Bản chất của các lực phá vỡ tác động đến các giọt phân tán trong suốt quá trình đồng hĩa phụ thuộc vào kiểu dịng chảy được tạo ra. Như là: chảy tầng
(laminar), chảy rối (turbulent), tạo bong bĩng hơi hay cịn gọi là xâm thực khí
(cavitational) và cấu tạo của thiết bị đồng hĩa (Phipps, 1985; Walstra, 1993, 2003a; Schubert, 1997; Walstra and Smulders, 1998). Với một giọt phân tán chúng sẽ được phá vỡ khi trong suốt thời gian đồng hĩa thì những lực phá vỡ phải lớn hơn các lực căng mặt ngồi và thời gian tác dụng phải lớn hơn thời gian cần thiết để làm biến đổi giọt nhỏ (Stone, 1994; Karbstein and Schubert,1995a,b).
Mối liên hệ giữa lực phá vỡ và lực căng mặt ngồi được biễu diễn bằng số Weber (We = lực phá vỡ/lực căng mặt ngồi) theo Walstra (1983). Giọt nhỏ sẽ được phá vỡ khi số We lớn hơn một giá trị tới hạn nào đĩ (được quy ước chung), phụ thuộc vào tính chất vật lý của pha dầu và pha nước.
Quan hệ giữa thời gian lực phá vỡ tồn tại τ DIS và thời gian các giọt phân tán bị biến đổi τ DEF được biểu diễn bằng tỉ lệ τ DIS/τ DEF. Các giọt phân tán sẽ bị phá vỡ khi thời gian các lực phá vỡ tồn tại lớn hơn thời gian để các giọt phân tán biến đổi. Với tỉ lệ τ DIS/τ DEF>1 thì là tỉ lệ nhỏ nhất để các giọt nhỏ cĩ thể bị phá vỡ.
Bảng 2.1 Các biểu thức của ứng suất tác động, đường kính trung bình,
thời gian hấp thụ, thời gian biến đổi, thời gian va chạm của các hạt phân tán trong hệ nhũ tương dưới điều kiện dịng chảy tầng và chảy rối
Chú thích: Chế độ chảy nhớt thành lớp (Laminar-viscous (LV) regime), Chế độ chảy nhớt rối (Turbulent-viscous (TV) regime), Chế độ chảy quán tính – rối
(Turbulent-inertia (TI) regimel). Γ: độ hấp thụ (chất hoạt động bề mặt) trên một đơn vị bề mặt, G: tốc độ cắt, ε: mật độ năng lượng, ρ c: khối lượng riêng của pha liên tục, µc và µd là độ nhớt của pha liên tục và pha phân tán, d: đường kính của hạt
phân tán, φ: phần thể tích nhỏ của pha phân tán (đang xét ở 1 thời điểm nào đĩ), γ là sức căng bề mặt, me: nồng độ của pha phân tán.
Hình 2.3 Kích thước giọt phân tán được sản xuất trong quá trình đồng
hĩa phụ thuộc vào thời gian chất nhũ hĩa hấp thụ vào bề mặt giọt nhỏ và thời gian các giọt nhỏ va chạm với nhau
Các dịng chảy trong một hệ nhũ tương thì rất phức tạp và khĩ đối với mơ hình tốn học. Cách lập luận theo mơ hình tốn học thì khơng dễ dàng tính tốn đúng các lực phá vỡ các giọt phân tán trong suốt quá trình đồng hĩa (Phipps, 1985; Walstra and Smulder, 1998). Tuy nhiên, nĩ vẫn hợp lý để biết được các nhân tố ảnh hưởng đến sự phá vỡ các giọt phân tán trong quá trình đồng hĩa đối với các dịng
chảy đơn giản xuất hiện trong quá trình đồng hĩa thực tế là các điều kiện chảy tầng, chảy rối và tạo hiện tượng xâm thực khí (Gopal, 1968; Walstra, 1983, 1993b; Williams et al., 1997; Walstra and Smulder, 1998; Schubert et al., 2003).