Tecnología de ultrasonido de Hielscher

Nano-Emulsificación Ultrasónica para Microencapsulación antes del Spray-Dry

  • Para microencapsular los principios activos mediante el secado por pulverización, se debe preparar una microemulsión o nanoemulsión estable de tamaño fino.
  • La emulsificación ultrasónica es una técnica fácil y fiable para producir micro y nanoemulsiones estables.
  • Como surfactante alternativo, los biopolímeros como la goma arábiga o el WPI pueden utilizarse en procesos de emulsificación ultrasónica como estabilizadores de grado alimenticio.

 

encapsulación

Las emulsiones y la calidad de la emulsión desempeñan un papel importante en la eficiencia y estabilidad de las micropartículas oleosas preparadas mediante procesos de encapsulación como el secado por aspersión. La estabilidad de la emulsión, la viscosidad, el tamaño de las gotas y la relación aceite/agua son factores cruciales. Durante el proceso, que comienza con la preparación de la emulsión y termina con el secado por aspersión, se deben mantener todas las propiedades físicas y químicas de la emulsión, a fin de evitar el deterioro de las micropartículas. La calidad de la microencapsulación y la estabilidad de las emulsiones están estrechamente relacionadas e influyen significativamente en la calidad de los productos finales en polvo. Por lo tanto, se requiere una técnica de emulsificación fiable. La emulsificación ultrasónica es una tecnología bien establecida, que se utiliza en varias industrias en todo el mundo para producir macro, nano y microemulsiones.

La emulsificación ultrasónica

Nano-Emulsiones Ultrasónicas

Los ultrasonidos de alto rendimiento están bien establecidos para procesos de emulsificación en la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética. La aplicación de ondas de ultrasonido intensas es un método eficaz para producir emulsiones con gotas de tamaño micrónico o nanométrico. La emulsificación ultrasónica se basa en el principio de cavitación, en el que las ondas de ultrasonido de alta intensidad y sus chorros líquidos de alta velocidad cortan las gotas.’ creando así pequeñas gotas y emulsiones estables.

Estabilizadores de emulsión

Las emulsiones ultrasónicas pueden estabilizarse utilizando agentes emulsionantes convencionales (por ejemplo, polisorbato, sorbitán, etc.), pero también utilizando biopolímeros (por ejemplo, goma guar, goma arábiga, WPI, etc.). Las industrias han reconocido el enorme potencial de los biopolímeros como estabilizadores de emulsiones. Especialmente para las emulsiones alimentarias, farmacéuticas y cosméticas, los biopolímeros permiten el desarrollo de productos con una “limpiar” etiqueta. Los biopolímeros y complejos de biopolímeros están disponibles en grandes volúmenes y de calidad alimentaria. Los complejos de biopolímeros (como los complejos de polisacáridos-proteínas) son superiores a los biopolímeros, ya que ofrecen mejores propiedades que cada polímero por separado. Un biopolímero compuesto de una proteína y un polisacárido (= polímeros de carbohidratos complejos) ofrece los beneficios de cada molécula. La proteína aumenta la actividad de la superficie de manera que se obtiene una mayor saturación de la capa superficial a una concentración significativamente menor. El polisacárido del complejo reduce la tensión interfacial y, por tanto, la energía necesaria para generar nuevas superficies. De esta manera, los polisacáridos mejoran la formación de pequeñas gotas. Un complejo de biopolímeros ofrece lo mejor de sus dos componentes y por lo tanto es un fuerte estabilizador.

La sonicación es una técnica bien establecida para preparar nanoemulsiones.

La emulsificación ultrasónica

Solicitar información




Observe nuestro Política de privacidad.


