل " ص " أو " ض " . في عملية تدفق عالية السرعة من خلال قناة مايكرو ، الضغط الداخلي من السائل انخفض بشكل حاد بسبب انخفاض حاد في حجم القناة ، مما أدى إلى سرعة الصوت . عند هذه النقطة ، سلسلة من الظواهر الفيزيائية المعقدة التي تحدث في السائل ، بما في ذلك الجسيمات الاصطدام ، التجويف ، تسرب ، القص ، وما إلى ذلك ، مما يجعل المواد تخضع عالية التردد القص ، تأثير ، بين جزيئات المواد النار و ضغط كبير .
رابعاً - ملخص
وخلاصة القول ، وارتفاع ضغط الخالط و microfluidic الخالط تلعب دورا هاما في الاستحلاب ، والتشتت ، التجانس في جميع مناحي الحياة .
في عملية الاستحلابمبدأ العمل من ارتفاع ضغط الخالط هو استخدام الضغط العالي و قوة القص إلى مزيج من اثنين من السوائل غير قابلة للامتزاج ( عادة النفط والماء ) على شكل موحد ومستقر مستحلب . يمكن تحسين كفاءة الاستحلاب والاستقرار .
في عملية اللامركزية ،ارتفاع ضغط الخالط يمكن صقل الجسيمات الصلبة أو قطرات من المواد إلى ميكرون أو حتى نانومتر الحجم من خلال قوة القص قوية ، مما يجعلها أكثر سهولة تفريق في السائل . تجنب التكتل والترسيب ، وبالتالي تحسين التوحيد من تشتت النظام .
التجانس من ارتفاع ضغط الخالط هي واحدة من أهم المهام .عملية التجانسارتفاع ضغط الخالط يمكن سحق الجزيئات الكبيرة أو قطرات من المواد إلى جزيئات صغيرة أو قطرات من خلال الضغط العالي والقص ، وبالتالي تحقيق موحد خلط وتشتت المواد .