Ultraheli Kavitatsiooniga Emulgeeriv

Suur valik- ja tarbekaupu, nagu kosmeetika ja nahakreemid, farmatseutilised salvid, lakid, värvid ja määrdeained ning kütused, põhinevad täielikult või osaliselt emulsioonidel. Hielscher toodab maailma suurimaid tööstuslikke ultraheli vedeliku töötlejaid suurte koguste voogude tõhusaks emulgeerimiseks tootmisettevõtetes.

Ultraheli emulgeerimine

Laboris on ultraheli emulgeerimisvõime tuntud ja rakendatud pikka aega tänu erinevatele eelistele, mis on seotud ultraheli homogeniseerimise ja emulgeerimisega. Usaldusväärne ultraheli emulgeerimine põhineb ultraheli sondide, nn sonotroodide kasutamisel. Ultraheli sondi kaudu ühendatakse kõrge intensiivsusega ultraheli vedelikeks ja luuakse akustiline kavitatsioon. Ultraheli või akustiline kavitatsioon tekitab suuri nihkejõude, mis annavad vajaliku energia suurte tilkade häirimiseks kuni nano-suurusega tilkadeni. Seega segatakse kaks või enam vedelat faasi ühtlaseks submikroni- või nanoemulsiooniks.
Ultraheli voolurakkude kasutamine võimaldab nanoemulsioonide tööstuslikuks tootmiseks lineaarset skaalat, mis töötleb suure mahuga vooge pidevas läbivoolus.
MultiPhaseCavitator: Ainulaadne Hielscheri vooluraku sisestamine MPC48 on võimas lisavarustus, mis ühildub Hielscheri ultraheli voolu raku reaktoritega. Kasutades inserti MPC48, süstitakse dispergeeritud faas 48 kanüüli kaudu õhukeste vedelate ahelatena ultraheli kuuma tsooni, kus dispergeeritud faas ja pidev faas segatakse minutiliste tilkadena nanoemulsiooni. Loe lähemalt ultraheli vooluraku sisestamise kohta MPC48!

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultrasonikaatorid on usaldusväärsed ja tõhusad submikroni- ja nano-suurusega emulsioonide tootmisel.

Ultrasonikaatorid on usaldusväärsed ja tõhusad submikroni- ja nano-suurusega emulsioonide tootmisel.

Ultraheli emulgeerimise eelised

Ultraheli emulgeerimine sondi tüüpi ultrasonikaatori abil pakub mitmeid eeliseid teiste emulgeerivate tehnikate ees:

  1. Parem emulsiooni stabiilsus: Ultraheli emulgeerimine loob väiksemad tilkade suurused ja ühtlasema tilkade jaotuse, mille tulemuseks on parem emulsiooni stabiilsus ja pikem säilivusaeg. Submikroni- ja nanosuuruses tilka saab usaldusväärselt toota võimsuse ultraheli abil.
  2. Energiatõhususe: Ultraheli emulgeerimine nõuab vähem energiat kui teised emulgeerimismeetodid, muutes selle energiatõhusamaks protsessiks.
  3. Skaleeritavus: Ultraheli emulgeerimist saab hõlpsasti üles või alla skaleerida sõltuvalt vajalikust mahust, muutes selle mitmekülgseks protsessiks nii laboratoorsete kui ka tööstuslike rakenduste jaoks.
  4. Aja kokkuhoid: Ultraheli emulgeerimine võib olla väga kiire protsess, emulsioonid moodustuvad sekundite kuni minutite jooksul, sõltuvalt vedelikest, mahust ja seadmetest.
  5. Vähendatud vajadus pindaktiivsete ainete järele: Ultraheli emulgeerimine võib vähendada vajadust pindaktiivsete ainete järele, mis on sageli vajalikud emulsioonide stabiliseerimiseks. Kuid vähendatud tilga suurusega suureneb osakese pindala ja pindaktiivne aine peab katma rohkem pinda. Ultraheli ühildub peaaegu igasuguse pindaktiivse ainega, sealhulgas alternatiivsete ja uudsete emulgaatoritega.
  6. Minimaalne ja kontrollitav soojuse tootmine: Ultraheli emulgeerimine on mittetermiline protsess ja soojuse tootmist töötlemise ajal saab vältida või vähendada vähesel määral. Seega väheneb tundlike ühendite või koostisosade termilise lagunemise oht.

