Ultrazvučni emulgatori
Emulzija je dvofazni sistem od dvije tečnosti koje se ne miješaju, gdje se jedna faza, takozvana unutrašnja ili disperzna faza, kao male kapljice raspoređuje u drugu, takozvanu vanjsku ili kontinuiranu fazu. Za pripremu emulzije općenito je potreban unos energije u dvofazni sistem. Ultrazvučne smične sile su dobro dokazane kao visoko efikasne za proizvodnju dugotrajno stabilnih emulzija s kapljicama nano veličine i vrhunskog kvaliteta.
Ultrazvučno poboljšana stabilnost emulzije
Fizički efekti ultrazvuka inducirani akustičnom kavitacijom rezultiraju razbijanjem kapljica ulja i vode i time olakšavaju stvaranje stabilnih O/W i W/O emulzija s vrlo malim veličinama kapljica u mikron- i nano-veličini. Zbog vrlo male veličine kapljica i velike površine, nanoemulzije nude izuzetno visoka bioaktivna svojstva, što je važno za hranu i suplemente, farmaceutsku i kozmetičku proizvodnju. Zbog male veličine kapljica, bioaktivno jedinjenje može brzo prodrijeti u ćelije. Također u nauci o materijalima i industriji, nano-emulzije su važne za proizvodnju premaza visokih performansi, boja, polimera i drugih kompozita. Ultrazvučno pripremljene nanoemulzije su obično znatno stabilnije od makroemulzija i ne pokazuju sedimentaciju, koalescenciju ili flokulaciju.
- Nano- i mini-emulzije
- visoko efikasan
- Serijski ili kontinuirani
- Nisko do viskozne tečnosti
- obnovljivost / ponovljivost
- Pouzdana tehnika
- Jednostavan i siguran za upotrebu
UP400St – 400W ultrazvučni uređaj za ulje u vodi (O/W) nano-emulzije
Visoko efikasna ultrazvučna emulzifikacija
Zungur i dr. (2015) uporedili su ultrazvučnu homogenizaciju sa klasičnom homogenizacijom visokog smicanja za pripremu emulzija vodeno-maslinovo ulje. Za emulzije su korišteni WPI i maltodekstrin kao agensi za enkapsulaciju, a Tween20 kao stabilizator. “Vrijednosti indeksa kremasti emulzija pripremljenih klasičnim i ultrazvučnim tehnikama homogenizacije mijenjale su se između 20,77 i 86,26 % i 15,63 do 91,55 %, respektivno. Generalno, rezultati su pokazali da su emulzije pripremljene ultrazvučnom emulzifikacijom stabilnije od onih pripremljenih klasičnom metodom homogenizacije.“
Mikroskopske slike (pri uvećanju od 100x) koje sadrže 40 % (wb) suhe tvari i 9 % (wb) uljane emulzije pripremljene klasičnom metodom homogenizacije sa (a) WPI, (b) MD, (c) WPI-MD mješavinom (1: 1); i pripremljen metodom ultrazvučne homogenizacije sa (d) WPI (e) MD (f) WPI-MD mješavinom (1:1). Ultrazvučna emulzifikacija rezultira značajno manjim kapljicama i boljom stabilnošću emulzije.
(proučavanje i mikroskopske slike: Zungur et al., 2015.)
Taha et al. (2020) u svom preglednom radu zaključuju da bi ultrazvuk visokog intenziteta (HIU) „mogao biti korišten za poboljšanje emulgirajućih svojstava emulgatora u hrani kao što su proteini i polisaharidi i poboljšanje stabilnosti njihovih emulzija. Protein-polisaharidni kompleks stabilizirane emulzije proizvedene od HIU pokazale su bolju stabilnost na stresove okoline od emulzija stabiliziranih pojedinačnim komponentama. Štaviše, nekoliko studija je pokazalo da su HIU homogenizatori energetski efikasniji od homogenizatora visokog pritiska i mikrofluidizatora.” (Taha et al., 2020.)
- Srednja veličina kapljica (utjecaj tehnike emulgiranja)
- Raspodjela veličine kapljica (pod utjecajem tehnike emulgiranja)
- Viskozitet unutrašnje faze
- Viskoznost kontinuirane faze
- surfaktant
- Koncentracija uljne faze
- pH kontinuirane faze
- Optička svojstva emulzije
Ultrazvučna nanoemulzifikacija se koristi za proizvodnju emulzija visokih performansi za materijale visokih performansi, boje, premaze, hranu, farmaciju i kozmetiku.
Raspodjela veličine kapljica emulzija vodeno-maslinovo ulje pripremljenih (a) klasičnom metodom homogenizacije (b) ultrazvučnom homogenizacijom (koristeći UP400S) metoda sa MD, WPI i njihovom mješavinom, sa 40% suhe tvari sa 9% sadržaja ulja (w/w). Ultrazvučna emulzifikacija rezultira značajno manjim kapljicama, manje kremasti i boljom cjelokupnom stabilnošću emulzije.
