超音波乳化の原理と応用

超音波乳化とは、超音波エネルギーの作用下で 2 つ（またはそれ以上）の不混和液体を混合して分散系を形成するプロセスを指します。この場合、一方の液体が他方の液体に均一に分散されてエマルジョンが形成されます。
超音波乳化は、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や装置と比較して、乳化品質が高く、乳化が安定し、乳化生成物が安定し、必要な電力が低いという特徴があります。

超音波乳化の原理

不溶性固体（または液体）を粉砕する物理的メカニズムは、超音波キャビテーションであると考えられています。 超音波キャビテーション効果とは、強力な超音波の作用により液体中に多数の気泡が発生することを指します。 超音波振動により小さな気泡が徐々に成長・増加し、その後突然破裂・分裂し、分裂した気泡はさらに成長・破裂していきます。 この小さな気泡が急速に崩壊すると、気泡内に高温高圧が発生し、気泡周囲の液体の高速衝撃により気泡近傍の液体に局所的な強い衝撃波が発生し、局所的な高温が形成されます。圧力と超音波破砕と乳化をもたらします。

超音波乳化の産業応用

製薬業界や日用品業界では、乳化医薬品、化粧品、靴磨きなどのさまざまな乳化製品の製造に超音波乳化がよく使われています。 超音波乳化を使用して、燃料単位あたりの燃焼値を向上させるために、水または石炭粉末と油 (ガソリン、ディーゼルなど) の乳化した可燃物を生成することもできます。
この技術は現在、限られた範囲内で推進および使用されており、大きな経済的利益をもたらしています。 コストを削減し、大規模生産に適応するために、超音波乳化にはリードホイッスルなどの機械式超音波トランスデューサーが主に使用されます。 乳化が難しい液体の場合、またはその他の特別な考慮事項がある場合、音響強度を高めるために、圧電超音波トランスデューサーが適切な音響集束システムと組み合わせて使用​​されることがあります。

超音波超音波乳化吸引術の医療応用

白内障の治療

超音波超音波乳化吸引器を使用して、3-5 mm の角膜または強膜の切開を通して、水晶体核を超音波で粉砕して乳びの形状を形成し、皮質と一緒に吸引します。 手術後は、水晶体後嚢を温存し、同時に後房眼内レンズを移植することができます。
従来の白内障手術と比較して、超音波超音波乳化吸引術は手術結果が良好であり、白内障治療の最も信頼できる方法となっています。