Olie-i-vand emulsioner

En emulsion består af to ikke-disiske væsker, som er fint spredt i hinanden. For olie-in vand emulsioner, den fedtede fase (spredt fase) er jævnt blandet ind i den vandige fase (kontinuerlig fase). Ultralydemulsifikatorer er veletablerede for at forberede olie-i-vand emulsioner og nano-emulsioner. Ultralydemulsioner udmærker sig ved ensartet dråbespredning og langsigtet stabilitet.

Ultralydolie-i-vand emulsioner

Ultrasonication is an effective technique of emulsification and nano-emulsification.Olie-i-vand (O/W) emulsioner er meget udbredt i mange forbrugerprodukter såsom fødevarer, drikkevarer, kosmetik, lægemidler osv.

Definition af olie-i-vand-emulsion

En olie-i-vand emulsion er en blanding, hvor en fedtet fase er spredt i vand eller en anden vandig væske. Små dråber olie er fint dispergeret i vandfasen (kontinuerlig fase) for at skabe denne olie-i-vand emulsion. Hvis olie (spredt fase) spredes i vand (kontinuerlig fase), er det en olie-i-vand emulsion; hvis vanddråber tilsættes i en fedtet kontinuerlig fase, kaldes det en vand-i-olie emulsion.
For at forberede en olie-i-vand emulsion, den resulterende emulsion kvalitet afhænger af formuleringen (olie: vand forhold, emulgerende middel) og emulgering teknik. Ultralydemulgerifikatorer skaber akustisk kavitation, hvilket resulterer i intense højforskydningskræfter og turbulenser i væsken. Disse meget intense kræfter forstyrrer de to ikke-blandbare væskefaser i små dråber og blander dem ensartet med hinanden. Ultralydemulgering kan nemt generere nano-store partikler med dråbestørrelser på ned til 10nm. Den meget lille dråbestørrelse og den homogene, selv dråbestørrelsesfordeling af ultralydspræedne emulsioner forvandler sonikering til den foretrukne emulgeringsteknik.

Fordele ved ultralydsemulgering

Ultralyd emulgering udmærker andre emulgerende teknikker såsom højtrykshomogenisering, højforskydningsblanding og mikrofluidisering ved effektivitet, konsekvent produktion af nanodråber, stabilitet med høj emulsionssplid og evne til at behandle enhver volumen fra små rør og bægerglas til store vandløb.
For eksempel viste Li og Xiang (2019) i deres sammenlignende undersøgelse af højtrykshomogenisering og ultralydemulgering, at ultralydsdannelse giver i mere ensartede, stabile emulsioner. Sammenlægning i kokosolie-i-vand emulsioner syntes først efter at være blevet udsat for højtrykshomogenisering, mens emulsion lavet af ultralyd emulgering forblev stabil i løbet af 30 dage opbevaring.
Sammenlignet med mekaniel agitation viste emulsioner, der var fremstillet af ultralydsteknik, at være mere stabile i længere tid sammenlignet med emulsioner fremstillet ved mekanisk omrøring, som kan tilskrives den lille dråbestørrelse, som er termodynamisk stabiliseret. Ultralydteknik giver mere stabile emulsioner end den konventionelle mekaniske omrørningsmetode. (jf. Ramisetty og Shyamsunder, 2011)
O'Sullivan et al. (2015) viser i deres undersøgelse, at ultralydemulsificering konsekvent gav submikrone emulsioner (mindre end 200 nm). Nanoemulsioner med en ensartet dråbestørrelse på 10nm kan dog nemt og pålideligt opnås under optimerede forhold. Dråbestørrelsen af ultralydproducerede emulsioner er en funktion af behandlingstid og ultralydsmonlitud til både batch- og kontinuerlig behandling.

Hielscher ultrasonicator UP400St for oil-in-water emulsions

Fremstilling af klar nano-størrelse olie-i-vand (O / W) emulsion med ultralydapparatet UP400St

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Fordele ved ultralydsemulsioner

  • meget effektiv proces
  • mikron og nanodråber
  • ensartet fordeling af dråbestørrelse
  • reproducerbare resultater
  • for enhver volumen
  • Præcist styrbar
  • lineær skalerbar
  • sikker og nem at betjene
Ultrasonic emulsification with Hielscher's UP200Ht and sonotrode S26d14

Ultralydpræparat af en olie-i-vand (O/W) emulsion (rødt vand / gul olie). Et par sekunder sonication vende separate vand / olie faser i en fin emulsion.

