Nanoemulgering med ultralyd til mikroindkapsling før spraytørring

• For at mikroindkapsle aktive ingredienser ved hjælp af spraytørring skal der fremstilles en stabil mikro- eller nanoemulsion med fine dråber.
• Emulgering med ultralyd er en enkel og pålidelig teknik til fremstilling af stabile mikro- og nanoemulsioner
• Som alternative overfladeaktive stoffer kan biopolymerer såsom gummi arabicum eller WPI anvendes i emulgeringsprocesser med ultralyd som stabilisatorer af fødevarekvalitet.

Indkapsling

Emulsioner og emulsionskvalitet spiller en væsentlig rolle for effektiviteten og stabiliteten af olieholdige mikropartikler fremstillet ved indkapslingsprocesser såsom spraytørring. Emulsionsstabilitet, viskositet, dråbestørrelse og olie/vand-forhold er afgørende faktorer. Under behandlingen, som begynder med fremstillingen af emulsionen og slutter med spraytørringen, skal alle disse fysiske og kemiske egenskaber ved emulsionen opretholdes for at forhindre en forringelse af mikropartiklerne. Kvaliteten af mikroindkapslingen og emulsionernes stabilitet er tæt forbundne og påvirker i væsentlig grad kvaliteten af de endelige pulverprodukter. Derfor kræves der en pålidelig emulgeringsteknik. Emulgering med ultralyd er en veletableret teknologi, som anvendes i forskellige industrier verden over til fremstilling af makro-, nano- og mikroemulsioner.

Nanoemulsioner fremstillet med ultralyd

Højtydende ultralydsapparater er veletablerede til emulgeringsprocesser i fødevare-, lægemiddel- og kosmetikindustrien. Anvendelse af intense ultralydsbølger er en effektiv metode til fremstilling af emulsioner med dråber i mikrometer- eller nanometerstørrelse. Emulgering med ultralyd er baseret på kavitationsprincippet, hvor ultralydsbølger med høj intensitet og de tilhørende væskestråler med høj hastighed udsætter dråbernes overflade for forskydningskræfter og derved skaber små dråber og stabile emulsioner.

Emulsionsstabilisatorer

Emulsioner fremstillet med ultralyd kan stabiliseres ved hjælp af konventionelle emulgatorer (f.eks. polysorbat, sorbitan osv.), men også ved hjælp af biopolymerer (f.eks. guargummi, gummi arabicum, WPI osv.). Industrien har erkendt biopolymerers enorme potentiale som emulsionsstabilisatorer. Især til fødevareemulsioner, farmaceutiske emulsioner og kosmetiske emulsioner gør biopolymerer det muligt at udvikle produkter med en “ren” deklaration. Biopolymerer og biopolymerkomplekser er tilgængelige i store mængder og i fødevarekvalitet. Biopolymerkomplekser (såsom polysaccharid-protein-komplekser) er bedre end biopolymerer, da de har forbedrede egenskaber sammenlignet med hver enkelt polymer alene. En biopolymer sammensat af et protein og et polysaccharid (= komplekse kulhydratpolymerer) giver fordelene ved hvert molekyle. Proteinet øger overfladeaktiviteten, så der opnås en højere mætning af overfladelaget ved en væsentligt lavere koncentration. Polysaccharidet i komplekset reducerer grænsefladespændingen og dermed den energi, der kræves for at danne nye overflader. Derved fremmer polysaccharider dannelsen af små dråber. Et biopolymerkompleks tilbyder det bedste fra begge sine komponenter og er derfor en stærk stabilisator.

Højtydende ultralydsapparater

Hielschers højtydende ultralydsprocessorer er installeret verden over til fremstilling af stabile makro-, nano- og mikroemulsioner. Med en produktportefølje, der spænder fra små håndholdte ultralydsapparater til laboratoriet til industrielle ultralydssystemer med høj effekt til kommerciel produktion af store emulsionsstrømme i inlineprocesser, tilbyder Hielscher Ultrasonics dig det mest velegnede ultralydsapparat til din proces.
Tilført effekt, amplitude (udsving ved sonotroden), temperatur og flowhastighed kan tilpasses kravene til din formulering. Vores industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200µm kan uden problemer opretholdes kontinuerligt i 24/7-drift. Til endnu højere amplituder fås specialtilpassede ultralydssonotroder.
Præcis styring af sonikeringsparametrene og automatisk dataregistrering på et indbygget SD-kort sikrer høj behandlingskvalitet og muliggør standardisering af processen. Alle vores ultralydsprocessorer er konstrueret til 24/7-drift under fuld belastning. Robusthed, lavt vedligeholdelsesbehov og brugervenlighed er yderligere fordele ved Hielschers ultralydsapparater, som gør dem til din arbejdshest i produktionen.
Tilbehør såsom Hielschers unikke MultiPhaseCavitator, en indsats til en flowcelle, der injicerer den anden fase via kanyler direkte i kavitationens hotspot (se billedet til venstre), hjælper med at opbygge et optimalt system til emulgering med ultralyd.
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af vores ultralydsapparaters omtrentlige behandlingskapacitet: