En emulsion er et tofaset system med to ikke-disiske væsker, hvor den ene fase, den såkaldte interne eller spredte fase, fordeles som små dråber i den anden såkaldte eksterne eller kontinuerlige fase. For at forberede en emulsion er der generelt behov for energitilførsel i tofaset system. Ultralyd forskydningskræfter har vist sig at være yderst effektive til at producere langsigtede stabile emulsioner med nanostore dråber og af fineste kvalitet.

Ultralyd forbedret emulsionsstabilitet

De fysiske virkninger af ultralyd forårsaget af akustisk kavitation resulterer i afbrydelse af olie og vanddråber og letter dermed dannelsen af stabile O / W og W / O emulsioner med meget små dråber størrelse i mikron- og nano-størrelse. På grund af meget lille dråbestørrelse og dens høje overfladeareal tilbyder nanoemulsioner ekstraordinært høje bioaktive egenskaber, hvilket er vigtigt for fødevarer og kosttilskud, lægemidler og kosmetisk produktion. På grund af minutdråbestørrelsen kan den bioaktive forbindelse trænge hurtigt ind i cellerne. Også i materialevidenskab og industri er nanoemulsioner vigtige for fremstillingen af højtydende belægninger, maling, polymerer og andre kompositter. Ultralydprællede nanoemulsioner er normalt betydeligt mere stabile end makroemulsioner og viser ikke sedimentering, sammensmeltning eller flokkulering.

Højeffektiv ultralydsemulgering

Zungur et al. (2015) sammenlignede ultralyds homogenisering med klassisk højforskydnings homogenisering til fremstilling af vand-olivenolie emulsioner. Til emulsionerne blev WPI og maltodextrin anvendt som indkapslingsmidler, og Tween20 blev anvendt som stabilisator. "De cremeindeksværdier for emulsioner, der er fremstillet med klassiske og ultralyds homogeniseringsteknikker, ændrede sig mellem henholdsvis 20,77 og 86,26 % og 15,63 til 91,55 %. Generelt viste resultaterne, at emulsionerne, der er tilberedt med ultralydemulsifikation, er mere stabile end dem, der er forberedt med den klassiske homogeniseringsmetode."

Mikroskopibillederne (ved 100xmagnificering) af indeholdende tørstof på 40 % (wb) og 9 % (wb) olieemulsioner fremstillet ved klassisk homogeniseringsmetode med a) WPI, b) MD, c) WPI-MD-blanding (1:1); og fremstillet ved ultralyd homogenisering metode med (d) WPI (e) MD (f) WPI-MD blanding (1:1). Ultralydemulsificering resulterer i betydeligt mindre dråber og bedre emulsionstabilitet.
(undersøgelse og mikroskopiske billeder: Zungur et al., 2015)

Taha et al. (2020) konkluderer i deres anmeldelsespapir, at high-intensity ultrasonics (HIU) "kan bruges til at forbedre de emulgerende egenskaber af fødevareemullgatorer såsom proteiner og polysaccharider og øge stabiliteten af deres emulsioner. Protein-polysaccharid kompleks stabiliseret emulsioner produceret af HIU viste bedre stabilitet mod miljømæssige belastninger end emulsioner stabiliseret af de enkelte komponenter. Desuden viste flere undersøgelser, at HIU-homogenisatorer var mere energieffektive end højtrykshomogenisatorer og mikrofluidatorer." (Taha et al., 2020)

Ultralydpræparat af en olie-i-vand (O/W) emulsion (rødt vand / gul olie). Et par sekunder af sonikering vende de to faser af vand og olie i en fin emulsion.

Højtydende ultralydsemulsifikatorer

Hielscher Ultrasonics leverer højeffekt, lavfrekvente ultralydsemulsifiere i enhver skala til forskning, procesudvikling, R&D og industriel produktion af meget store mængder vandløb. Vores brede portefølje tilbyder den ideelle ultralydsprocessor i alle størrelser og til enhver branche.
Hielscher Ultralyd’ industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7/365 drift. For endnu højere amplituder, tilpassede ultralydssonotroder er tilgængelige. Alle procesparametre kan styres og overvåges nøjagtigt via smart software.

MultiPhaseCavitator – Ultralydsindsprøjtningssystemet til stabile emulsioner

The MultiPhaseCavitator – MPC48insert – er et unikt skær til Hielscher flowcellereaktorer. Udformningen af MultiPhaseCavitator har 48 fine kanyler, der injicerer den anden fase af emulsionen direkte i kavitationelle hot-spot. I kavitationszonen bliver de fine tråde i den injicerede anden fase skåret af ultralydsfrekvensbølger på 20 kHz. Det betyder, at den injicerede væske bliver skåret med 20.000 vibrationsslag i sekundet, hvilket giver usædvanligt små dråber i nanoområdet. Ultralydsforskydningen, chokbølgerne og turbulensen emulgererer disse små dråber i den kontinuerlige fase og producerer en overlegen nanoemulsion med høj stabilitet.

Ønsker du at købe en ultralydsemulger?

Kontakt os ved at udfylde kontaktformularen nedenfor, sende os en e-maileller ringer til os!
Vores erfarne team vil være glade for at diskutere din emulsion ansøgning med dig og anbefale dig den mest egnede ultralyd emulgator system!

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