Υπερήχων νανογαλακτωματοποίηση για μικροενθυλάκωση πριν από ψεκασμό-ξήρανση
- Προκειμένου να μικροενθυλακωθούν τα δραστικά συστατικά μέσω ξήρανσης με ψεκασμό, πρέπει να παρασκευάζεται ένα σταθερό μικρο- ή νανογαλάκτωμα λεπτού μεγέθους.
- Υπερήχων γαλακτωματοποίηση είναι μια εύκολη και αξιόπιστη τεχνική για την παραγωγή σταθερών μικρο- και νανο-γαλακτωμάτων
- Ως εναλλακτικό επιφανειοδραστικό, τα βιοπολυμερή όπως το κόμμι arabi ή το WPI μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διαδικασίες γαλακτωματοποίησης υπερήχων ως σταθεροποιητές ποιότητας τροφίμων.
ενθυλάκωση
Τα γαλακτώματα και η ποιότητα του γαλακτώματος διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο όσον αφορά την αποτελεσματικότητα και τη σταθερότητα των ελαιωδών μικροσωματιδίων που παρασκευάζονται μέσω διαδικασιών ενθυλάκωσης όπως η ξήρανση με ψεκασμό. Η σταθερότητα του γαλακτώματος, το ιξώδες, το μέγεθος των σταγονιδίων και η αναλογία λαδιού / νερού είναι κρίσιμοι παράγοντες. Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, η οποία αρχίζει με την παρασκευή του γαλακτώματος και τελειώνει με την ξήρανση με ψεκασμό, πρέπει να διατηρούνται όλες αυτές οι φυσικές και χημικές ιδιότητες του γαλακτώματος, προκειμένου να αποφευχθεί η αλλοίωση των μικροσωματιδίων. Η ποιότητα της μικροενθυλάκωσης και η σταθερότητα των γαλακτωμάτων συνδέονται στενά και επηρεάζουν σημαντικά την ποιότητα των τελικών κονιοποιημένων προϊόντων. Επομένως, απαιτείται μια αξιόπιστη τεχνική γαλακτωματοποίησης. Υπερήχων γαλακτωματοποίηση είναι μια καθιερωμένη τεχνολογία, η οποία χρησιμοποιείται σε διάφορες βιομηχανίες παγκοσμίως για την παραγωγή μακρο-, νανο-, και μικρο-γαλακτώματα.
Υπερήχων νανογαλακτώματα
Υψηλής απόδοσης υπερήχων είναι καλά εδραιωμένο για διαδικασίες γαλακτωματοποίησης στη βιομηχανία τροφίμων, pharma και καλλυντικών. Η εφαρμογή έντονων κυμάτων υπερήχων είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για την παραγωγή γαλακτωμάτων με σταγονίδια μικρού ή νανομεγέθους. Η γαλακτωματοποίηση υπερήχων βασίζεται στην αρχή της σπηλαίωσης, στην οποία τα κύματα υπερήχων υψηλής έντασης και οι πίδακες υγρού υψηλής ταχύτητας διατμούν τα σταγονίδια’ επιφάνεια, δημιουργώντας έτσι μικρά σταγονίδια και σταθερά γαλακτώματα.