Ultraheli emulgeerimise eelised, kasutades sondi tüüpi ultrasonikaatorit, muudavad selle suurepäraseks valikuks emulgeerimiseks erinevates valdkondades, sealhulgas toit ja jook, farmaatsiatooted, kosmeetika, peened kemikaalid ja kütused.
Loe lähemalt ultraheli majoneesi emulgeerimise kohta!
Loe lähemalt parafiinvaha emulsioonide tootmise kohta ultrahelitöötluse abil!
Loe lähemalt ultraheli abil toodetud vesi-diislikütuse emulsioonide kohta!

Ultrasonic emulsification with Hielscher's UP200Ht and sonotrode S26d14

Õli-vees (O/ W) emulsiooni ultraheli ettevalmistamine (punane vesi / kollane õli). Paar sekundit ultrahelitöötlust muudavad eraldi vee/õli faasid peeneks emulsiooniks.

 
 
Allolev video näitab õli (kollase) emulgeerimisprotsessi vette (punane), kasutades UP400S labori ultrasonikaatorit.

See video näitab Hielscher ultraheliator UP400S valmistada nano-formaadis õli-vee emulsioon.

Õli Emulgeeriv vee abil UP400S

Video pisipilt

 

Ultraheli on tõhus emulgeerimise ja nano-emulgeerimise tehnika.Mis on emulsioon?
Emulsioonid on kahe või enama segunemisega vedeliku dispersioonid. Väga intensiivne ultraheli varustab vett, mis on vajalik vedela faasi (hajutatud faasi) hajutamiseks väikeste tilkade jaoks teises faasis (pidev faas). Dispergeeruvas tsoonis tekitavad kavitatsioonimullid implanteerivad ümbritsevas vedelikus intensiivseid šokinlaineid ja põhjustavad suure vedeliku kiiruse vedelate joa kujunemist.
Selles lühikeses klipis näitame teile parafiinvaha helveste kiiret ultraheli emulgeerimist vees. Intensiivne ultraheli ja akustiline kavitatsioon hajutavad parafiini minutiliste tilkadena veefaasis.

Ultraheli parafiini emulsioon - ultraheli sond UP400St

Video pisipilt

 

Miniemulsioonid, mida saab ultraheliga tõhusalt luua, suurendavad polümerisatsioonireaktsioone.

Miniemulsioonid, mida saab ultraheliga tõhusalt luua, suurendavad keemilisi reaktsioone. Makroemulsiooni polümerisatsioon (a) versus miniemulsiooni polümerisatsioon (b) [Schork et al. 2005: 136]

Nanoemulsioonid – Võimsuse rakendus ultrasonikaatoritele

Nanoemulsioonid on emulsioonid, mille tilgad on tavaliselt väiksemad kui 100 nanomeetrit. Nanoemulsioonid pakuvad tavapäraste emulsioonide ees mitmeid eeliseid, sealhulgas ainulaadseid funktsionaalseid omadusi, suuremat stabiilsust, läbipaistvust jne.
Ultraheli ületab traditsioonilisi emulgeerimistehnoloogiaid, eriti kui tegemist on nanoemulsioonide moodustumisega. Selle põhjuseks on ultraheli väga tõhus ja energiamahukas tööpõhimõte.

