Emulsifikacija od Ultrasonične Šupljenje

Širok spektar međuproizvoda i potrošačkih proizvoda, kao što su kozmetika i losioni za kožu, farmaceutske masti, lakovi, boje i maziva i goriva u potpunosti ili delimično se zasnivaju na emulzijama. Hielscher proizvodi najveće svetske industrijske ultrazvučne procesore tečnosti za efikasnu emulziju velikih tokova u proizvodnim pogonima.

Ultrazvučni Emulzifikcija

U laboratoriji, moć emulzifikacije ultrazvuka je poznata i primenjena dugo zbog različitih prednosti koje su vezane za ultrazvučnu homogenizaciju i emulzifikaciju. Pouzdana ultrazvučna emulzifikacija zasniva se na upotrebi ultrazvučnih sondi, takozvanih sonotroda. Preko ultrazvučne sonde, ultrazvuk visokog intenziteta je spregnut u tečnosti i stvara akustičnu kavitaciju. Ultrazvučna ili akustična kavitacija generiše visoke sile smicanja, koje obezbeđuju potrebnu energiju za ometanje velikih kapljica do kapljica nano-veličine. Na taj način, dve ili više tečnih faza se mešaju u uniformnu submikron- ili nano-emulziju.

Informativni zahtev




Zabilježi naš Politika privatnosti.


Ultrazvučnici su pouzdani i efikasni u proizvodnji submikron- i nano-emulzija.

Ultrazvučnici su pouzdani i efikasni u proizvodnji submikron- i nano-emulzija.

Prednosti ultrazvučne emulzije

Ultrazvučna emulzifikacija pomoću ultrazvučnika tipa sonde nudi nekoliko prednosti u odnosu na druge tehnike emulzije:

  1. Poboljšana stabilnost emulzije Ultrazvučna emulzifikacija stvara manje veličine kapljica i ujednačeniju distribuciju kapljica, što rezultira poboljšanom stabilnošću emulzije i dužim rokom trajanja. Submikron- andn kapljice nano-veličine mogu se pouzdano proizvesti pomoću ultrazvuka snage.
  2. Energetska efikasnost: Ultrazvučna emulzifikacija zahteva manje energije od drugih metoda emulzije, što je čini energetski efikasnijim procesom.
  3. Skalabilnost: Ultrazvučna emulzifikacija se može lako skalirati gore ili dole u zavisnosti od potrebnog volumena, što ga čini svestranim procesom kako za laboratorijske tako i za industrijske primene.
  4. Ušteda vremena: Ultrazvučna emulzifikacija može biti veoma brz proces, sa emulzijama koje se formiraju od nekoliko sekundi do minuta, u zavisnosti od tečnosti, zapremine i opreme.
  5. Smanjena potreba za surfaktantima: Ultrazvučna emulzija može smanjiti potrebu za surfaktantima, koji su često potrebni za stabilizaciju emulzija. Međutim, sa smanjenom veličinom kapljica, površina čestice se povećava i više površine mora biti pokriveno surfaktantom. Ultrazvučnost je kompatibilna sa gotovo svim vrstama surfaktanta, uključujući alternativne i nove emulgatore.
  6. Minimalna i kontrolisana proizvodnja toplote: Ultrazvučna emulzifikacija je netermički proces, a proizvodnja toplote tokom obrade može se izbeći ili smanjiti do malog stepena. Time se smanjuje rizik od termičke degradacije osjetljivih spojeva ili sastojaka.

Sve u svemu, prednosti ultrazvučne emulzifikacije pomoću ultrazvučnika tipa sonde čine ga popularnim izborom za emulziju u različitim oblastima, uključujući hranu i piće, farmaceutske proizvode, kozmetiku, fine hemikalije i goriva.

Ultrasonic emulsification with Hielscher's UP200Ht and sonotrode S26d14

Ultrazvučna priprema emulzije ulja u vodi (O/W) (crvena voda / žuto ulje). Nekoliko sekundi sonikacije pretvori odvojene faze vode/ulja u finu emulziju.

 
 
Video ispod prikazuje proces emulzifikacije ulja (žutog) u vodu (crveno) pomoću ultrazvučnika laboratorije UP400S.

Ovaj video pokazuje da je Hielšer ultrasonicator UP400S priprema nanovelicine nafte u vodi emulziju.

Emulsifikacija nafte u vodi koristeći UP400S

Video sličica

 

Ultrasonication je efikasna tehnika emulgacije i nano-emulgacije.Šta je Emulzija?
Emulzije su disperzije dve ili više nemetljivih tečnosti. Visoko intenzivan ultrazvuk snabdeva snagu koja je potrebna za disperziju tečne faze (disperzivna faza) u malim kapljicama u drugoj fazi (kontinuirana faza). U zoni raspršivanja implodiranje kavitacionih mehurića uzrokuje intenzivne udarne talase u okolnoj tečnosti i rezultira stvaranjem tečnih mlazova visoke tečnosti.
Miniemulzije, koje se mogu efikasno stvoriti ultrazvučnošću, poboljšavaju reakcije polimerizacije.

