Emulsiones de aceite en agua
En las emulsiones de aceite en agua, la fase oleosa se mezcla con la fase acuosa. Los emulsionantes ultrasónicos son ideales para crear estas emulsiones, ya que ofrecen una dispersión uniforme de las gotas y estabilidad a largo plazo, lo que los hace muy populares en laboratorios y en la producción.
Ventajas de los sonicadores Hielscher para emulsiones de aceite en agua
- Emulsiones nanométricas uniformes y estables
- Resultados repetibles y reproducibles
- Perfectamente escalable del laboratorio a la producción
- Asistencia experta del equipo técnico de Hielscher
Utilice Hielscher para su proyecto de emulsión
Hielscher Ultrasonics proporciona sonicadores avanzados y un amplio soporte para ayudarle a crear emulsiones de aceite en agua uniformes y estables con gotas de tamaño nanométrico. Nuestro laboratorio técnico puede realizar pruebas y medir emulsiones de tamaño nanométrico. Mejore sus productos con nuestros equipos ultrasónicos y nuestra experiencia. Rellene el formulario de consulta para obtener más información.
Emulsiones ultrasónicas de aceite en agua
Las emulsiones de aceite en agua (O/W) se utilizan ampliamente en productos de consumo como alimentos, bebidas, cosméticos y productos farmacéuticos, así como en la industria (por ejemplo, ciencia de materiales, polímeros, pinturas, revestimientos, química fina).
Definición de emulsión de aceite en agua
Una emulsión de aceite en agua es una mezcla en la que pequeñas gotas de aceite se dispersan finamente en agua u otro líquido acuoso. La calidad de las emulsiones de aceite en agua depende de la formulación (proporción de aceite en agua, agente emulsionante) y de la técnica de emulsificación. Los emulsionadores ultrasónicos de Hielscher utilizan la cavitación acústica, generando intensas fuerzas de cizallamiento y turbulencias para romper los líquidos inmiscibles en gotitas muy pequeñas y mezclarlas uniformemente. Este método puede producir partículas de tamaño nanométrico de hasta 10 nm, ofreciendo tamaños de gota muy pequeños y uniformes y haciendo de la sonicación la técnica de emulsificación preferida.
Emulsión con el Sonicator UP400St
Ventajas de la emulsificación ultrasónica
La emulsificación ultrasónica supera a otras técnicas, como la homogeneización a alta presión y la mezcla de alto cizallamiento, al ofrecer una producción eficaz y uniforme de nanogotas y una gran estabilidad de la emulsión. Los estudios demuestran que la emulsificación ultrasónica produce emulsiones más uniformes y estables en comparación con otros métodos, con periodos de estabilidad significativamente más largos.
La curva muestra la distribución de gotas a escala nanométrica de una nanoemulsión dispersada por ultrasonidos. Esta emulsión ultrasónica consiste en aceite emulsionado en una fase acuosa continua.
Ventajas de las emulsiones ultrasónicas
- Proceso altamente eficaz
- Produce gotas submicrónicas y nanométricas
- Garantiza una distribución uniforme del tamaño de las gotas
- Resultados reproducibles
- Adecuado para cualquier volumen
- controlable con precisión
- Escalabilidad lineal
- Seguro y fácil de manejar
Preparación por ultrasonidos de una emulsión de aceite en agua (O/W) (agua roja / aceite amarillo). Unos segundos de sonicación convierten las fases separadas de agua/aceite en una emulsión fina.
Principio de funcionamiento de la emulsificación por ultrasonidos
La emulsificación ultrasónica se basa en la cavitación acústica, generada por ultrasonidos de alta intensidad y baja frecuencia (16-30 kHz). Esta energía, transmitida a través de una sonda ultrasónica, crea ciclos de alta y baja presión, formando e implosionando violentamente burbujas de vacío. Este proceso produce intensas fuerzas de cizallamiento, mezclando y desintegrando las gotas de manera uniforme, lo que da lugar a nanogotas con una distribución de tamaños uniforme.
Hielscher Ultrasonics ofrece dispositivos avanzados para la producción de emulsiones y nanoemulsiones, por lo que es la opción preferida para mejorar la calidad y el rendimiento del producto.
Sonicación para hacer una emulsión en un vaso de precipitados
Centro técnico de Hielscher: Medición Nanoflex DLS para medir con precisión el tamaño de las gotas
Efectos de la intensidad de los ultrasonidos en la calidad de la emulsión
La calidad de la emulsión viene determinada principalmente por la estabilidad, en la que influyen la distribución del tamaño de las gotas y la formulación de la emulsión. La intensidad ultrasónica, la amplitud y la duración de la sonicación son factores cruciales que afectan a la calidad de la emulsión. Las amplitudes elevadas y los tiempos de sonicación optimizados dan lugar a gotas más pequeñas y estables.
Emulsionadores ultrasónicos de alto rendimiento
La emulsificación por ultrasonidos es una tecnología fiable para producir emulsiones de alta calidad con gotas de tamaño submicrónico y nanométrico. Hielscher Ultrasonics ofrece una gama completa de dispositivos, desde los de laboratorio hasta los de escala industrial, que garantizan el sistema más adecuado para su proceso de emulsión. Nuestro equipo le asiste desde las pruebas de viabilidad hasta la configuración final de la producción. El diseño compacto y las versátiles opciones de instalación de nuestros procesadores ultrasónicos se adaptan a cualquier instalación de procesamiento.
Laboratorio y producción, procesamiento por lotes y en línea
Hielscher fabrica emulsionadores ultrasónicos de alto rendimiento para aplicaciones a pequeña y gran escala. Nuestros sistemas de sobremesa son perfectos para pruebas de viabilidad y optimización de procesos. La ampliación es sencilla, ya sea mediante la actualización a una unidad más potente o la agrupación de varios ultrasonidos. El UIP16000 es el emulsionador ultrasónico más potente del mundo. Los accesorios personalizables permiten la configuración ideal para su proceso, en función de la capacidad, el volumen, las materias primas y las necesidades de producción.
La tabla siguiente indica la capacidad de procesamiento de nuestros ultrasonidos para emulsificación:
| Volumen del lote | Tasa de flujo | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500 mL | 10 a 200 mL/min. | UP100H |
| 10 a 2000 mL | 20 a 400 mL/min. | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 a 20 L | 0,2 a 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100 L | 2 a 10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 a 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | mayor | Grupo de UIP16000 |
Los sonicadores Hielscher admiten tanto el procesamiento por lotes como el flujo continuo. El procesamiento por lotes es ideal para pruebas y producciones pequeñas y medianas, mientras que el procesamiento en línea es eficaz para grandes volúmenes. Nuestros sistemas están diseñados para satisfacer sus objetivos específicos de volumen de emulsión y proceso.
Reactor ultrasónico para producción – UIP2000hdT
Amplitudes controlables con precisión para resultados óptimos
Todos los ultrasonidos de Hielscher se pueden controlar con precisión, lo que garantiza una emulsificación eficiente y eficaz. La amplitud es un parámetro clave que influye en la calidad de la emulsión. Los procesadores industriales de Hielscher pueden funcionar continuamente a altas amplitudes, con ajustes que optimizan las condiciones de sonicación para obtener los mejores resultados. Nuestros robustos equipos están diseñados para funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, en entornos exigentes.
Pruebas fáciles y sin riesgos
Los procesos ultrasónicos son linealmente escalables. Los resultados obtenidos con sistemas de laboratorio o de sobremesa pueden reproducirse a escala industrial utilizando los mismos parámetros. Esto hace que la ultrasonicación sea ideal para pruebas de viabilidad y optimización de procesos. Póngase en contacto con nosotros para saber cómo la sonicación puede mejorar su producción de emulsiones.
