Prinzip der Ultraschallemulgierung
Unter der Wirkung von Ultraschallenergie werden zwei oder mehr unmischbare Flüssigkeiten miteinander vermischt. Eine der Flüssigkeiten ist auch relativ gleichmäßig in der anderen Flüssigkeit dispergiert und bildet eine emulsionsähnliche Flüssigkeit. Dieser Prozess wird Ultraschall-Emulgierung genannt.
Phakoemulsifikation wird durch Kavitation verursacht. Ultraschall, der durch die Flüssigkeit geht, bewirkt, dass sie sich kontinuierlich komprimiert und ausdehnt. Hochintensiver Ultraschall liefert die Energie, die benötigt wird, um die flüssige Phase zu dispergieren. Wenn der maximale Druck erreicht ist, tritt ein Flüssigkeitsbruch an der Stelle auf, an der der Zusammenhalt schwach ist. Nach diesem Bruch trat ein Überdruck an dem Punkt auf, an dem der Bruch auftrat, und einige Hohlräume wurden gefunden. In diesen Hohlräumen explodiert das flüssigkeitsaufgelöste Gas kurz darauf in Form von Blasen.
Um die neu gebildeten dispergierten Phasentröpfchen zu stabilisieren, um Koaleszenz zu verhindern, werden der Emulsion Emulgatoren (Tenside, Tenside) und Stabilisatoren zugesetzt. Die endgültige Tröpfchengrößenverteilung wurde auf dem gleichen Niveau wie bei der Verteilung der Tröpfchen in der Ultraschalldispersionszone beibehalten.
Der Kavitationsprozess wird durch die Frequenz und Intensität von Ultraschallwellen beeinflusst. Das Auftreten von Kavitation im Körper hängt zu einem großen Teil vom Vorhandensein von ungelöstem Gas in der Flüssigkeitssuspension ab. Das Vorhandensein des Gases scheint eine Katalysatorrolle zu spielen. Unter gewissem Druck hängt die Bildung der Kavität bis zu einem gewissen Grad von der Entwicklungszeit und der Frequenz des Ultraschalls ab. Der Phakoemulsifikationsprozess stellt den Wettbewerb zwischen gegensätzlichen Prozessen dar. Daher ist es notwendig, die geeigneten Arbeitsbedingungen und Häufigkeit zu wählen, damit die Zerstörungseffekte dominieren.
Ultraschall-Kavitationseffekt
Um eine Öl-in-Wasser-Emulsion herzustellen, ist die ultimative Schallintensität viel niedriger als die einer Wasser-in-Öl-Emulsion. Die Art des Schallfeldes wirkt sich auf den Emulgierungsprozess aus, d. h. es wird eine bestimmte Wanderwelle angewendet. Im Vergleich zur Anwendung einiger stationärer Wellen wird die Prozesseffizienz verbessert. Dies erklärt sich dadurch, dass in einem stationären Wellenfeld der Prozess gegenüber der Dispersion, d.h. Kondensation, vorherrschend ist.
