• наноемулсии – известен също като miniemulsions или субмикронни емулсии – се използват в широк спектър от приложения в химията, боите, покритията, козметиката, фармацевтиката и храните.
• Ultrasonicators са известни като високоефективна и надеждна техника за производство на дългосрочни стабилни наноемулсии.

Защо ултразвук за наноемулгиране

Ултразвукова наноемулгиране е техника, която използва нискочестотни, висока мощност ултразвукови вълни за създаване на стабилни и еднакви емулсии на малки капчици, обикновено в диапазона от 10-200 nm. Тази техника има няколко предимства пред традиционните методи за емулгиране, които я правят по-добра в различни приложения. Някои от тези предимства са:

• Еднакъв размер на частиците: Ултразвукова наноемулгиране произвежда малки и еднакви капчици, които предлагат по-добра стабилност и бионаличност. Тези капчици имат високо съотношение повърхност към обем, което ги прави по-реактивни и ефективни в различни приложения.
• Висока стабилност: Ултразвуковите наноемулсии имат висока кинетична стабилност поради малкия си размер и еднородност, което ги прави устойчиви на срастване, флокулация и утаяване. Тази стабилност ги прави идеални за използване в хранителни, фармацевтични, козметични и химически приложения.
• Намалена консумация на енергия: Ултразвукова наноемулгиране изисква по-ниска енергия вход от традиционните методи за емулгиране като хомогенизация или микрофлуидизация, което го прави по-енергийно ефективни и рентабилни.
• Гъвкавост: Ултразвукова наноемулгиране може да се използва за емулгиране на широк спектър от материали, включително липиди, хидрофилни съединения, и неразтворими във вода вещества. Това го прави универсална техника, която може да се използва в различни приложения.
  Бързо време за обработка: Ултразвукова наноемулгиране е бърз процес, който може да бъде завършен за минути, което го прави подходящ за мащабно производство.

Като цяло, ултразвукова наноемулгиране предлага няколко предимства пред традиционните методи за емулгиране, което го прави по-добра техника за различни приложения.
 

Ултразвуково Получаване на наноемулсии

Ултразвукова емулгиране се причинява от свързване на вълните на мощност ултразвук в течна система. Чрез ултразвук течност, два механизма се случват:

1. Акустичното поле генерира вълни, които пътуват през течността и причиняват микротурбуленции и междуфазово движение. По този начин граничната фаза става нестабилна, така че дисперсната (вътрешна) фаза в крайна сметка се разпада и образува капчици в непрекъснатата (външна) фаза.
2. Прилагането на нискочестотни, висока мощност ултразвук генерира кавитация (Kentish и др. 2008 г.). Чрез ултразвукова кавитация в средата се образуват микромехурчета или кухини поради циклите на налягане на ултразвуковата вълна. Микромехурчетата / кухините растат в продължение на няколко вълнови цикъла, докато се сринат бурно. Тази имплозия на мехурчета причинява локално екстремни условия като много високо срязване, течни струи и екстремни скорости на нагряване и охлаждане. (Саблис 1999),

Тези екстремни сили разрушават първичните капчици от дисперсната (вътрешна) фаза до капчици с наноразмери и ги смесват хомогенно в непрекъсната (външна) фаза.
Прочетете тук повече за ефектите на ултразвукова кавитация върху емулгиране!

Фармацевтични наноемулсии

Липидните miniemulsions – произведени от ултразвук – са широко приложение като носител за фармакологични агенти във фармацевтични състави. Например, miniemulsions могат да действат като парентерално лекарствен носител или подаване на лекарство устройство за насочване на тъкани. Освен високата бионаличност на капсулираните активните съединения, предимствата на miniemulsions лежат в тяхната висока биосъвместимост, биоразградимост, стабилността и лесното производство в голям мащаб. Поради своите структурни свойства, те могат да се включи хидрофобен както амфипатични молекули. Ултразвуково приготвени наноемулсии са били натоварени с токофероли, витамини, curcurmin и много други фармакологични вещества.
Ултразвуковите системи на Hielscher са надеждни емулгатори за приготвяне на лекарствени наноемулсии. За ултразвукова емулгиране, Hielscher предлага различни аксесоари за оптимизиране на процеса на емулгиране. Hielschers MultiPhaseCavitator е уникална добавка за ултразвукови клетки поток, където втората фаза се инжектира като много тесен поток директно в ултразвукова гореща точка зона на емулгиране.