Ultraheli emulgeerimise tööpõhimõte

Ultrasonic cavitation at Hielscher's UIP1000hdT (1kW) ultrasonicatorUltraheli emulgeerimisprotsessid kasutavad akustilise kavitatsiooni jõude. Akustiline kavitatsioon viitab väikeste mullide moodustumise, kasvu ja implosiivse kokkuvarisemise nähtusele vedelas keskkonnas, mis on allutatud suure intensiivsusega ultraheli lainetele. Nende mullide implosioon tekitab intensiivseid kohalikke rõhu- ja temperatuurigradiente, mis võivad tekitada suure nihkejõu, lööklaineid ja mikrojoad, mis võivad lagundada suuri osakesi ja aglomeraate väiksemateks. Vasakpoolne pilt näitab ultraheli kavitatsiooni, mis on tekkinud ultrasonikaatori UIP1000hdT (1000 vatti) sondi juures vedelikuga täidetud klaaskolonnis.
Emulgeerimisel ja nano-emulgeerimisel mängib akustilise kavitatsiooni intensiivsus kriitilist rolli emulsiooni tilkade suuruse vähendamisel. Kavitatsioonimullide implosiivne kokkuvarisemine võib tekitada tugevaid nihkejõude, mis lagundavad suuremad tilgad väiksemateks. Lisaks võivad kavitatsiooni tekitatud kohalikud rõhu- ja temperatuurigradiendid soodustada ka uute tilkade moodustumist ja stabiliseerida emulsiooni.
Akustilise kavitatsiooni ainulaadne aspekt on selle võime pakkuda vedelale keskkonnale lokaliseeritud ja intensiivset energiasisendit, ilma et oleks vaja suuri mehaanilisi või termilisi pingeid. See muudab selle atraktiivseks nano-emulgeerimise tehnikaks, kuna see võib vähendada emulgeerimisprotsessi jaoks vajalikku energiasisendit, saavutades samal ajal väiksema tilga suuruse ja kitsama tilgasuuruse jaotuse.
Tänu nendele täpselt kontrollitavatele ultraheli jõududele on akustiline kavitatsioon võimas vahend nano-emulgeerimiseks. Selle võime genereerida lokaliseeritud ja intensiivset energiasisendit võimaldab lagundada suuremaid tilkasid, mis moodustavad submikroni- ja nanosuuruses tilgad väga suure efektiivsusega.

Vesi-õli emulsioon, mis on toodetud ultraheli abil (Hielscher Ultrasonics)Uuringud õli vees (vee faasis) ja õlis (õlifaasi) emulsioonides on näidanud korrelatsiooni energia tiheduse ja tilga suuruse vahel (nt Sauteri läbimõõt). Suurenenud energiatiheduse juures on selge tendents väiksemate tilkade korral (klõpsake paremal graafil). Sobival energiatiheduse tasemel võib ultraheliga hõlpsasti ja usaldusväärselt saavutada keskmised tilkade suurused nano-vahemikus.

Ultraheli sondid tõhusaks emulgeerimiseks

Hielscher pakub laia valikut sondi tüüpi ultrasonikaatoreid ja tarvikuid vedelike tõhusaks emulgeerimiseks ja hajutamiseks partii- ja läbivoolurežiimis.
Süsteemid, mis koosnevad mitmest ultraheli protsessorist, igaüks kuni 16 000 vatti, pakuvad võimsust, mis on vajalik selle laborirakenduse tõlkimiseks tõhusaks tootmismeetodiks, et saada peeneks dispergeeritud emulsioone pidevas voolus või partiis – saavutades tulemused, mis on võrreldavad tänapäevaste parimate kõrgsurve homogenisaatorite, näiteks uue sulaventiiliga, saavutamisega. Hielscheri ultraheli seadmetes lisaks sellele suurele efektiivsusele pidevas emulgeerimises on vaja väga madalat hooldust ja neid on väga lihtne kasutada ja puhastada. Ultraheli kasutamine toetab puhastamist ja loputamist. Ultraheli võimsus on reguleeritav ja seda saab kohandada konkreetsete toodete ja emulgeerimisnõuetega. Saadaval on ka spetsiaalsed voolu raku reaktorid, mis vastavad arenenud CIP-idele (puhas kohapeal) ja SIP (steriliseeritavad kohapeal) nõuded.

