Vi lỏng hĩa là một kỹ thuật cĩ khả năng tạo ra hệ nhũ tương hiệu quả với kích thước các giọt phân tán vơ cùng nhỏ (d<0.1µm). Cĩ thể sử phương pháp này cho việc đồng hĩa đối với hệ nhũ tương đi trực tiếp từ pha dầu và pha nước hoặc là đi từ một hệ nhũ tương thơ.
3.2.5.1 Cơ sở khoa học
Chất lỏng được bơm vào trong thiết bị ở cửa vào và được chia làm 2 ngả, sau đĩ được gia tốc bằng các pittơng với một vận tốc vơ cùng lớn đi dọc theo một kênh hẹp hình ziczac, chúng sẽ gặp nhau tại một lối thốt rất hẹp, tại đây do được gia tốc với vận tốc rất lớn trước đĩ, chúng sẽ va chạm với nhau tại cùng một thời điểm, đồng thời chúng cũng sẽ va vào một bề mặt rắn chỗ lối thốt hẹp. Với những va chạm trên sẽ phát sinh những lực phá vỡ mãnh liệt là nguyên nhân để chất lỏng được phá vỡ và trộn lẫn vào nhau. Cơ chế của sự phá vỡ này được giải thích theo
nguyên lý chảy rối đã được trình bày ở phần đồng hĩa bằng áp lực cao.
3.2.5.2 Thiết bị
Thiết bị bao gồm một cửa nạp chất lỏng, bơm sử dụng cho pittơng, hai kênh giống nhau được nối với nhau ở cửa nhập liệu và cửa thốt. Mà qua đĩ chất lỏng
được chia làm hai ngả ở hai kênh và tương tác với nhau ở cửa thốt. Hình dạng của kênh rất đa dạng cĩ thể là thẳng hoặc hình ziczac.
Cĩ thể phân làm hai loại thiết bị vi lỏng hĩa này làm 2 hai loại:
Loại 1 được dùng cho hệ nhũ tương thơ. Hê nhũ tương ban đầu sẽ nhập liệu vào cùng một cửa sau đĩ sẽ đi trong thiết bị làm 2 đường dọc theo 2 kênh. Sau đĩ sẽ gặp nhau ở cửa thốt.
Loại 2 được dùng cho hệ nhũ tương đi trực tiếp từ hai pha dầu và pha nước riêng lẻ. Trong trường hợp này phải sử dụng 2 pittơng cho hai kênh của pha dầu và pha nước. Hai pha dầu và pha nước đi theo hai đường khác nhau của hai kênh và sẽ gặp nhau tại cửa thốt.
Thiết bị vi lỏng hĩa được biết cĩ nhiều loại với mục đích phục vụ cho phịng thí nghiệm đến những quy mơ sản xuất lớn phục vụ cho cơng nghiệp. Kiểu phục vụ cho phịng thí nghiệm cĩ thể tích trên dưới 10 ml, và chúng được sử dụng cho những mẫu mắc tiền. Đối với quy mơ cơng nghiệp thì áp suất vận hành cĩ thể lên đến 275 Mpa và lưu lượng cĩ thể lên đến 12,000 l.h−1. Đặc điểm của thiết bị vi lỏng hĩa là cĩ thể tạo ra hệ nhũ tương cĩ đường kính các giọt phân tán cĩ kích thước rất bé < 0.1
µm:
3.2.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả đồng hĩa
Aùp suất vận hành: Aùp suất vận hành càng lớn thì nhũ tương càng được gia tốc
mạnh, khi đĩ hiện tượng chảy rối sẽ càng dễ xuất hiện, kết quả là các hạt phân tán
Hình 3.12 Cấu tạo của
thiết bị vi lỏng hĩa dùng để sản xuất hệ nhũ tương đi
trực tiếp từ pha dầu và nước
Hình 3.11 Cấu tạo của thiết bị
vi lỏng hĩa dùng để sản xuất hệ nhũ tương đi từ hệ nhũ
được tạo thành cĩ kích thước giọt phân tán sẽ càng nhỏ và hệ nhũ tương sẽ càng bền.
Cấu tạo của hai kênh: Hai kênh cĩ hình dạng càng ziczac thì dịng nhũ tương
sẽ va vào thành kênh càng nhiều, khi đĩ tạo ra hiện tượng chảy rối càng dễ xuất hiện và kích thước giọt phân tán sẽ càng bé.
Thời gian lưu của nhũ tương trong kênh: Thời gian lưu của dịng nhũ tương cĩ
thể được tăng cường bằng cách tăng chiều dài của kênh hoặc là cho dịng nhũ tương chạy qua thiết bị vài lần, khi đĩ các hạt phân tán sẽ cĩ điều kiện được phá vỡ càng nhiều bởi các vi lốc xốy.