Σταθεροποιητές γαλακτώματος
Τα γαλακτώματα υπερήχων μπορούν να σταθεροποιηθούν χρησιμοποιώντας συμβατικούς γαλακτωματοποιητικούς παράγοντες (π.χ. πολυσορβικό, σορβιτάνη κ.λπ.), αλλά και χρησιμοποιώντας βιοπολυμερή (π.χ. κόμμι γκουάρ, αραβικό κόμμι, WPI κ.λπ.). Οι βιομηχανίες έχουν αναγνωρίσει τις τεράστιες δυνατότητες των βιοπολυμερών ως σταθεροποιητές γαλακτώματος. Ειδικά για γαλακτώματα τροφίμων, φαρμακευτικών και καλλυντικών, τα βιοπολυμερή επιτρέπουν την ανάπτυξη προϊόντων με “καθαρός” ετικέτα. Τα βιοπολυμερή και τα σύμπλοκα βιοπολυμερών διατίθενται σε μεγάλες ποσότητες και ποιότητας τροφίμων. Τα σύμπλοκα βιοπολυμερών (όπως τα σύμπλοκα πολυσακχαριτών-πρωτεϊνών) είναι ανώτερα από τα βιοπολυμερή, καθώς προσφέρουν βελτιωμένες ιδιότητες από κάθε πολυμερές μόνο του. Ένα βιοπολυμερές που αποτελείται από μια πρωτεΐνη και έναν πολυσακχαρίτη (= σύνθετα πολυμερή υδατανθράκων) προσφέρει τα οφέλη κάθε μορίου. Η πρωτεΐνη αυξάνει την επιφανειακή δραστηριότητα έτσι ώστε να επιτυγχάνεται υψηλότερος κορεσμός επιφανειακού στρώματος σε σημαντικά χαμηλότερη συγκέντρωση. Ο πολυσακχαρίτης στο σύμπλεγμα μειώνει τη διεπιφανειακή ένταση και συνεπώς την ενέργεια που απαιτείται για τη δημιουργία νέων επιφανειών. Με αυτόν τον τρόπο, οι πολυσακχαρίτες ενισχύουν το σχηματισμό μικρών σταγονιδίων. Ένα σύμπλεγμα βιοπολυμερών προσφέρει το καλύτερο και από τα δύο συστατικά του και επομένως καθιστά έναν ισχυρό σταθεροποιητή.
UP400St, ένας ισχυρός ομογενοποιητής υπερήχων 400 watt, για την παραγωγή νανο-λιποσωμάτων.
Υπερήχων υψηλής απόδοσης
Υψηλής απόδοσης υπερήχων επεξεργαστές Hielscher εγκαθίστανται σε όλο τον κόσμο για την προετοιμασία των σταθερών μακρο-, νανο- και μικρογαλακτώματα. Με ένα χαρτοφυλάκιο προϊόντων που κυμαίνεται από μικρές φορητές συσκευές Εργαστηριακές συσκευές υπερήχων προς υψηλής ισχύος βιομηχανικά συστήματα υπερήχων για την εμπορική παραγωγή μεγάλων ενσωματωμένων ρευμάτων γαλακτωμάτων, Hielscher Υπέρηχοι σας προσφέρει το πιο κατάλληλο υπερήχων για τη διαδικασία σας.
Η ισχύς εισόδου, το πλάτος (μετατόπιση στο sonotrode), η θερμοκρασία και ο ρυθμός ροής μπορούν να προσαρμοστούν στις απαιτήσεις της σύνθεσής σας. Οι βιομηχανικοί επεξεργαστές υπερήχων μας μπορούν να παραδώσουν πολύ υψηλά πλάτη. Πλάτη έως 200μm μπορούν εύκολα να λειτουργούν συνεχώς σε 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία. Για ακόμη υψηλότερα πλάτη, διατίθενται προσαρμοσμένα υπερηχητικά sonotrodes.
Ο ακριβής έλεγχος των παραμέτρων υπερήχων και η αυτόματη καταγραφή δεδομένων σε μια ενσωματωμένη κάρτα SD εξασφαλίζουν υψηλή ποιότητα επεξεργασίας και επιτρέπουν την τυποποίηση της διαδικασίας. Όλοι οι επεξεργαστές υπερήχων μας έχουν σχεδιαστεί για τη λειτουργία 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα υπό πλήρες φορτίο. Η ευρωστία, η χαμηλή συντήρηση και η φιλικότητα προς το χρήστη είναι περαιτέρω πλεονεκτήματα των υπερήχων Hielscher, γεγονός που τους καθιστά το άλογο εργασίας σας στην παραγωγή.
Αξεσουάρ όπως το μοναδικό Hielscher MultiPhaseCavitator, ένα ένθετο κυττάρων ροής που εγχέει τη δεύτερη φάση μέσω σωληνίσκων απευθείας στο θερμό σημείο σπηλαίωσης (βλ. εικόνα αριστερά), βοηθά στη ρύθμιση ενός βέλτιστου συστήματος γαλακτωματοποίησης υπερήχων.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100Η |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L / λεπτό | UIP4000hdT |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Υπερήχων παρασκευή γαλακτώματος (κόκκινο νερό / κίτρινο λάδι). Λίγα δευτερόλεπτα υπερήχων μετατρέπουν τις ξεχωριστές φάσεις νερού / ελαίου σε ένα λεπτό γαλάκτωμα.
