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超聲乳化是指在超聲波能量作用下，使兩種（或兩種以上）不相溶液體混合均勻形成分散物系，其中一種液體均勻分布在另一液體之中而形成乳狀液的工藝過程。

大功率超聲波乳化設備由超聲波振動部件和超聲波發生器兩大部分構成：超聲波振動部件主要包括大功率超聲波換能器、變幅桿、工具頭，用于產生超聲波振動，并將此振動能量向液體中輸入。換能器將輸入的電能轉換成機械能，即超聲波。其表現形式是換能器在縱向作來回伸縮運動，振幅一般在幾個微米。這樣的振幅功率密度不夠，是不能直接使用的。變幅桿按設計需要放大振幅，隔離反應溶液和換能器，同時也起到固定整個超聲波振動系統的作用。工具頭與變幅桿相連，變幅桿將超聲波能量振動傳遞給工具頭，再由工具頭將超聲波能量發射到化學反應液體中。

超聲乳化是指在超聲能量作用下，使兩種(或兩種以上)不相溶液體混合均勻形成分散物系，其中一種液體均勻分布在另一液體之中而形成乳狀液的工藝過程。混合兩種不相溶液體的物理機制認為是超聲波空化作用的一種效果。超聲波乳化技術就是利用了超聲波能量產生的空化效應。空化效應是指在強超聲波作用下，液體內會產生大量的氣泡，小氣泡將隨著高頻超聲振動而逐漸生長和加大，然后又突然破滅和分裂，分裂后的氣泡又連續生長和破滅。這些小氣泡急速崩潰時在氣泡內產生了高溫高壓，且因氣泡周圍的液體高速沖入氣泡而在氣泡附近的液體中產生了強烈的微射流，也形成了局部的高溫高壓，從而產生了乳化作用。

大功率超聲波乳化設備與一般乳化設備相比具有許多優點。超聲波乳化形成的乳液平均液滴尺寸小，可為0．001～2um；液滴尺寸分布范圍窄，可為0.001～2um或更窄。超聲波乳化得到的液體濃度高，純乳液濃度可超過30%。形成的乳液更加穩定，超聲乳化的一個重要特點就是可以不用或少用乳化劑使產生穩定的乳液。超聲波乳化設備生產乳渣所需功率小。