Máxima calidad – Diseñado y fabricado en Alemania
Como empresa familiar, Hielscher da prioridad a la calidad. Nuestros procesadores ultrasónicos se diseñan, fabrican y prueban en Alemania, lo que garantiza su fiabilidad y robustez para un funcionamiento continuo a plena carga.
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento para mezcla, dispersión, emulsificación y extracción a escala de laboratorio, piloto e industrial.
Enlaces externos
Preguntas frecuentes sobre emulsiones de aceite en agua
- ¿Qué es una emulsión de aceite en agua? Una emulsión de aceite en agua es una mezcla en la que pequeñas gotas de aceite están finamente dispersas en agua u otro líquido acuoso.
- ¿Cuál es el mejor emulsionante para una emulsión de aceite en agua? El mejor emulgente depende de la aplicación específica, pero entre los emulgentes habituales se encuentran la lecitina, los polisorbatos y diversos tensioactivos.
- ¿Cuál es un ejemplo de emulsión de aceite en agua en farmacia? Un ejemplo común es una loción, en la que los ingredientes medicinales se dispersan en una emulsión de aceite en agua para su aplicación tópica.
- ¿Se puede mezclar una emulsión de aceite en agua con otra de agua en aceite? En general, no se recomienda mezclar estos dos tipos de emulsiones, ya que tienen fases continuas diferentes y pueden desestabilizarse mutuamente.
- ¿Cómo se espesa una emulsión de aceite en agua? Pueden añadirse espesantes como goma xantana, carbómeros o gomas naturales para aumentar la viscosidad de una emulsión de aceite en agua.
- ¿Cuál es el estabilizador estérico de una emulsión? Los estabilizadores estéricos incluyen polímeros como el polietilenglicol (PEG) y el alcohol polivinílico (PVA), que evitan la coalescencia de las gotas creando una barrera física.
- ¿Cómo se estabiliza una emulsión electrostáticamente? La estabilización electrostática puede lograrse añadiendo tensioactivos iónicos que imparten una carga a las gotitas, haciendo que se repelan entre sí y permanezcan dispersas.
- ¿Cuál es el mejor emulsionante natural para la emulsión de aceite en agua? Los emulsionantes naturales como la lecitina, la cera de abejas y ciertas proteínas son eficaces para crear emulsiones estables de aceite en agua.
- ¿Las emulsiones de aceite en agua pueden diluirse con agua o aceite? Las emulsiones de aceite en agua pueden diluirse con agua, pero añadir aceite puede desestabilizar la emulsión y debe hacerse con precaución.
- ¿Cuál es la diferencia entre las emulsiones de aceite en agua y de agua en aceite? La principal diferencia entre estas dos emulsiones es la composición de la suspensión. En las emulsiones de aceite en agua, el aceite es la fase dispersa distribuida en la fase continua, el agua. Por el contrario, en las emulsiones de agua en aceite, el agua es la fase dispersa en el aceite. La elección de los agentes emulsionantes influye significativamente en la calidad y estabilidad de las emulsiones. Aunque algunas emulsiones nanométricas son estables por naturaleza, la mayoría requieren formulaciones cuidadosamente diseñadas para mejorar su vida útil. Los agentes emulsionantes deben ser compatibles con el tipo de emulsión, ya que algunos son más adecuados para el aceite en agua, mientras que otros funcionan mejor para el agua en aceite.
Literatura / Referencias
- O’Sullivan, Jonathan; Murray, Brian; Flynn, Cal; Norton, Ian (2015): Comparison of batch and continuous ultrasonic emulsification processes. Journal of Food Engineering, Volume 167, Part B, Dec. 2015, 114-121.
- Li, Yujie; Xiang, Dong (2019): Stability of oil-in-water emulsions performed by ultrasound power or high-pressure homogenization. PlosOne, March 8, 2019.
- Ramisetty, Kiran A.; Shyamsunder, R. (2011): Effect of Ultrasonication on Stability of Oil in Water Emulsions. International Journal of Drug Delivery, 3, 2011, 133-142.