Arbejdsprincippet om ultralydsemulgering

Ultralydproduktionen af emulsioner og nanoemulsioner (såsom olie-i vand og vand-i-olie emulsioner) er baseret på arbejdsprincippet om akustisk kavitation. For at skabe akustisk kavitation genereres højintensitets, lavfrekvent ultralyd af en ultralydstransducer og overføres via ultralydshorn og sonde (sonotrode) til en væske. High-power ultralyd betragtes ultralyd i intervallet 16-30kHz. Ultralydsonden udvider sig og trækker sig sammen ved 20kHz og sender dermed henholdsvis 20.000 vibrationer i sekundet ind i mediet. Når ultralydbølgerne bevæger sig gennem væsken, skaber vekslende højtrykscyklusser /kompression) /rarefaction /expansion) små hulrum (vakuumbobler), som vokser over flere trykcyklusser. Under kompressionsfasen af væsken og boblerne er trykket positivt, mens rarefaction-fasen giver et vakuum (undertryk). Under kompressions-ekspansion cykler, hulrum i væsken vokse, indtil de når en størrelse, hvor de ikke kan absorbere yderligere energi. På dette tidspunkt imploderer de voldsomt. Implosionen af disse hulrum resulterer i forskellige meget energiske effekter, som er kendt som fænomenet akustisk / ultralydkavitation. Akustisk kavitation er kendetegnet ved mangfoldige meget energiske effekter, som påvirker væske-flydende, fast-flydende og gas-flydende systemer. Den energi-tætte zone eller kavitationsområde er kendt som såkaldt hot-spot zone, som er mest energi-tætte i nærheden af ultralyd sonden og falder med stigende afstand fra sonotrode. De vigtigste egenskaber ved ultralydkavitation omfatter lokalt forekommende meget høje temperaturer og tryk og respektive forskelle, turbulenser og flydende streaming. Under implosion af ultralyd hulrum i ultralyd hot-spots, temperaturer på op til 5000 Kelvin, tryk på op til 200 atmosfærer og flydende jetfly med op til 1000 km / t kan måles. Disse fremragende energi-intense betingelser bidrager til sonomekaniske virkninger, der intensiverer processer ved meget effektiv blanding, dispergering og emulgering. Ultralydsforskydningen, væskestreaming og turbulens forstyrrer dråberne og blander dem ensartet med hinanden. Højtydende ultralydbehandling giver pålideligt nanodråber med en ensartet størrelsesfordeling. Dette gør ultralydemulgering den foretrukne metode til fremstilling af olie-i-vand emulsioner / nano-emulsioner med høj emulsionsstabilitet og holdbarhed.

Ultralyd Nano-Emulsions: Denne video viste den hurtige produktion af en nano-emulsion af olie i vand. UP200Ht homogeniserer olie og vand på få sekunder.

Ultralydemulgering med UP200Ht med S26d14-sonde

Ultrasonically prepared nano-emulsion - Clear, stable nano-emulsions with Hielscher Ultrasonics!

Ultralydnano-emulsioner tilberedt med Hielscher UP400St ved forskellige energidænt

Effekter af ultralydintensitet på emulsionskvalitet

Emulsionskvaliteten er hovedsageligt kendetegnet ved dens stabilitet. Til gengæld er emulsionsstabilitet en faktor for dråbestørrelsesfordeling og emulsionsformulering.
Ultralydintensitet, dvs amplitude og sonikering varighed, er vigtige faktorer, der påvirker kvaliteten af emulsion opnået.
I forskning, ultralyd emulgering er opdelt i to faser: I løbet af det første trin, en kombination af interfacial bølger og Rayleigh-Taylor ustabilitet forekomme, forårsager udbrud af spredte fase dråber i den kontinuerlige fase.
I løbet af det andet trin brydes dråber op gennem akustisk kavitation nær dråbegrænsefaserne. De intense virkninger af dråbeforstyrrelser og blanding forårsaget af kavitationschokbølger genererer meget små dråbestørrelser. Ultralydintensitet, amplitude og sonikeringstid er ansvarlige for den opnåede virkning af kavitation og dermed de mest indflydelsesrige parametre vedrørende fin størrelse emulgering. Hielscher Ultralyd’ industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift. For endnu højere amplituder, tilpassede ultralydssonotroder er tilgængelige.