(studija i grafikoni: Zungur et al., 2015.)
Ultrazvučna priprema emulzije ulje u vodi (O/W) (crvena voda / žuto ulje). Nekoliko sekundi sonikacije pretvaraju dvije faze vode i ulja u finu emulziju.
Ultrazvučni emulgatori visokih performansi
Hielscher Ultrasonics isporučuje ultrazvučne emulgatore velike snage, niske frekvencije u bilo kojoj mjeri za istraživanje, razvoj procesa, R&D i industrijska proizvodnja vrlo velikih tokova. Naš široki portfelj nudi idealne ultrazvučne procesore bilo koje veličine i za bilo koju industriju.
Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo velike amplitude. Amplitude do 200 µm mogu se lako raditi u kontinuitetu 24/7/365. Za još veće amplitude, dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Svi parametri procesa mogu se precizno kontrolirati i pratiti putem pametnog softvera.
- za bilo koji volumen/proizvodni kapacitet
- za bilo koju industriju
- efikasna i intenzivirajuća
- za serijsku i inline obradu
- svestran upotrebljiv
- Energetski efikasan
- jednostavan i siguran za rad
- ponovljivi rezultati
- linearno skalabilan
- pouzdan
- robustan, malo održavanja
- jednostavan za instalaciju ili naknadnu ugradnju
- Fast RoI
Ultrazvučni reaktor sa MultiPhaseCavitator za poboljšanu nanoemulzifikaciju
MultiPhaseCavitator – Ultrazvučni sistem ubrizgavanja za stabilne emulzije
MultiPhaseCavitator – MPC48insert – je jedinstveni umetak za Hielscher reaktore sa protočnim ćelijama. Dizajn MultiPhaseCavitatora sadrži 48 finih kanila koje ubrizgavaju drugu fazu emulzije direktno u kavitacionu vruću tačku. U zoni kavitacije, fine niti ubrizgane druge faze seku se ultrazvučnim frekvencijskim talasima od 20 kHz. To znači da se ubrizgana tečnost smanjuje za 20.000 vibracija u sekundi, što proizvodi izvanredno sitne kapljice u nano opsegu. Ultrazvučni smicanje, udarni valovi i turbulencije emulgiraju ove male kapljice unutar kontinuirane faze i proizvode superiornu nano-emulziju visoke stabilnosti.
Želite li kupiti ultrazvučni emulgator?
Kontaktirajte nas tako što ćete ispuniti kontakt formu ispod, slanje e-pošte, ili zove nas!
Naš iskusni tim će rado razgovarati o vašoj primjeni emulzije s vama i preporučiti vam najprikladniji sistem ultrazvučnog emulgatora!
- precizno kontrolisani parametri
- visoke amplitude
- energetske efikasnosti
- batch i inline
- linearno skalabilno na bilo koju veličinu
- pametni softver sa programibilnim postavkama sonikacije
- 24/2/365 operacija
- robustan
- sonotrode i dodaci dostupni
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:
| Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| N / A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| N / A | veći | klaster of UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
Literatura / Reference
- Zungur Bastıoğlu, Aslı; Koç, Mehmet; Kaymak-Ertekin, Figen (2015): Physical Properties of Olive Oil in Water Model Emulsion: Effect of Aqueous and Oil Phase Concentration and Homogenization Types. Akademik gıda 13, 2015. 22-34.
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
Šta je emulzija? – Definicija pojma "emulzija"
Emulzija je fluidni sistem koji se sastoji od najmanje dvije tečnosti koje se ne miješaju, pri čemu je jedna od tekućina dispergirana u drugoj kao male kapljice. Faza malih, raspoređenih kapljica naziva se disperzirana ili unutrašnja faza, dok se druga faza naziva kontinuirana ili vanjska faza. Postoje dvije glavne vrste emulzija, koje se razlikuju: emulzije ulje u vodi (O/W) i voda u ulju (W/O). U emulziji ulje u vodi (O/W), unutrašnja faza je tekućina koja se miješa s uljem ili uljem, a vanjska faza je voda ili tekućina koja se miješa s vodom. U emulziji voda u ulju (W/O), unutrašnja faza je tekućina slična vodi, dok je vanjska faza tekućina slična ulju.
Većina emulzija zahtijeva emulgator, poznat kao stabilizator ili surfaktant. Veličina kapljica također igra ključnu ulogu u pogledu stabilnosti emulzije. Što je manja veličina kapljice, to je emulzija stabilnija.
Ultrazvuk visokih performansi! Hielscherov asortiman proizvoda pokriva cijeli spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrazvučnog aparata preko stolnih jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sistema.