Hielscheri ultraheli tehnoloogia

Stabiilsete nanoemulsioonide ultraheli tootmine

  • Nanoemulsioonid – tuntud ka kui miniemulsions või submicron emulsioonid – kasutatakse keemiatööstuses ja värvides mitmesugustes rakendustes & katted, kosmeetika, farmaatsiatooted ja toidud.
  • Ultraheli süsteemid on tuntud kui usaldusväärsed vahendid pikaajaliste stabiilsete nanoemulsioonide tootmiseks.

 

Nanoemulsioonide ultraheli moodustumine

Ultraheli emulgeerimine on põhjustatud võimsuse ultraheli lainete sidumisest vedelasse süsteemi. Vedeliku sonikatsiooni abil tekivad kaks mehhanismi: (1) akustiline väli tekitab vedeliku kaudu liikuvaid laineid, mis põhjustavad mikroturbulentsid ja liikumisruumi. Seeläbi muutub piirifaas ebastabiilseks, nii et hajutatud (sisemine) faas lõpuks puruneb ja moodustab pideva (välise) faasi tilgad. (2) Madalate sageduste, suure võimsusega ultraheliuuringute rakendamine tekitab kavitatsiooni (Kentish jt, 2008). Ultraheli kavitatsiooni tõttu moodustuvad keskkonnas ultraviolettlaine rõhutsüklite tõttu mikromullid või tühjad ruumid. Mikrobumbrid / tühjad kasvavad mitme laine tsükli jooksul, kuni need vägivaldselt kokku kukuvad. See mullide sulgemine põhjustab kohapeal äärmuslikke tingimusi, nagu väga suure nihkejõu, vedelike pihustid ja äärmuslikud kütte- ja jahutusmäärad (Suslick 1999). Need äärmuslikud jõud murda primaarseid pihusid hajutatud (sisemist) faasi nanoosakesedesse ja segada need ühtlaselt pidevasse (välise) faasi.
Lugege lähemalt ultraheli kavitatsioonist!

 

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Farmatseutilised nanoemulsioonid

Lipiidide minimaalsed pulbrid – toodetud ultraheli – farmatseutiliste preparaatide farmakoloogiliste toimeainete kandjatena. Näiteks võivad miniemulsionid toimida parenteraalseks ravimi kanduriks või ravimi manustamisseadmena kudede sihtmärgiks. Lisaks kapseldatud toimeainete kõrgele biosaadavusele on ka miniemulsioni eelised nende kõrge biosobivuse, biolagunevuse, stabiilsuse ja suuremahulise tootmise lihtsuse kohta. Nende struktuursete omaduste tõttu võivad need sisaldada nii hüdrofoobseid kui ka amfipaatseid molekule. Ultraheli ettevalmistatud nanoemulsioonid on laaditud tokoferoolide, vitamiinide, kurkuriini ja paljude teiste farmakoloogiliste ainetega.
Hielscheri ultraheli süsteemid on usaldusväärsed emulgaatorid nanoemulsioonide valmistamiseks. Ultraheli emulgeerimiseks pakub Hielscher erinevaid tarvikuid emulgeeriva protsessi optimeerimiseks. Hielscherin MultiPhaseCavitator on unikaalne lisavarustus ultraheli voolurakkude jaoks, kus teine ​​faas süstitakse väga kitsa vooluna otse ultraheli “kuum tsoon” emulgeerimisest.

Toiduglass Nanoemulsioonid

Nanoemulsioonid pakuvad mitmesuguseid toiduainete valmistamise eeliseid. Nanoemulsioonidel on hea stabiilsus gravitatsioonilahuse, flokulatsiooni, koalestseerimise ja funktsionaalsete koostisosade kontrollitud vabanemise ja / või imendumise tõttu, kuna nende väike tilkade suurus ja suur pindala. Lisaks pakuvad nad aktiivsete ühendite kõrget biosaadavust, mis on oluline toitainete ja toimeainete kohaletoimetamiseks. Peale selle pakuvad nad head formulatsiooni omadusi, kuna need on läbipaistvad või visuaalselt läbipaistvad ning nende submikrooni / nanoosaga tilgad põhjustavad sujuva ja kreemja suu tunde. Seepärast on stabiilsete nano-emulsioonide tootmine toiduainetööstuses igakülgne ülesanne, näiteks vitamiinide või rasvhapete rikastatud toodete (nt C-vitamiin, E-vitamiin omega-3, omega-6, omega-9, taimseemne või kalaõli) või maitsestatud saaduste (nt eeterlike õlidega) valmistamiseks.

Kosmeetilised nanoemulsioonid

Eriti vesi-õlis (W / O) nanoemulsioonid pakuvad mitmesuguseid eeliseid bioaktiivse hüdrofiilse aine kapseldamiseks nanoskaala tilkades (ühe- või kahekordsetes emulsioonides).
Kliki siia, et lugeda kosmeetikamulsioonide pindaktiivsete aineteta emulsioonide kohta ultraheliuuringute abil!