Højtydende ultralydsemulsifikatorer

Ultralyd emulgering er en pålidelig forarbejdningsteknologi, som letter og fremskynder produktionen af emulsioner af høj kvalitet med submicron og nano-størrelse dråber. Hielscher Ultrasonics portefølje dækker hele spektret fra kompakte lab ultralydapparater til industrielle systemer til emulgering applikationer. Dette giver os hos Hielscher mulighed for at tilbyde dig den mest egnede ultralydsværktøj til din planlagte emulsionskvalitet og proceskapacitet. Vores mangeårige erfarne personale vil hjælpe dig fra gennemførlighedstest og procesoptimering til installation af dit ultralydssystem på det endelige produktionsniveau.
Den lille mund-print af vores ultralydsudsugningsanlæg samt deres alsidighed i installationsmuligheder gør dem passer selv i små rum behandlingsfaciliteter. Ultralyd processorer er installeret over hele verden i fødevarer, pharma og ernæringstilskud produktionsanlæg.

Hielscher Ultralyd – Avancerede emulgeringssystemer

Hielscher Ultrasonics produktportefølje dækker hele spektret af højtydende ultralydsemulsifikatorer fra små til store skalaer. Ekstra tilbehør giver mulighed for nem montering af den mest egnede ultralydsenhedskonfiguration til din emulgeringsproces. Den optimale ultralydsopsætning afhænger af den forventede kapacitet, volumen, råvarer, batch eller inline proces og tidslinje.

Batch og indbygget

Hielscher ultralydsemulsifikatorer kan bruges til batch- og kontinuerlig flow-through-behandling. Ultralyd batchbehandling er ideel til procestest, optimering og lille til mellemstørrelse produktionsniveau. For en producerende store mængder emulsioner, inline behandling kan være mere fordelagtig. En kontinuerlig inline blandingsproces kræver en avanceret opsætning – bestående af en pumpe, slanger eller rør og tanke - men det er yderst effektiv, hurtig og kræver betydeligt mindre arbejdskraft. Hielscher Ultrasonics har den mest velegnede emulgeringsopsætning til din emulsionsvolumen og procesmål.

Ultralydssonder og reaktorer til emulgering i enhver størrelse

UIP4000hdT flowcelle til inline sonikering på industriel skalaHielscher Ultrasonics produktsortiment dækker hele spektret af ultralydsprocessorer fra kompakte lab ultrasonicators over bench-top og pilot systemer til fuldt industrielle ultralydsprocessorer med kapacitet til at behandle truckloads i timen. Hele produktsortimentet giver os mulighed for at tilbyde dig den mest egnede ultralydsemulsifier til din proceskapacitet og dine produktionsmål.
Ultralyd benchtop systemer er ideelle til feasibility test og procesoptimering. Lineær opskalering baseret på etablerede procesparametre gør det meget nemt at øge forarbejdningskapaciteten fra mindre partier til fuldt kommerciel produktion. Opskalering kan gøres ved enten at installere en mere kraftfuld ultralydsudsugningsenhed eller klyngedannelse af flere ultralydsenheder parallelt. Med UIP16000 tilbyder Hielscher den mest kraftfulde ultralydsemulger på verdensplan.

