[發(fā)明專利]液體介質(zhì)及液體介質(zhì)內(nèi)物質(zhì)的超聲空化處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180051173.0
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN103180057A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安德烈·亞歷山大羅維奇·戈特洛夫
• 申請（專利權(quán)）人: 安德烈·亞歷山大羅維奇·戈特洛夫
• 主分類號: B08B3/12
• 分類號: B08B3/12;A61L2/025;A23L3/30;B01F11/02
• 代理公司: 深圳市博銳專利事務(wù)所 44275
• 代理人: 張明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液體介質(zhì)和其它介質(zhì)空化處理領(lǐng)域，其中液體密度和其它液相超過總重量的65-70%。以及置于處理后液體介質(zhì)內(nèi)的物質(zhì)的處理方法。

背景技術(shù)

眾所周知，超聲空化可有效地應(yīng)用于各種經(jīng)濟領(lǐng)域，其執(zhí)行的工藝包括以下步驟/1-6/：

-分散；

-高壓均質(zhì)和乳化；

-混合；

-碎裂；

-分解。

實際上，該生產(chǎn)工藝涉及多組分介質(zhì)（乳液、懸浮液、水溶液和水系統(tǒng)）、超聲波滅菌（消毒）水、牛奶和其它產(chǎn)品、以及清潔工具和醫(yī)療用品等。超聲反應(yīng)器執(zhí)行處理液體介質(zhì)的方法可視為原型設(shè)計/1/。該方法包括，由棒形輻射器在液體內(nèi)生成超聲波，振動源位于其邊緣，該振動源通常為壓電式輻射器。

目前有許多方法確定棒的配置和在邊緣設(shè)置多個壓電式輻射器的可能性，但這些方法目的都在于增加接頭和側(cè)壁處棒的振動幅度/8/。這是因為實際上完全空化的區(qū)域可從離開振動表面處的幾厘米尺寸測出。由于輻射器扁平邊緣和扁平底部之間的已處理液體會形成駐波，所以一般認為該棒的底部是最有效的區(qū)域。因此，需注意邊緣的直徑不能超過50-70mm。

棒的圓柱表面輻射具有很小的振動幅度和柱面發(fā)散度。假設(shè)反射的聲波來自外圓柱玻璃壁，則預(yù)計無法在已處理液體介質(zhì)中獲得最佳模式的穩(wěn)定扁平相干超聲駐波，與輻射器邊緣和圓柱玻璃底部之間的一小塊區(qū)域類似。

介質(zhì)中發(fā)射和反射的超聲波模式復(fù)雜，波形缺乏相干性，同一頻率下功率集中，因而無法獲得離散相大小至少在0.8-1.0m的乳液，基模下的同質(zhì)性不超過20%，因此已處理水量受限。超聲空化處理液體介質(zhì)的另一個可選方式是在轉(zhuǎn)子-脈動均化器內(nèi)進行/2/。

由于來自旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子-定子系統(tǒng)的流體運動定期交替的出現(xiàn)，因此在聲波作用室，會出現(xiàn)具有空化效應(yīng)的超聲波。這是介于聲空化和水力空化之間的暫時現(xiàn)象。這類均化器目前最常見。雖然其結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，但卻能處理大量液體，而且比超聲波設(shè)備等便宜很多。符合要求的高速均化器在主要模式下，可制備離散相為-1.5mm、同質(zhì)性不超過20%的乳液。盡管如此，該方法仍有一些限制。由于機電系統(tǒng)的效率很低（低至10%），這使得超聲波功率限制在1.5-2W/cm2，且不允許處理膠粘介質(zhì)和靜態(tài)液體（定子-轉(zhuǎn)子內(nèi)），以及其它諸多限制。

最接近的等效方法是2010年9月8日公布的申請?zhí)枮?010137176、俄羅斯聯(lián)邦知識產(chǎn)權(quán)專利和商標局于2011年3月22日批準的編號為2010137176/15(052870)的專利公開的獲取乳液狀化妝品制備的方法。

已處理液體介質(zhì)中聲波的振動幅度的加劇受矩形截面通道系統(tǒng)每個較大側(cè)面的共振同相振動的影響，和通道內(nèi)聲波進一步疊加的影響，此時內(nèi)部距離與通道的較小側(cè)面相等，是已處理介質(zhì)內(nèi)聲波長度四分之一距離的倍數(shù)。借此機會，在通道的較大側(cè)面的共振頻率上集中最大的能量，獲取通道內(nèi)高密度聲駐波。

DERMANIKA公司進行的研究表明，該處理過程中的分散性的主導(dǎo)模式可為約500nm或更小，乳液實際上不包括分散相，其尺寸大于1000nm（1μm），乳液中乳化劑的比例比平常少兩至三倍。此時，轉(zhuǎn)子-脈動均化器乘機獲取乳液，其分散相尺寸從1000nm（1μm）或更大值開始，乳化劑含量比例更大/2/。

在2009年10月舉行的第十四屆“化妝品制備和原材料：安全與功效”國際研究和實踐研討會中，報道了本研究獲得第二名，一些專業(yè)雜志上也有類似報道/6/。

在這種情況下，根據(jù)空衡標準（空化限值）[3,4]，最高效運行的共振模式，對介質(zhì)處理的物理化學、液體力學、換熱和質(zhì)量交換過程的最佳關(guān)鍵數(shù)據(jù)的強化，和輸出過程中再恢復(fù)同質(zhì)油相（脂相）的最小化來提升質(zhì)量。

目前化妝品制造商“Closed?Joint?Stock?Company?Laboratory?EMANSI（股份公司）”正在商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模實施該技術(shù)。根據(jù)該技術(shù)過程生產(chǎn)的初始產(chǎn)品為除煙味護手霜（針對吸煙者，避免手上皮膚受尼古丁和煙氣的影響），該產(chǎn)品已通過全部驗證試驗。（衛(wèi)生與健康檢驗協(xié)議№77.01.12.915.П.006156.02.10，2010年2月3日）和由在實驗室“光譜”的獨立軌跡確認的合格證（簽訂合格證№ROSS?RU.0001.21PSH50），相關(guān)試驗報表編號為19（2009年12月22日）。