Ултразвукови емулгатори

Емулсията е двуфазна система от две несмесващи се течности, в която едната фаза, наречена вътрешна или дисперсна фаза, е разпределена под формата на малки капки в другата, наречена външна или непрекъсната фаза. За приготвянето на емулсия обикновено е необходимо внасяне на енергия в двуфазната система. Ултразвуковите сили на срязване са доказано високоефективни за получаване на дълготрайно стабилни емулсии с капки с наноразмери и превъзходно качество.

Подобрена стабилност на емулсиите чрез ултразвук

Физичните ефекти на ултразвука, предизвикани от акустичната кавитация, водят до раздробяване на маслените и водните капки и по този начин улесняват образуването на стабилни емулсии O/W и W/O с много малки капки с микро- и наноразмери. Благодарение на много малкия размер на капките и голямата им повърхностна площ наноемулсиите проявяват изключително висока биологична активност, което е важно за производството на храни и хранителни добавки, фармацевтични продукти и козметика. Благодарение на изключително малкия размер на капките биоактивното съединение може бързо да прониква в клетките. В материалознанието и промишлеността наноемулсиите също са важни за производството на високоефективни покрития, бои, полимери и други композитни материали. Наноемулсиите, приготвени чрез ултразвук, обикновено са значително по-стабилни от макроемулсиите и не проявяват седиментация, коалесценция или флокулация.

Високоефективно ултразвуково емулгиране

Zungur и съавт. (2015) сравняват ултразвуковата хомогенизация с класическата хомогенизация с високо срязване за приготвяне на емулсии от вода и маслиново масло. За емулсиите са използвани WPI и малтодекстрин като капсулиращи агенти, а Tween20 е използван като стабилизатор. „Стойностите на индекса на кремообразуване на емулсиите, приготвени чрез класическа и ултразвукова хомогенизация, варират съответно между 20,77 и 86,26 % и от 15,63 до 91,55 %. Като цяло резултатите показват, че емулсиите, приготвени чрез ултразвуково емулгиране, са по-стабилни от тези, приготвени чрез класическия метод на хомогенизация.“

Микроскопски изображения (при увеличение 100x) на емулсии, съдържащи 40 % (wb) сухо вещество и 9 % (wb) масло, приготвени чрез класическия метод на хомогенизация с (a) WPI, (b) MD, (c) смес WPI-MD (1:1); и приготвени чрез метода на ултразвукова хомогенизация с (d) WPI (e) MD (f) смес WPI-MD (1:1). Ултразвуковото емулгиране води до значително по-малки капки и по-добра стабилност на емулсията.
(изследване и микроскопски изображения: Zungur и съавт., 2015)

Taha и съавт. (2020) заключават в своята обзорна статия, че ултразвукът с висока интензивност (HIU) „би могъл да се използва за подобряване на емулгиращите свойства на хранителни емулгатори като протеини и полизахариди и за повишаване на стабилността на техните емулсии. Емулсиите, стабилизирани с протеиново-полизахариден комплекс и получени чрез HIU, показват по-добра устойчивост на стресови въздействия от околната среда в сравнение с емулсиите, стабилизирани с отделните компоненти. Освен това няколко изследвания показват, че хомогенизаторите с HIU са по-енергийно ефективни от хомогенизаторите с високо налягане и микрофлуидизаторите.“ (Taha и съавт., 2020)

Ултразвуково приготвяне на емулсия масло във вода (O/W) (червена вода / жълто масло). Няколко секунди ултразвукова обработка превръщат двете фази от вода и масло във фина емулсия.

Високоефективни ултразвукови емулгатори

Hielscher Ultrasonics предлага мощни нискочестотни ултразвукови емулгатори за всеки мащаб за научни изследвания, разработване на процеси, научноизследователска и развойна дейност и промишлено производство с потоци с много голям обем. Нашето широко портфолио предлага идеалния ултразвуков процесор с всякакъв размер и за всеки отрасъл.
Промишлените ултразвукови процесори на Hielscher Ultrasonics могат да осигуряват много високи амплитуди. Амплитуди до 200µm могат лесно да се поддържат непрекъснато при работа в режим 24/7/365. За още по-високи амплитуди се предлагат ултразвукови сонотроди, изработени по индивидуални изисквания. Всички параметри на процеса могат да бъдат прецизно управлявани и наблюдавани чрез интелигентен софтуер.

MultiphaseCavitator – ултразвуковата система за инжектиране за стабилни емулсии

MultiphaseCavitator – MPC48insert – е уникална вложка за реакторите с проточна клетка на Hielscher. Конструкцията на MultiphaseCavitator включва 48 тънки канюли, които инжектират втората фаза на емулсията директно в кавитационната гореща точка. В кавитационната зона тънките струи на инжектираната втора фаза се разрязват от вълни с ултразвукова честота 20kHz. Това означава, че инжектираният флуид се разрязва от 20 000 вибрационни удара в секунда, което образува изключително малки капки в нанодиапазона. Ултразвуковото срязване, ударните вълни и турбулентността емулгират тези малки капки в непрекъснатата фаза и получават превъзходна наноемулсия с висока стабилност.

Искате да закупите ултразвуков емулгатор?

Свържете се с нас сега, като попълните формуляра за контакт по-долу, ни изпратите имейл, или ни се обадите!
Нашият екип с богат опит с удоволствие ще обсъди с Вас приложението Ви за емулгиране и ще Ви препоръча най-подходящата система за ултразвуково емулгиране!

Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови устройства: