同时超声空化液体处理方法
【专利摘要】本发明涉及液体介质和水与其他液相比含量大于总质量的30-35％的空化处理领域。该方法包括将液体介质容器置于长方形浴器的工作液体中。充满液体介质容器材料的声阻抗率等于或约等于工作液体的声阻抗率。浴器所有器壁和底部产生声学驻波，器壁和底部设计成弹性模，具有其自身的基波共振频率。浴器长度(a)和宽度(b)选为浴器侧壁在工作液体中产生波长的四分之一的倍数。工作液体液面的高度(h)选为浴器底部所产生波长的四分之一的倍数。该方法能够有效地同时处理多种不同或相同成分的液体介质，每种介质置于各自的容器中。该方法特别有利于用亚微米粒径的分散相制备个人乳霜。
【专利说明】同时超声空化液体处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液体空化处理方法，尤其涉及水或其他液相比含量超过总重量30-35 %的液体的空化处理。每个单元内的不同的液体介质可同时进行处理。
【背景技术】
[0002]现有技术中有一种同时CA2025833胶原蛋白处理方法和装置(1991年3月22日)，该方法和装置要求在充满液体的浴器中放入胶原蛋白小瓶(注射器)，浴器底部用频率为-20kHz至3MHz的超声波进行震荡。每个处理的单元内产生特定的完全发展的声空化。这种方法的缺点是，在不同的频率下，液体无法得到相同的处理，这是因为浴器中的液位取决于处理所用单元容积而不是液体中超声波的长度。另外，由于在浴器液体中相当有效的超声激励，一些频率只能确定浴器底部特定的弹性特性。前两/三个固有振荡谐波，尤其是著作/1-2/中详述的谐波，可归为上述频率。
[0003]由于施加在工艺液体中的单元上，从而空化处理效率被大大降低。
[0004]另一现有技术描述了测量生物组织辐射参数的方法(1994年7月26日的专利JP6207893)。
[0005]受测单元置于充满工艺液体的容器内。
[0006]通过浸在工艺液体中的超声振荡工具从下面激励形成超声波对液体进行处理。
[0007]放置处理组织的单元用声阻抗率接近工艺液体声阻抗率的材料制成。因此，不仅工艺液体中产生声空化条件，放置处理组织的液体单元内也会产生声空化条件。与现有技术类似，现有技术的缺点是空化处理效率取决于工艺液体的液位。
[0008]若液位不为声波波长四分之一的倍数，在表面反射的作用下，会形成入射和反射波的复合叠加。因此，必然会改变空化气泡动力学的最佳条件并大大降低空化效应。
[0009]2010年9月8日的俄罗斯专利2427362 “化妆乳液生产方法”是投入应用的最接近的专利。该方法中所述的声空化条件通过在流动机械振荡系统(方形通道)内产生双共振效应形成，通道对边产生基波频率的同相声振荡和驻波，这反过来在通道壁之间间隙中移动处理介质中形成拟平面驻波，其中通道间隙的宽度为通道壁所激励的波长的四分之一的倍数。因此，在相同的共振频率下工艺液体中形成特定高强度声波。该方法的缺点是无法同时处理装入不同物质的若干单元，但用根据通道壁基波频率和选用间隙确定的单一频率进行处理，效率较高。
[0010]众所周知，用两种不同频率同时进行空化处理，其协同作用远大于分别用这两种频率处理的作用之和/3/。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提供一种对含一种或若干种少量成分介质的若干液体单元进行同时处理以及用若干共振声波进行同时处理的工艺。
[0012]该目的通过采用充满工艺液体的方形浴器实现，所述浴器壁和底部设计为弹性膜以具有自谐基波共振频率(方形浴器对壁可具有相同或不同的基波频率)，浴器壁和底部产生并反射声学驻波，其中浴器的长度“a”和宽度“b”选为工艺液体中由浴器侧壁激励产生波长的四分之一的倍数:
[0013]a = (k/4) * (c/fi),
[0014]b = (k/4) * (c/fi),
[0015]其中“c”为工艺液体中确定的声速，m/s。
[0016]“fi”为浴器侧壁基波频率，Hz ；