Ultrasonidos de alto rendimiento

Los procesadores ultrasónicos de alto rendimiento de Hielscher están instalados en todo el mundo para la preparación de macro, nano y microemulsiones estables. Con un portafolio de productos que va desde pequeños dispositivos de mano Dispositivos de ultrasonidos para laboratorio a sistemas industriales de ultrasonidos de alta potencia para la producción comercial de grandes flujos de emulsiones en línea, Hielscher Ultrasonics le ofrece el ultrasonido más adecuado para su proceso.
La potencia de entrada, la amplitud (desplazamiento en el sonotrodo), la temperatura y el caudal se pueden ajustar a los requisitos de su formulación. Nuestros procesadores industriales de ultrasonidos pueden ofrecer amplitudes muy altas. Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente ejecutadas de forma continua en funcionamiento 24 horas al día, 7 días a la semana. Para amplitudes aún mayores, se dispone de sonotrodos ultrasónicos personalizados.
InsertMPC48 con 48 cánulas finas, que se inyectan la segunda fase de la emulsión directamente en la zona de cavitación ultrasónicaPrecise control over the sonication parameters and automatic data recording on an built-in SD-card ensure high processing quality and allow for process standardisation. All our ultrasonic processors are designed for the 24/7 operation under full load. Robustness, low maintenance and user-friendliness are further advantages of Hielscher’s ultrasonicators, which makes them your work-horse in production.
Accesorios tales como el exclusivo sistema de Cavitador multifásicoUn inserto de celda de flujo que inyecta la segunda fase a través de cánulas directamente en el punto caliente cavitacional (ver imagen izquierda), ayuda a configurar un sistema óptimo de emulsificación ultrasónica.
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

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

Póngase en contacto con nosotros/Envíenos su pregunta

Solicite más información

Por favor, utilice el siguiente formulario si desea más información sobre procesos de homogeneización por ultrasonidos. Estaremos encantados de ofrecerle un equipo ultrasónico que cumpla con sus requerimientos.









Por favor, tenga en cuenta Política de privacidad.


Emulsificación ultrasónica con UP200Ht de Hielscher y sonotrodo S26d14

Preparación ultrasónica de una emulsión (agua roja / aceite amarillo). Unos segundos de sonicación convierten las fases separadas de agua/aceite en una fina emulsión.


Hielscher Ultrasonics fabrica ultrasonidos de alto rendimiento para aplicaciones ecoquímicas.

Procesadores ultrasónicos de alta potencia desde laboratorio hasta escala piloto e industrial.

Literatura/Referencias

  • 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): Estabilidad de la emulsión de aceite esencial de cal preparada con biopolímeros y tratamiento por ultrasonidos. International Journal of Food Properties Vol.20, No.S1, 2017. 564-579.
  • Maphosa, Yvonne; Jideani, Victoria A. (2018): Factores que afectan la estabilidad de las emulsiones estabilizadas por biopolímeros. In: Science and Technology Behind Nanoemulsions (Editado por Selcan Karakuş). 2018


Información interesante

Biopolímeros como estabilizadores de emulsiones

Los estabilizadores y surfactantes son necesarios para la mayoría de las emulsiones para que sean estables a largo plazo. Los biopolímeros como los polisacáridos y las proteínas se utilizan ampliamente como ingredientes funcionales en sistemas de emulsión. Los biopolímeros son un tipo natural de agentes emulsionantes, que ofrecen un buen rendimiento estabilizador de la emulsión debido a su capacidad gelificante y emulsionante. Dado que la producción de emulsiones estables es un requisito previo para una encapsulación exitosa mediante el secado por aspersión de productos alimenticios, los biopolímeros son un tipo preferido de estabilizador. Los biopolímeros pueden emplearse como estabilizantes por sí solos o en combinación.
Los biopolímeros como la goma arábiga y el aislado de proteína de suero (WPI) son baratos y pueden procesarse fácilmente en la producción de alimentos. La goma arábiga es una mezcla de carbohidratos aniónicos y algunas proteínas. Sus proteínas altamente ramificadas, estrechamente ligadas a la estructura de los polisacáridos, confieren a la goma arábiga buenas propiedades emulsionantes. El aislado de proteína de suero está compuesto de una mezcla de proteínas globulares. Estas proteínas globulares se pueden adsorber rápidamente en la superficie de las gotas de aceite durante la homogeneización, lo que facilita la formación de pequeñas gotas.
Otros biopolímeros comunes utilizados como agentes emulsionantes son la gelatina, la goma xantana, el almidón, la caseína, las pectinas, la maltodextrina, la ovoalbúmina, el alginato de sodio y la carboximetilcelulosa, entre otros.
Los complejos de biopolímeros están compuestos por dos o más biopolímeros. Los complejos de biopolímeros pueden sintetizarse mediante tratamientos químicos, enzimáticos o térmicos. La complejación generalmente aumenta la robustez y solubilidad del complejo biopolímero final, mejorando su usabilidad y estabilidad. Especialmente la mayor estabilidad resultante en cuanto a la variación de las temperaturas, el pH y la resistencia iónica son factores importantes para los procesos de emulsificación.