Хранителен наноемулсии

Наноемулсиите предлагат различни предимства за формулирането на хранителни продукти. Наноемулсиите показват добра стабилност при гравитационно отделяне, флокулация, коалесценция и предлагат контролирано освобождаване и / или абсорбция на функционални съставки поради малкия им размер на капчици и голяма повърхностна площ. Освен това те предлагат висока бионаличност на активните съставки, която е важна за доставката на хранителни вещества и активни вещества. Освен това те предлагат добри свойства на формулировката, тъй като са прозрачни или визуално полупрозрачни и техните капчици с подмикронно-наномерен размер предизвикват гладко и кремообразно усещане за уста. По този начин производството на стабилни нано-емулсии е повсеместна задача за хранително-вкусовата промишленост, например за формулиране на обогатени с витамин или мастни киселини продукти (например витамин С, витамин Е омега-3, омега-6, омега-9, рибено масло) или за производство на ароматизирани продукти (например с етерични масла).

Наноразмерно разпределение на капчиците на ултразвуково диспергирана наноемулсия (емулсия от лавандулово масло във вода). Приготвена е емулсия с ултразвукова сонда UP400St.

Козметични наноемулсии

Особено вода-в-масло (W / O) наноемулсии предлагат различни предимства за капсулирането на биоактивен хидрофилно вещество в нано капки (в единични или двойни емулсии).
Кликнете тук, за да прочетете повече за състава на повърхностно активно на козметични емулсии с ултразвук!

Miniemulsion полимеризация

Ултразвуково подпомага miniemulsion полимеризация се прилага към различни процеси – от капсулиране на неорганични частици на синтеза на латексови частици. Прилагането на мощност ултразвук за химически реакции като полимеризация, синтез и т.н. са известни като sonochemistry.
Кликнете тук, за да прочетете повече за Sonochemistry, ултразвукова синтез на латекс и ултразвукова валежи!

Emulsion стабилизиране

Въпреки че някои наноемулсии могат да бъдат на рафта стабилна без използването на повърхностноактивни вещества или емулгатори поради нано-мащабиран размер на капчиците и разпределение, други наноемулсии изискват използването на стабилизиращи агенти за получаване на дългосрочна стабилност и оптимален продукт Качество. Стабилизирането може да се осъществи чрез добавяне или повърхностноактивни вещества (тенсиди) или твърди частици, които действат като стабилизатори. Емулсии, които се стабилизират от твърди частици са известни като Пикинг емулсии. Лактоза, албумин, лецитин, хитозан, циклодекстрин, малтодекстрин, нишесте и т. н. могат да се използват като колоидни стабилизатори в "Пикинг емулсии". Кликнете тук, за да научите повече за ултразвуково генерирани Pickering емулсии!
Ултразвукова емулгиране може да се извършва за всички типове емулсии. Ако се изисква стабилизиращ агент за определен емулсия, лесно могат да бъдат тествани в малък мащаб.
Имайте предвид, че количеството на необходимите ПАВ се увеличава с намаляване на размера на капчиците от съотношението повърхностна площ към обем (S / V) за сфери се дава от: S / V = ​​3 / R. Например, по-малък от диаметъра на частиците или капките, по-повърхност има по отношение на обема.

Ултразвукова емулгиране оборудване

Производството на стабилни субмикрон- и нано-емулсии изисква мощно ултразвуково оборудване. Hielscher ултразвукова емулгиране оборудване доставя много високи амплитуди (до 200μm за промишлени ultrasonicators, по-високи амплитуди при поискване) за генериране на интензивно акустично поле.
Въпреки това, за производството на стабилни наноемулсии, мощност ултразвук оборудване сам често не е достатъчно. Освен достатъчно ултразвукова мощност, прецизен контрол на параметрите на процеса, и сложни аксесоари (като sonotrodes, поток клетъчни реактора, охлаждане) са необходими за получаване на наноразмерни капчици и хомогенна дисперсия на двете, водната и маслената фаза в друг.
Hielscher MultiPhaseCavitator: За да се получат превъзходни емулсии с много тясно разпределение на капчиците, Hielscher е разработил уникална вложка за клетка на потока. – MultiPhaseCavitator. С тази специална добавка поток клетка, втората фаза на емулсията непрекъснато се инжектира чрез 48 малки канюли в зоната на кавитация. Тази технология позволява надеждно и ефикасно производство на много малки капчици с наноразмери и високо стабилни емулсии.

Hielscher Ultrasonics е специализирана в предоставяне на първокласни ултразвукови системи и аксесоари за оптимални резултати на обработка. Нашият дългогодишен опит в ултразвукова обработка и нашето тясно сътрудничество с нашите клиенти, гарантира успешното изпълнение на ултразвук в производствени линии.
За първоначални тестове, разработване на процеси и оптимизация на процесите, ние предлагаме напълно оборудвана технологична лаборатория и технически център,
Освен това, ние предлагаме задълбочено консултиране, разработване на персонализирани ултразвукови системи и задълбочено техническо обслужване за монтаж, обучение и поддръжка.