Præcist kontrollerbare amplituder for optimale resultater

Alle Hielscher ultralydsenheder er præcist kontrollerbare og dermed pålidelige arbejdsheste i produktionen. Amplituden er en af de afgørende procesparametre, der påvirker effektiviteten af ultralydsemulgering Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Amplitude er en afgørende faktor, som påvirker kvaliteten af ultralydsemulgering afgørende. Alle Hielscher Ultralyd’ processorer giver mulighed for den præcise indstilling af amplituden. Sonotroder og booster horn er tilbehør, der gør det muligt at ændre amplituden i en endnu bredere vifte. Hielschers industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder og levere den nødvendige ultralydsintensitet til krævende applikationer. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift.
Præcise amplitudeindstillinger og permanent overvågning af ultralydsprocesparametrene via smart software giver dig mulighed for at behandle din emulsion med de mest effektive ultralydsbetingelser. Optimal sonikering for bedste emulgering resultater!
Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift på tunge og i krævende miljøer. Dette gør Hielschers ultralydsudstyr til et pålideligt arbejdsværktøj, der opfylder dine emulgeringskrav.

Nem, risikofri test

Ultralydsprocesser kan være helt lineære skaleret. Det betyder, at hvert resultat, som du har opnået ved hjælp af et laboratorium eller bænk-top ultralydsmaskine, kan skaleres til nøjagtig samme output ved hjælp af nøjagtig de samme procesparametre. Dette gør ultralydbehandling ideel til risikofri feasibility test, procesoptimering og efterfølgende implementering i kommerciel produktion. Kontakt os for at lære, hvordan sonikering kan forbedre din emulsionsproduktion.

Højeste kvalitet – Designet og fremstillet i Tyskland

Som en familieejet og familiedrevet virksomhed prioriterer Hielscher de højeste kvalitetsstandarder for sine ultralydsprocessorer. Alle ultralydapparater er designet, fremstillet og grundigt testet i vores hovedkvarter i Teltow nær Berlin, Tyskland. Robusthed og pålidelighed i Hielschers ultralydsudstyr gør det til en arbejdshest i din produktion. 24/7 drift under fuld belastning og i krævende miljøer er et naturligt kendetegn ved Hielschers højtydende mixere.

Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:

Batch Volumen Strømningshastighed Anbefalede enheder
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4L / min UIP2000hdT
10 til 100 l 2 til 10 l / min UIP4000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge af UIP16000

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, programmer og pris. Vi vil være glade for at diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydhomogenisatorer til blanding af applikationer, dispersion, emulgering og udvinding på laboratorium, pilot og industriel skala.

Litteratur / Referencer



Fakta Værd at vide

Olie-i-vand vs Vand-i-olie emulsioner

Emulsioner kan være enten olie-i-vand eller vand-i-olie. Teknisk set, når der genereres olie-i-vand vs vand-i-olie emulsioner, en fase (kendt som den spredte fase) blandes i den anden (den kontinuerlige fase). Med andre ord, en væske tjener som en slags base, hvor en anden væske tilsættes. Når en emulsion er "olie-i-vand," olie er den spredte fase, der er fordelt i den kontinuerlige fase, vand. I en vand-i-olie emulsion, er rollerne skiftet. Mælk er et eksempel på en olie-i-vand emulsion, mens smør er vand-i-olie.

Hvad er forskellen mellem olie-i-vand og vand-i-olie emulsioner?

Den primære forskel mellem en olie-i-vand og vand-i-olie emulsion er sammensætningen ans struktur af suspensionen – hvilket betyder, hvilken type væske der er suspenderet i hele den anden. I en olie-i-vand emulsion, olien er den spredte fase, der blandes som meget små dråber i vandet / vandig fase (kontinuerlig fase). På den anden side defineres en vand-i-olie-emulsion som en suspension, hvor vand er den spredte fase, der homogeniseres som små dråber ind i den kontinuerlige fedtede fase.
En virkningsfuld emulgeringsteknik såsom ultralydsemulgering skaber de nødvendige forskydningskræfter og turbulenser for at bryde væskerne i små dråber og blande dem grundigt.
Valget af emulgerende stoffer er en anden vigtig faktor. Selv om nogle nano-størrelse emulsioner kan være naturligt stabil, de fleste emulsion er ikke naturligt stabile over længere perioder. Derfor skal formuleringen være omhyggeligt designet til at skabe dispersioner med en forbedret holdbarhed. Ikke alle emulgerende middel er kompatible med nogen form for emulsion. Et emulgerende middel med god opløselighed i vand kan lette en olie-i-vand emulsion bedre end vand-i-olie, mens en emulgator med god opløselighed i olie kan fungere bedst for vand-i-olie emulsioner.