Ултразвукова наноемулгиране за микрокапсулиране преди сушене със спрей
- За да се микрокапсулират активните съставки чрез сушене чрез пулверизиране, трябва да се приготви стабилна микро- или наноемулсия с фин размер.
- Ултразвуковата емулгиране е лесна и надеждна техника за получаване на стабилни микро- и нано-емулсии
- Като алтернативно повърхностно активно вещество, биополимери като гума араби или WPI могат да се използват в процеси на ултразвукова емулгиране като стабилизатори за храна.
Капсулиране
Емулсиите и качеството на емулсията играят важна роля по отношение на ефективността и стабилността на мазните микрочастици, приготвени чрез процеси на капсулиране като сушене чрез пулверизиране. Стабилността на емулсията, вискозитетът, размерът на капките и съотношението масло/вода са решаващи фактори. По време на обработката, която започва с приготвянето на емулсията и завършва със спрей сушене, трябва да се запазят всички тези физични и химични свойства на емулсията, за да се предотврати влошаване на микрочастиците. Качеството на микрокапсулирането и стабилността на емулсиите са тясно свързани и влияят значително върху качеството на крайните прахообразни продукти. Следователно е необходима надеждна техника за емулгиране. Ултразвуковата емулгиране е утвърдена технология, която се използва в различни индустрии по света за производство на макро-, нано- и микроемулсии.
Ултразвукови нано-емулсии
Високоефективните ултразвукови апарати са добре установени за процеси на емулгиране в хранително-вкусовата, фармацевтичната и козметичната промишленост. Прилагането на интензивни ултразвукови вълни е ефективен метод за производство на емулсии с микрон- или наноразмерни капчици. Ултразвуковата емулгиране се основава на принципа на кавитацията, при която високоинтензивните ултразвукови вълни и нейните високоскоростни течни струи срязват капчиците’ повърхност, създавайки по този начин малки капчици и стабилни емулсии.
Емулсионни стабилизатори
Ултразвуковите емулсии могат да бъдат стабилизирани с помощта на конвенционални емулгиращи агенти (напр. полисорбат, сорбитан и др.), Но също така и с помощта на биополимери (напр. гума гуар, гума арабика, WPI и др.). Индустриите са признали огромния потенциал на биополимерите като емулсионни стабилизатори. Специално за хранителни, фармацевтични и козметични емулсии, биополимерите позволяват разработването на продукти с “чист” етикет. Биополимерите и биополимерните комплекси се предлагат в големи количества и с хранително качество. Биополимерните комплекси (като полизахаридно-протеиновите комплекси) превъзхождат биополимерите, тъй като предлагат подобрени свойства от всеки полимер сам по себе си. Биополимер, съставен от протеин и полизахарид (= сложни въглехидратни полимери), предлага предимствата на всяка молекула. Протеинът увеличава повърхностната активност, така че се получава по-високо насищане на повърхностния слой при значително по-ниска концентрация. Полизахаридът в комплекса намалява междуфазовото напрежение и по този начин енергията, която е необходима за генериране на нови повърхности. По този начин полизахаридите засилват образуването на малки капчици. Биополимерният комплекс предлага най-доброто от двата си компонента и следователно прави силен стабилизатор.
UP400St, мощен ултразвуков хомогенизатор с мощност 400 вата, за производството на нано-липозоми.
Високоефективни ултразвукови апарати
Високопроизводителните ултразвукови процесори на Hielscher са инсталирани по целия свят за приготвяне на стабилни макро-, нано- и микроемулсии. С продуктово портфолио, вариращо от малък ръчен компютър ултразвукови лабораторни устройства да Индустриални ултразвукови системи с висока мощност за търговско производство на големи поточни потоци от емулсии Hielscher Ultrasonics ви предлага най-подходящия ултразвуков уред за вашия процес.