[0017]“k = 1，2，3…”为整数。
[0018]工艺液体液面的高度“h”规定为浴器底部激励波长四分之一的倍数，其中振荡频率“fi”根据交叉多因子“k”确定。
【具体实施方式】
[0019]该方法的实施方式请参见图1。该图为充满工艺液体2的方形浴器1，处理液体介质的单元3置于其中。浴器中工艺液体液面的高度根据值“h”确定。每个方形浴器壁设计为弹性模。此种模产生基波受迫振动，模表面上产生基波驻波时，液体中空化效应和声波振幅最大。该频率的计算方法为大家所熟悉，不存在任何困难/1-2/。侧壁频率相同的方形浴器也有同样的问题。图2为用24Hz对含不同和单一成分介质的4个充满液体的单元进行同时处理所用的一种工艺。用10ml的塑料杯制备70-90ml的液体。
[0020]聚乙烯声阻抗率(密度:0.92-0.94g/cm3、纵波速:-1900-1950m/s)约等于工艺液体选用水的声阻抗率。
[0021]由于考虑到浴器对壁产生不同的频率，这在本质上存在问题。在这种情况下，模可用肋条加强并使其面积小于浴器壁的面积。该工艺的实施方式请参见图3和图4。
[0022]若要使空化和附属共振效应最大，充满工艺液体的单元中必须产生所选频率“fi”的声学驻波。对于这些效应，浴器内部尺寸必须为浴器侧壁间液体中激励产生波长四分之一的倍数。其次，驻波波节和波腹的匹配用频率“fi”的交叉重数进行调整。工艺液体液面高度“h”规定为浴器底部激励波长四分之一的倍数。
[0023]处理液体单元产生的液体双共振总效应可特别用于制备少量的为顾客皮肤特制的化妆乳液。使用丸善制药的制剂通过偏光显微镜得到的特定乳霜和磷脂基(液晶)显微照相术如图5所示。
[0024]这种制剂适用于奢侈品市场。这些结构的质量可只用偏振显微镜根据典型的脂质模光效应进行验证。应注意的是，对含不同活性混合物成分但相同乳化基成分的4个化妆单元用工艺液体中激励产生的特定共振驻波同时处理后，乳霜结构大大改进，分散相降低2至3倍，均质水平增加2倍，产生有利的乳霜特性。
[0025]使用SPLAT制剂处理悬浮液也已得到了类似结果，尤其是白垩牙膏。
[0026]因此，本发明目标实现和商业性能得到了充分认可。
[0027]参考文献
[0028]1.Aramanovich 1.G., Levin V.1.,数理物理学等式，第二版，M,科学，1969。
[0029]2.振动技术，参考手册，6册，Chelomey V.N.主编，M，机械工程学，1979
[0030]3.MargulisM.A.生化学原理；化学声场反应，-M:高等院校，1984。
【权利要求】
1.一种充满液体介质单元的同时超声空化处理方法，所述方法中若干单元要放在充满工艺液体的浴器内，其中，液体单元材料的声阻抗率等于或接近工艺液体的声阻抗率，产生的振幅声波足以在工艺液体和每个受处理单元中形成针对该工艺液体的完全发展的声空化，其特征在于，工艺液体浴器为方形，浴器中的工艺液体中产生声学驻波，驻波经浴器壁和底部反射，浴器壁和底部设计为弹性模以具有自谐基波频率，其中，方形浴器的对边可具有相同或不同的基波频率，浴器的长度“a”和宽度“b”选为浴器侧壁在工艺液体中激励产生的波长的四分之一的倍数:a = (k/4)*(c/fi),b = (k/4) * (c/fi), 其中“c”为工艺液体中确定的声速,m/s ； “fi”为浴器侧壁基波频率，Hz; “k = 1，2，3…”为整数； 工艺液体液面的高度“h”规定为浴器底部激励波长四分之一的倍数，其中振荡频率“fi”根据十字相乘因子“k”确定。
【文档编号】B01F11/02GK104245103SQ201280067244
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2012年7月9日 优先权日:2012年5月21日
【发明者】安德烈·亚历山大罗维奇·戈特洛夫, 叶夫格尼·耶夫格尼维奇·达德耶维奇, 马拉特·姆尼洛维奇·杰尼耶塔林, 亚力克山大·西蒙诺维奇·西诺克京 申请人:卡维坦妮卡有限公司