Tööstuslik ultraheli homogenisaator õli ja vee tõhusaks emulgeerimiseks. Ultraheli on väga tõhus pikaajaliste stabiilsete nanoemulsioonide tootmisel.

MultiSonoReactor MSR-4 on tööstuslik inline homogeniseerimisreaktor, mis sobib suure läbilaskevõimega (nano)emulgeerimisprotsesside jaoks.

Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:

partii Köideflow RateSoovitatavad seadmed
0.5 kuni 1,5 mle.k.VialTweeter
1 kuni 500 ml10 kuni 200 ml / minUP100H
10 kuni 2000 ml20 kuni 400 ml / minUf200 ः t, UP400St
0.1 kuni 20 l0.2 kuni 4 l / minUIP2000hdT
10 kuni 100 l2 kuni 10 l / minUIP4000hdT
15 kuni 150 l3 kuni 15 l/minUIP6000hdT
e.k.10 kuni 100 l / minUIP16000
e.k.suuremklastri UIP16000

Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!

Küsige lisateavet

Palun kasutage allolevat vormi, et küsida lisateavet ultraheli emulgaatorite, rakenduste ja hinna kohta. Meil on hea meel arutada teiega teie emulgeerimisprotsessi ja pakkuda teile teie nõuetele vastavat ultraheli süsteemi!









Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


See video näitab hielscheri ultraheli protsessorit UP400S, mis valmistab ette nanoõõdulise taimeõli-vees emulsiooni.

Taimeõli Emulgeeriv vees, kasutades UP400S

Video pisipilt

Ultraheli kõrge nihega homogenisaatoreid kasutatakse laboris, pink-top, piloot ja tööstuslik töötlemine.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.



Kirjandus/viited

Faktid Tasub teada

Mõiste määratlus “Emulsioon”

Emulsioon on segu kahest või enamast segunematust vedelikust, nagu õli ja vesi.
Emulsioonid võivad olla kas õli-vees (kus õlitilgad on vees hajutatud) või vesi-õlis (kus veepiisad on õlis hajutatud). Emulsioone kasutatakse mitmesugustes rakendustes, sealhulgas toiduainetes (näiteks salatikastmed ja majonees), kosmeetikatoodetes (nagu vedelikud ja kreemid) ja ravimites (näiteks vaktsiinides).
Emulgaator töötab, vähendades emulsioonis kahe segunematu aine (näiteks õli ja vee) vahelist pindpinevust. See vähendab kahe aine kalduvust eralduda ja võimaldab neil moodustada stabiilse segu.

Kuidas emulsioon stabiilseks muudetakse?

Emulsioon muudetakse stabiilseks, takistades dispergeeritud faasi (ühe vedeliku tilgad) koalestseerumist ja eraldumist pidevast faasist (ümbritsev vedelik). Emulgeeritud kütuste stabiilsuse saavutamiseks tuleb arvestada mitme põhipunktiga:

  • Emulgaatorid (pindaktiivsed ained):
    – Roll: Emulgaatorid on molekulid, millel on nii hüdrofiilsed (vett ligitõmbavad) kui ka hüdrofoobsed (vett tõrjuvad) otsad.
    – Tegevus: Nad vähendavad pindpinevust kahe segunematu vedeliku vahel ja moodustavad tilkade ümber kaitsekihi, takistades nende koaleerumist.
    – Näited: Letsitiin, polüsorbaadid ja naatriumstearoüüllaktülaat.
  • Mehaanilised meetodid:
    Suure jõudlusega segamine: Kasutades suure nihkega segisteid või homogenisaatoreid, et purustada tilgad väiksemateks suurusteks, suurendades pindala ja suurendades stabiilsust. Sondi tüüpi sonikaatorid on suurepärane ja väga usaldusväärne meetod, mis kasutab sonomehaanilisi nihkejõude. Need ultraheli nihkejõud purustavad suured tilgad minutilisteks tilkadeks ja segavad segunematud faasid stabiilseks emulsiooniks.
  • Viskoossuse modifikaatorid:
    Paksendajad: Pideva faasi viskoossuse suurendamine võib aeglustada tilkade liikumist, vähendades koalestsentsi tõenäosust.
    – Näited: Ksantaankummi, guarkummi ja karboksümetüültselluloos.
  • Stabiliseerivad ained:
    – Polümeerid: Polümeerid võivad tagada steerilise stabiliseerimise, moodustades tilkade ümber kihi.
    – Näited: Pektiin, želatiin ja teatud valgud.
  • Elektrostaatiline stabiliseerimine:
    – Tasu: Mõned emulgaatorid annavad tilkade pinnale elektrilaengu, põhjustades nende üksteise tõrjumist ja vähendades seega koalestsentsi.
    – Näited: Naatriumkaseinaat ja sojaletsitiin.
  • Temperatuuri kontroll:
    – Jahutus: Temperatuuri alandamine võib suurendada pideva faasi viskoossust ja vähendada tilkade kineetilist energiat, vältides koalestsentsi.
    – Faaside eraldamise vältimine: Veenduge, et temperatuur jääb vahemikku, mis takistab komponentide eraldumist.
  • Lisaainete:
    – Antioksüdante: Oksüdatsiooni vältimine võib aidata säilitada emulgaatori ja teiste komponentide terviklikkust.
    – kelaativad ained: Metalliioonide sidumine, mis muidu võivad emulsiooni destabiliseerida.

Rakendades õiget emulgeerimise tehnikat, saab emulsioone muuta stabiilseks, tagades, et segu jääb homogeenseks ja säilitab aja jooksul soovitud omadused.

Emulgaatorite stabiliseerimine

Üldiselt vajavad emulsioonid stabiliseerimist emulgeeriva aine või pindaktiivse aine abil. Emulgaatorid on amfifiilsed – need meelitavad ligi nii vett kui ka rasvaineid. See tähendab, et neil on hüdrofiilsed (vett armastavad) ja hüdrofoobsed (õli armastavad) omadused, mis võimaldavad neil suhelda nii emulsiooni õli- kui ka veefaasidega. Emulgaatormolekuli hüdrofiilne osa kinnitub veemolekulidele, hüdrofoobne osa aga õlimolekulidele.
Ümbritsedes õlitilgad emulgaatormolekulidega, tekitab emulgaator tilkade ümber kaitsekihi, mis takistab nende omavahelist kokkupuudet ja kokkukleepumist (ühendamist) suuremate tilkade moodustamiseks. See aitab hoida emulsiooni stabiilsena ja takistab eraldumist.
Kuna tilkade koalestsents pärast katkestust mõjutab tilkade suuruse lõplikku jaotust, kasutatakse tõhusalt stabiliseerivaid emulgaatoreid, et säilitada lõplik tilga suuruse jaotus tasemel, mis on võrdne jaotusega kohe pärast tilkade katkemist ultraheli dispergeerivas tsoonis. Stabilisaatorid põhjustavad tegelikult tilkade katkemist konstantse energiatiheduse korral.
Tavaliselt kasutatavate emulgaatorite näideteks on letsitiin (mida leidub munakollastes ja sojaubades), mono- ja diglütseriidid, polüsorbaat 80 ja naatriumstearoyl laktülaat.


Suure jõudlusega ultraheli! Hielscheri tootevalik hõlmab kogu spektrit alates kompaktsest labori ultraheliaatorist üle pink-top üksuste kuni täistööstuslike ultrahelisüsteemideni.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid Lab et tööstuslik suurus.


Meil on hea meel arutada teie protsessi.

Võtame ühendust.