Miniemulzije, koje se mogu efikasno stvoriti ultrazvučnošću, pojačavaju hemijske reakcije. Macroemulsion polymerization (a) versus miniemulsion polymerization (b) [Schork et al. 2005: 136]

Nano-emulzije – Aplikacija za ultrazvučnike

Nanoemulzije su emulzije sa kapljicama koje su obično manje od 100 nanometara. Nanoemulzije nude nekoliko prednosti u odnosu na konvencionalne emulzije, uključujući jedinstvena funkcionalna svojstva, veću stabilnost, transparentnost itd.
Ultrazvučnost nadmašuje tradicionalne tehnologije emulzije, posebno kada je u pitanju formiranje nanoemulzija. To je zbog visoko efikasnog i energetski intenzivnog radnog principa ultrazvuka.

Princip rada ultrazvučne emulzije

Ultrasonic cavitation at Hielscher's UIP1000hdT (1kW) ultrasonicatorProcesi ultrazvučne emulzifikacije koriste sile akustične kavitacije. Akustična kavitacija se odnosi na fenomen formiranja, rasta i implozivnog kolapsa malih mehurića u tečnom mediju izloženom ultrazvučnim talasima visokog intenziteta. Implozija ovih mehurića generiše intenzivne lokalne gradijente pritiska i temperature, što može stvoriti sile visokog smicanja, udarne talase i mikro-mlazove koji mogu razložiti velike čestice i aglomerirati se na manje. Slika levo pokazuje ultrazvučnu kavitaciju generisanu na sondi ultrazvučnika UIP1000hdT (1000 vati) u staklenom stubu ispunjenom tečnošću.
U emulzifikaciji i nanoemulzaciji, intenzitet akustične kavitacije igra ključnu ulogu u smanjenju veličine kapljica u emulziji. Implozivni kolaps mjehurića kavitacije može stvoriti jake sile smicanja koje razbijaju veće kapljice na manje. Štaviše, lokalni gradijenti pritiska i temperature koje generiše kavitacija takođe mogu promovisati formiranje novih kapljica i stabilizovati emulziju.
Jedinstveni aspekt akustične kavitacije je njegova sposobnost da obezbedi lokalizovan i intenzivan unos energije tečnom medijumu, bez potrebe za visokim mehaničkim ili toplotnim naponima. To ga čini atraktivnom tehnikom za nanoemulzifikaciju, jer može smanjiti unos energije potrebne za proces emulzifikacije, istovremeno postižući manju veličinu kapljica i užu distribuciju veličine kapljica.
Zbog ovih precizno kontrolisanih ultrazvučnih sila, akustična kavitacija je moćno sredstvo za nano-emulzifikaciju. Njegova sposobnost da generiše lokalizovani i intenzivan unos energije omogućava razgradnju većih kapljica formirajući submikron i nano-veličine sa veoma visokom efikasnošću.

Emulzija vodenog ulja proizvedena ultrazvučnošću (Hielscher Ultrasonics)Studija na ulje u vodi (faza voda) i vode u ulju (faza ulje) emulzije su pokazala korelaciju između gustoće energije i veličine kapljica (npr Sauter promjer). Postoji jasna tendencija za manje veličine kapljica na povećanje gustoće energije (kliknite na desno grafički). Na odgovarajućim nivoima gustine energije, ultrazvuk može lako i pouzdano postići srednje veličine kapljica u nano-opsegu.

Ultrazvučne sonde za efikasnu emulziju

Hielscher nudi širok spektar ultrazvučnika i pribora tipa sondi za efikasnu emulziju i raspršivanje tečnosti u batch i flow modu.
Sistemi koji se sastoje od nekoliko ultrazvučnih procesora do 16.000 vati svaki, pružaju kapacitet potreban za prevođenje ove laboratorijske aplikacije u efikasnu proizvodnu metodu za dobijanje fino raspršenih emulzija u kontinuiranom protoku ili u seriji. – postizanje rezultata uporediti sa današnjim najbolje Homogenizatori visokim pritiskom na raspolaganju, kao što su novi otvor ventila. Pored ovog visoku efikasnost u kontinuiranom emulzija, Hielscher ultrazvučni uređaji zahtijevaju vrlo lako održavanje i vrlo jednostavan za rad i za čišćenje. Ultrazvuk se zapravo podržavaju čišćenje i ispiranje. Ultrazvučni moć je podesiva i može se prilagoditi određene proizvode i zahtjevima emulzija. Posebna reaktori toka ćelija ispunjavanju napredne CIP (čista-in-mjesto) i SIP (sterilizirati-in-place) zahtjevi su na raspolaganju, previše.