Miniemulsion Polymerization

Erinevatel protsessidel rakendatakse ultraheli aitatavat minemuulsioonpolümerisatsiooni – anorgaaniliste osakeste kapseldamisest lateksosakeste sünteesini. Vee-ultraheli kasutamine keemilisteks reaktsioonideks nagu polümerisatsioon, süntees jne on tuntud sonochemistry.
Lisateabe saamiseks klõpsake siin Sonokheemia, lateksist ultraheli süntees ja ultraheli sadestamine!

1,5kW ultraheli protsessor emulgaatoriks (Klõpsa suurendamiseks!)

Ultraheli emulgaator UIP1500hdT (1500W)

Emulsiooni stabiliseerimine

Kuigi mõned nanoemulsioonid võivad olla stabiilsed ilma igasuguste pindaktiivsete ainete või emulgaatorite kasutamiseta nanoosakesi sisaldava tilgakoguse suuruse ja leviku tõttu, tuleb nanoemulsioonidel kasutada stabiliseerivaid aineid, et saavutada pikaajaline stabiilsus ja optimaalne tootekvaliteet. Stabiliseerimine võib toimuda, lisades kas pindaktiivseid aineid (tensiide) või tahkeid osakesi, mis toimivad stabilisaatorina. Emulsioonid, mis on tahkete osakestega stabiliseeritud, on tuntud Pickering emulsioonidena. Pickering-emulsioonide kolloidsete stabilisaatoritena võib kasutada laktoosi, albumiini, letsitiini, kitosaani, maltodekstriini, tärklist jne. Kliki siia, et saada lisateavet ultraheli genereeritud Pickeri emulsioonide kohta!
Ultraheli emulgeerimine võib toimuda igat tüüpi emulsioonide jaoks. Kui konkreetse emulsiooni jaoks on vaja stabiliseerivat ainet, saab seda kergesti testida väikestes kogustes.
Pange tähele, et nõutava pindaktiivse aine kogus suureneb tilgakahjustuse vähenemisega, sest sfääride pindala ja mahu suhe (S / V) on järgmine: S / V = ​​3 / R. Näiteks, mida väiksem on osakese või piiskade läbimõõt, seda rohkem pindala on selle mahu suhtes.

Ultraheli emulgeerimisseadmed

Stabiilsete submikroni- ja nanoemulsioonide tootmiseks on vaja võimsaid ultraheli seadmeid. Hielscheri ultraheli emulgeerimisseadmed pakuvad väga suurt amplituudi (kuni 200 μm tööstuslikud ultrasonikaatorid, suuremad amplituudid nõudmisel), et tekitada intensiivne akustiline väli.
Ent stabiilsete nanoemulsioonide tootmiseks ei ole sageli piisav ainult võimsate ultraheli-seadmete kasutamine. Lisaks küllaldasele ultraheli võimsusele on vajalik nanoosaga tilkade ja vesi- ja õlifaasi ühtlase hajutamise saavutamiseks vajalikud protsessi parameetrite täpsed juhtimissüsteemid ja keerukad tarvikud (nagu sonotroodid, voolu raku reaktorid, jahutus).
Heade emulsioonide saamiseks on Hielscheri võimsad ultraheli protsessorid koos MultiPhaseCavitator annab teile optimaalse riistvara.

Hielscher Ultrasonics on spetsialiseerunud optimaalsete tulemuste saamiseks suurepärase ultraheli süsteemide ja tarvikute tarnimisele. Meie pikaajaline kogemus ultraheli töötlemisel ja meie tihe koostöö meie klientidega tagab ultraheli eduka rakendamise tootmisliinidesse.
Esialgseteks katseteks, protsesside väljatöötamiseks ja protsesside optimeerimiseks pakume täielikult varustatud protsessi labor ja tehniline keskus.
Lisaks pakume põhjalikku teavet Konsulteerimine, arendamine kohandatud ultraheli süsteemid ja sügav tehniline teenistus paigaldamiseks, koolituseks ja hoolduseks.

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!

Palun kasutage allpool olevat vormi, kui soovite taotleda täiendavat teavet ultraheli homogeniseerimine. Meil on hea meel pakkuda teile ultraheli süsteemi istungil oma nõudeid.









Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Kirjandus / viited

  • Kentish, S .; Wooster, T .; Ashokkumar, M .; Simons, L. (2008): Ultraheli kasutamine nanoemulsiooni valmistamiseks. Innovatiivne toiduteadus & Emerging Technologies 9 (2): 170-175.
  • Suslick, KS (1999): Ultraheli kasutamine materjalide keemias. Annu. Rev. Mater. Sci. 1999. 29: 295-326.