Входящата мощност, амплитудата (изместване при сонотрода), температурата и дебитът могат да се регулират според изискванията на вашата формула. Нашите индустриални ултразвукови процесори могат да осигурят много високи амплитуди. Амплитуди до 200 μm могат лесно да работят непрекъснато в режим на работа 24/7. За още по-високи амплитуди се предлагат персонализирани ултразвукови сонотроди.
Прецизният контрол върху параметрите на ултразвука и автоматичният запис на данни на вградена SD-карта осигуряват високо качество на обработка и позволяват стандартизация на процеса. Всички наши ултразвукови процесори са проектирани за работа 24/7 при пълно натоварване. Здравината, лесната поддръжка и удобството за потребителя са допълнителни предимства на ултразвуковите апарати на Hielscher, което ги прави вашият работен кон в производството.
Аксесоари като уникалния на Hielscher Многофазен кавитатор, вложка на поточна клетка, която инжектира втората фаза чрез канюли директно в кавитационната гореща точка (вж. снимката вляво), помага да се създаде оптимална система за ултразвукова емулгация.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | UP100H |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20L | 0.2 до 4 л/мин | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10 л/мин | UIP4000hdT |
| Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Ултразвуково приготвяне на емулсия (червена вода / жълто масло). Няколко секунди ултразвук превръщат отделните фази вода/масло във фина емулсия.
Високомощни ултразвукови процесори от лабораторен до пилотен и промишлен мащаб.
Литература / Препратки
- Campelo, Pedro Henrique; Junqueira, Luciana Affonso; de Resende, Jaime Vilela; Domingues Zacarias, Rosana; de Barros Fernandes, Regiane Victória; Alvarenga Botrel, Diego; Vilela Borges, Soraia (2017): Stability of lime essential oil emulsion prepared using biopolymers and ultrasound treatment. International Journal of Food Properties Vol.20, No.S1, 2017. 564-579.
- Maphosa, Yvonne; Jideani, Victoria A. (2018): Factors Affecting the Stability of Emulsions Stabilised by Biopolymers. In: Science and Technology Behind Nanoemulsions (Edited by Selcan Karakuş). 2018
Факти, които си струва да знаете
Биополимери като емулсионни стабилизатори
Стабилизатори и повърхностноактивни вещества са необходими за повечето емулсии, за да ги направят дългосрочно стабилни. Биополимери като полизахариди и протеини се използват широко като функционални съставки в емулсионните системи. Биополимерите са естествен тип емулгиращ агент, който предлага добра емулсионна стабилизираща ефективност поради своята желираща и емулгираща способност. Тъй като производството на стабилни емулсии е предпоставка за успешно капсулиране чрез сушене чрез пръскане на хранителни продукти, биополимерите са предпочитан тип стабилизатор. Биополимерите могат да се използват като стабилизатори самостоятелно или в комбинация.
Биополимери като гума арабика и суроватъчен протеин изолат (WPI) са евтини и могат лесно да бъдат преработени в производството на храни. Гума арабика е смес от анионни въглехидрати и някои протеини. Неговите силно разклонени протеини, които са тясно свързани с полизахаридната структура, придават на гума арабика добри емулгиращи свойства. Суроватъчният протеин изолат е съставен от смес от глобуларни протеини. Тези глобуларни протеини могат бързо да се адсорбират върху повърхността на маслените капчици по време на хомогенизацията, което улеснява образуването на малки капчици.
Други често срещани биополимери, използвани като емулгиращи агенти, са желатин, ксантанова гума, нишесте, казеин, пектини, малтодекстрин, овалбумин, натриев алгинат и карбоксиметилцелулоза, наред с други.
Биополимерните комплекси са съставени от два или повече биополимера. Биополимерните комплекси могат да бъдат синтезирани чрез химични, ензимни или термични обработки. Комплексирането обикновено увеличава здравината и разтворимостта на крайния биополимерен комплекс, подобрявайки тяхната използваемост и стабилност. Особено получената по-висока стабилност по отношение на различните температури, рН и йонна якост са важни фактори за процесите на емулгиране.