Industrijski ultrazvučni homogenizator za efikasnu emulziju ulja i vode Ultrazvučnost je veoma efikasna u proizvodnji dugoročnih stabilnih nanoemulzija.

MultiSonoReactor MSR-4 je industrijski inline homogenizacioni reaktor pogodan za (nano-)emulzifikacione procese sa visokom propusnošću.

Tabela u nastavku daje naznaku približan kapacitet prerade naših ultrasonicators:

Batch Volumen protok Preporučeni uređaji
00,5 do 1.5mL N / A. VialTweeter
1 do 500ml 10 do 200ml / min UP100H
10 do 2000mL 20 do 400mL / min Uf200 ः t, UP400St
00,1 do 20L 00,2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100l 2 do 10L / min UIP4000hdT
15 do 150 l 3 do 15 l/min UIP6000hdT
N / A. 10 do 100L / min UIP16000
N / A. veći klaster UIP16000

Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!

Traži više informacija

Molimo Vas da koristite obrazac ispod da zatražite dodatne informacije o ultrazvučnim emulgatorima, aplikacijama i ceni. Sa zadovoljstvom ćemo razgovarati o Vašem procesu emulzifikacije sa Vama i ponuditi Vam ultrazvučni sistem koji zadovoljava vaše zahteve!









Molim vas, obratite se našem Politika privatnosti.


Ovaj video pokazuje "Hielšer" ultrasonični procesor UP400S priprema nanoveličine povrća u vodi emulziju.

Emulsifikacija biljnog ulja u vodi koristeći UP400S

Video sličica

Ultrazvučni homogenizatori visoke smice se koriste u laboratoriji, klupi-vrhu, pilotu i industrijskoj obradi.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulgaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim skalama.



Književnost/reference

  • Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
  • Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
  • Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound, in: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.
  • Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influence of hydrostatic pressure and gas content on continuous ultrasound emulsification, in: Ultrasonics Sonochemistry 8 (2001) 271-276.
  • F. Joseph Schork; Yingwu Luo; Wilfred Smulders; James P. Russum; Alessandro Butté; Kevin Fontenot (2005): Miniemulsion Polymerization. Adv Polym Sci (2005) 175: 129–255.

Činjenice vredi znati

Definicija termina “emulzija”

Emulzija je mešavina dve ili više nemešajućih tečnosti, kao što su ulje i voda.
Emulzije mogu biti ulje u vodi (gdje se kapljice ulja raspršuju u vodi) ili voda u ulju (gdje se kapljice vode raspršuju u ulju). Emulzije se koriste u različitim aplikacijama, uključujući prehrambene proizvode (kao što su prelivi za salatu i majonezu), kozmetiku (kao što su losioni i kreme) i farmaceutske proizvode (kao što su vakcine).
Emulgator deluje tako što smanjuje površinski napon između dve nemešajuće supstance (kao što su ulje i voda) u emulziji. Ovo smanjuje tendenciju ove dve supstance da se razdvajaju i omogućava im da formiraju stabilnu smešu.

Stabiliziram emulgatore

Generalno, emulzije zahtevaju stabilizaciju pomoću emulgatora ili surfaktanta. Emulgatori su amfifilni – privlače i vodu i masne tvari. To znači da imaju hidrofilna (voli vodu) i hidrofobna (voli ulje) svojstva, što im omogućava interakciju i sa uljanom i vodenom fazom emulzije. Hidrofilni dio molekule emulgatora veže se za molekule vode, dok se hidrofobni dio veže za molekule ulja.
Okružujući kapljice ulja molekulama emulgatora, emulgator stvara zaštitni sloj oko kapljica koji ih sprečava da dođu u kontakt jedni s drugima i spoje se (spajaju) kako bi formirali veće kapljice. Ovo pomaže da emulzija ostane stabilna i sprečava odvajanje.
Kako koalescencija kapljica nakon poremećaja utiče na konačnu raspodjelu veličine kapljica, efikasno stabilizirajući emulgatori se koriste za održavanje konačne distribucije veličine kapljica na nivou koji je jednak distribuciji odmah nakon poremećaja kapljica u zoni ultrazvučnog raspršivanja. Stabilizatori zapravo dovode do poboljšanog poremećaja kapljica pri konstantnoj gustoći energije.
Primjeri najčešće korištenih emulgatora uključuju lecitin (koji se nalazi u žumanjcima i soji), mono- i digliceridi, polisorbat 80 i natrij stearoil laktilat .


Ultrazvuka visokih performansi! Hielscherov proizvodni raspon pokriva cijeli spektar od kompaktnog lab ultrasonicatora preko klupa-top jedinica do puno-industrijskih ultrazvučnih sistema.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija u industrijske veličine.


Biće nam drago da razgovaramo o vašem procesu.

Stupimo u kontakt.