Επεξεργαστές υπερήχων υψηλής ισχύος από εργαστήριο σε πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- Campelo, Pedro Henrique; Junqueira, Luciana Affonso; de Resende, Jaime Vilela; Domingues Zacarias, Rosana; de Barros Fernandes, Regiane Victória; Alvarenga Botrel, Diego; Vilela Borges, Soraia (2017): Stability of lime essential oil emulsion prepared using biopolymers and ultrasound treatment. International Journal of Food Properties Vol.20, No.S1, 2017. 564-579.
- Maphosa, Yvonne; Jideani, Victoria A. (2018): Factors Affecting the Stability of Emulsions Stabilised by Biopolymers. In: Science and Technology Behind Nanoemulsions (Edited by Selcan Karakuş). 2018
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε
Βιοπολυμερή ως σταθεροποιητές γαλακτώματος
Σταθεροποιητές και επιφανειοδραστικές ουσίες απαιτούνται για τα περισσότερα γαλακτώματα για να τα καταστήσουν μακροπρόθεσμα σταθερά. Τα βιοπολυμερή όπως οι πολυσακχαρίτες και οι πρωτεΐνες χρησιμοποιούνται ευρέως ως λειτουργικά συστατικά στα συστήματα γαλακτώματος. Τα βιοπολυμερή είναι ένας φυσικός τύπος γαλακτωματοποιητικού παράγοντα, ο οποίος προσφέρει καλή σταθεροποιητική απόδοση γαλακτώματος λόγω της πηκτωματοποιητικής και γαλακτωματοποιητικής τους ικανότητας. Δεδομένου ότι η παραγωγή σταθερών γαλακτωμάτων αποτελεί προϋπόθεση για την επιτυχή ενθυλάκωση μέσω ξήρανσης με ψεκασμό των προϊόντων διατροφής, τα βιοπολυμερή είναι ένας προτιμώμενος τύπος σταθεροποιητή. Τα βιοπολυμερή μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως σταθεροποιητές μόνα τους ή σε συνδυασμό.
Τα βιοπολυμερή όπως το αραβικό κόμμι και η απομονωμένη πρωτεΐνη ορού γάλακτος (WPI) είναι φθηνά και μπορούν εύκολα να υποστούν επεξεργασία στην παραγωγή τροφίμων. Το αραβικό κόμμι είναι ένα μείγμα ανιονικών υδατανθράκων και ορισμένων πρωτεϊνών. Οι εξαιρετικά διακλαδισμένες πρωτεΐνες του, που συνδέονται στενά με τη δομή του πολυσακχαρίτη, δίνουν στο αραβικό κόμμι καλές γαλακτωματοποιητικές ιδιότητες. Η απομονωμένη πρωτεΐνη ορού γάλακτος αποτελείται από ένα μείγμα σφαιρικών πρωτεϊνών. Αυτές οι σφαιρικές πρωτεΐνες μπορούν να προσροφηθούν γρήγορα στην επιφάνεια σταγονιδίων ελαίου κατά τη διάρκεια της ομογενοποίησης, γεγονός που διευκολύνει το σχηματισμό μικρών σταγονιδίων.
Άλλα κοινά βιοπολυμερή που χρησιμοποιούνται ως γαλακτωματοποιητικοί παράγοντες είναι η ζελατίνη, το κόμμι ξανθάνης, το άμυλο, η καζεΐνη, οι πηκτίνες, η μαλτοδεξτρίνη, η ωοαλβουμίνη, το αλγινικό νάτριο και η καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη μεταξύ άλλων.
Τα σύμπλοκα βιοπολυμερών αποτελούνται από δύο ή περισσότερα βιοπολυμερή. Τα σύμπλοκα βιοπολυμερών μπορούν να συντεθούν με χημικές, ενζυματικές ή θερμικές επεξεργασίες. Η σύμπλοκη γενικά αυξάνει την ευρωστία και τη διαλυτότητα του τελικού συμπλόκου βιοπολυμερούς, ενισχύοντας τη χρηστικότητα και τη σταθερότητά τους. Ειδικά η προκύπτουσα υψηλότερη σταθερότητα όσον αφορά τις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες, το pH και την ιοντική αντοχή είναι σημαντικοί παράγοντες για τις διαδικασίες γαλακτωματοποίησης.