Faktid Tasub teada

emulsioone

Emulsioonid on määratletud kui kaks segunevat vedelikku: üks vedelikest – nn hajutatud või sisemine faas – on teisel vedelal kujul sfääriliste tilkadena tuntud kui pidev või välimine faas. Kõige silmapaistvamad emulsiooni moodustunud vedelikud on õli ja vesi. Kui õlifaas on vesi- / vesifaasis hajutatud, on süsteem õli-vees emulsioon, samal ajal, kui vesi / vesifaas on õlifaasis hajunud, on see vesi-õli emulsioon. Emulsioonid eristuvad vastavalt nende osakese suuruse ja termodünaamilise stabiilsuse järgi makroemulsioonide, mikroemulsioonide ja nanoemulsioonide järgi.

Nanoemulsioonid

Nanoemulsioonid on nanoosakeste dispersioonid, mis koosnevad nanoosaga suurtest tilgakestest. Elektrilise ultraheli kõrge nihkejõud katkestab tilgad, nii et need on alamikroni ja nano läbimõõduga. Üldiselt annavad väiksemad tilgakomponendid suurema emulsiooni stabiilsuse. Nanoemulsioone võib eristada O / W (õli-vees), W / O (vesi-õlis) või mitme / topelt emulsioonidena nagu W / O / W ja O / W / O. Nanoemulsioon on läbipaistev või isegi läbipaistev (nähtavas spektris) sõltuvalt konsistentsist ja piiskade suurusest. Nanoemulsioonid määratletakse tavaliselt 20 kuni 200 nm suuruse tilga suurusega. Langeva tilgasuurusega väheneb emulsiooni kollatseruvus (vähenenud Ostwaldi valmimine).
Nanomaterjale ja nanoemulsioone iseloomustavad füüsikalised omadused, mis erinevad mikroemulsioonidest. Nanoosakesed näitavad kas täiesti teistsuguseid omadusi või nende tüüpilisi omadusi väljendatakse väga äärmuslikus vormis. Nanoemulsioonide nähtav välimus on teistsugune kui mikroni suurusega emulsioonidel, sest tilgad on liiga väikesed, et häirida nähtava spektri optilist lainepikkust. Seepärast on nanoemulsioonidel väga vähe valguse hajumist ja need on läbipaistvad või optiliselt poolläbipaistvad.
Emulsiooni piiskade suurust mõjutavad nii õlifaasi koostis, kui ka faasi vahedetailid ja viskoossus, pidev ja dispergeeritud faas, tüüpi emulgaator / pindaktiivne aine, nihke kiirus emulgeerimise ajal, samuti õlifaasi lahustuvus vees.
Nanoemulsioone kasutatakse laialdaselt erinevates rakendustes, nagu ravimite kohaletoimetamine, toit & joogid, kosmeetika, farmaatsiatooted ja materjaliteadus & süntees.

Pindaktiivsed ained

Emulgaatorid on oluline stabiilse emulsiooni / nanoemulsiooni valmistamise tegur. Emulgaatorid on pindaktiivsed ained, mis moodustavad piiskadest kaitsekihi ja vähendavad vaheruumidevahelist pinget, takistades seega Ostwaldi küpsemist, koalestsensust ja koorumist.
Pindaktiivsete ainete tüübid:

  • Väikesemolekulaarsed pindaktiivsed ained: mitteioonseid emulgaatoreid, nagu Tween ja Span, on suu kaudu, parenteraalselt ja naha kaudu manustatuna vähene toksilisus ja ärritavus ning seetõttu eelistatakse neid ioonsete emulgaatoritena. Tween ja Span on emulsioonpreparaatide eelistatud stabilisaatorid toidu-, farmaatsia- ja kosmeetikatööstuses.
    Tweens: Tween 20/60/80 on tuntud kui polüsorbaat 20/60/80 (PEG-20 dehüdreeritud sorbieriidi monolauraat, PEG-20 dehüdraaditud sorbieriidi monostearaat, polüoksüetüleensorbitaanmonooleaat). Need on sorbitoolist saadud mitteioonsed pindaktiivsed ained / emulgaatorid. Nad lahustuvad kergesti vees, etanoolis, metanoolis või etüülatsetaadis, kuid ainult mineraalõlis vähe.
    Piirkonnad: Span20 / 40/60/80 on sorbitaan rasvhappeestrid / sorbitaanestrid, mis on emulgeerivate, dispergeeruvate ja märgavate omadustega mitteioonseid pindaktiivseid aineid. Spani pindaktiivsed ained toodetakse sorbitooli dehüdratsioonil.
  • Fosfolipiidid: munakollane, soja või piimakarja letsitiin
  • Amfifiilsed valgud: vadakuvalgu isolaat, kaseinaat
  • Amfifiilsed polüsahhariidid: kummiaraabik, modifitseeritud tärklised