تولید التراسونیک نانوامولسیون های پایدار

• نانوامولسیون ها – همچنین به عنوان مینی امولسیون یا امولسیون زیر میکرون شناخته می شود – در طیف گسترده ای از کاربردها در شیمی، رنگ، پوشش ها، لوازم آرایشی، دارویی و مواد غذایی استفاده می شود.
• مافوق صوت به عنوان یک تکنیک بسیار کارآمد و قابل اعتماد برای تولید نانوامولسیون های پایدار طولانی مدت شناخته شده.

چرا اولتراسونیک برای نانوامولسیون شدن

نانوامولسیون مافوق صوت یک تکنیک است که با استفاده از فرکانس پایین, امواج فراصوت قدرت بالا برای ایجاد امولسیون پایدار و یکنواخت از قطرات کوچک, به طور معمول در محدوده 10-200 نانومتر است. این تکنیک دارای مزایای متعددی نسبت به روش های سنتی امولسیون است که باعث برتری آن در کاربردهای مختلف می شود. برخی از این مزایا عبارتند از:

• اندازه ذرات یکنواخت: نانوامولسیون مافوق صوت تولید قطرات کوچک و یکنواخت, که ارائه ثبات بهتر و فراهمی زیستی. این قطرات دارای نسبت سطح به حجم بالایی هستند که باعث می شود در کاربردهای مختلف واکنش پذیرتر و موثرتر شوند.
• پایداری بالا: نانوامولسیون های اولتراسونیک به دلیل اندازه کوچک و یکنواختی خود دارای پایداری جنبشی بالایی هستند که باعث می شود در برابر ادغام ، لخته سازی و رسوب مقاوم باشند. این ثبات آنها را برای استفاده در کاربردهای غذایی، دارویی، آرایشی و شیمیایی ایده آل می کند.
• کاهش مصرف انرژی: نانوامولسیون مافوق صوت نیاز به ورودی انرژی پایین تر از روش های امولسیون سنتی مانند همگن سازی و یا microfluidization, و آن را انرژی کارآمدتر و مقرون به صرفه تر.
• تنوع: نانو امولسیون التراسونیک را می توان مورد استفاده قرار گیرد برای امولسیون طیف گسترده ای از مواد, از جمله چربی, ترکیبات آب دوست, و مواد نامحلول در آب. این امر آن را به یک تکنیک همه کاره تبدیل می کند که می تواند در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
  زمان پردازش سریع: نانوامولسیون مافوق صوت یک فرایند سریع است که می تواند در عرض چند دقیقه تکمیل شده است, و آن را برای تولید در مقیاس بزرگ مناسب است.

به طور کلی، نانو امولسیون مافوق صوت ارائه می دهد مزایای متعددی نسبت به روش های سنتی امولسیون سازی، و آن را به یک تکنیک برتر برای کاربردهای مختلف.
 

تشکیل التراسونیک نانوامولسیون ها

امولسیون اولتراسونیک با اتصال امواج سونوگرافی قدرت به یک سیستم مایع ایجاد می شود. با فراصوت کردن مایع، دو مکانیسم رخ می دهد:

1. میدان صوتی امواجی تولید می کند که از طریق مایع حرکت می کنند و باعث ریز تلاطم ها و حرکت بین سطحی می شوند. در نتیجه، فاز مرزی ناپایدار می شود، به طوری که فاز پراکنده (داخلی) در نهایت شکسته می شود و قطراتی را در فاز پیوسته (خارجی) تشکیل می دهد.
2. استفاده از فرکانس پایین و قدرت بالا اولتراسونیک ایجاد کاویتاسیون (کنتیش و همکاران 2008). با کاویتاسیون اولتراسونیک ، میکروحباب ها یا حفره ها به دلیل چرخه های فشار موج اولتراسوند در محیط تشکیل می شوند. میکروحباب ها / حفره ها در طی چندین چرخه موج رشد می کنند تا زمانی که به شدت فرو می ریزند. این انفجار حباب باعث ایجاد شرایط شدید محلی مانند برش بسیار بالا، جت های مایع و نرخ گرمایش و سرمایش شدید می شود. (سوسلیک 1999).

این نیروهای شدید قطرات اولیه فاز پراکنده (داخلی) را به قطرات نانو می شکنند و آنها را به طور همگن در فاز پیوسته (خارجی) مخلوط می کنند.
در اینجا بیشتر بخوانید در مورد اثرات حفره اولتراسونیک بر امولسیون سازی!

نانوامولسیون های دارویی

مینی امولسیون های لیپیدی – تولید شده توسط اولتراسونیک – به طور گسترده ای به عنوان حامل عوامل دارویی در فرمولاسیون های دارویی استفاده می شود. به عنوان مثال، مینی امولسیون ها می توانند به عنوان حامل داروی تزریقی یا دستگاه تحویل دارو برای هدف قرار دادن بافت ها عمل کنند. علاوه بر فراهمی زیستی بالای ترکیبات فعال کپسوله شده، مزایای مینی امولسیون ها در زیست سازگاری بالا، زیست تخریب پذیری، پایداری و سهولت تولید در مقیاس بزرگ نهفته است. به دلیل خواص ساختاری ، آنها می توانند مولکول های آبگریز و همچنین آمفی پاتیک را در خود جای دهند. نانوامولسیون های التراسونیک آماده شده با توکوفرول ها ، ویتامین ها ، کورکورمین و بسیاری از مواد دارویی دیگر بارگیری شده است.
سیستم های مافوق صوت Hielscher امولسیفایرهای قابل اعتماد برای تهیه نانوامولسیون های مواد مخدر loded هستند. برای امولسیون اولتراسونیک، Hielscher لوازم جانبی مختلفی را برای بهینه سازی فرآیند امولسیون ارائه می دهد. Hielschers MultiPhaseCavitator یک افزودنی منحصر به فرد برای سلول های جریان مافوق صوت است، که در آن فاز دوم به عنوان جریان بسیار باریک به طور مستقیم به منطقه نقطه داغ مافوق صوت از امولسیون تزریق می شود.

نانوامولسیون های مواد غذایی

نانوامولسیون ها مزایای مختلفی برای فرمولاسیون محصولات غذایی دارند. نانوامولسیون ها پایداری خوبی در برابر جداسازی گرانشی، لخته سازی، ادغام نشان می دهند و به دلیل اندازه قطرات کوچک و مساحت سطح بزرگ، رهایش و/یا جذب کنترل شده مواد عملکردی را ارائه می دهند. علاوه بر این، آنها فراهمی زیستی بالایی از ترکیبات فعال را ارائه می دهند که برای تحویل مواد مغذی و مواد فعال مهم است. علاوه بر این، آنها خواص فرمولاسیون خوبی را ارائه می دهند زیرا شفاف یا شفاف هستند و قطرات زیر میکرون / نانو آنها باعث ایجاد حس صاف و خامه ای دهان می شود. بنابراین، تولید نانو امولسیون های پایدار یک کار همه جانبه برای صنایع غذایی است، به عنوان مثال فرمولاسیون محصولات غنی شده با ویتامین یا اسیدهای چرب (به عنوان مثال ویتامین C، ویتامین E امگا 3، امگا 6، امگا 9 مشتق شده از دانه های گیاهی یا روغن ماهی) یا تولید محصولات طعم دار (به عنوان مثال با روغن های اساسی).

توزیع قطرات نانو از نانوامولسیون پراکنده التراسونیک (امولسیون روغن اسطوخودوس در آب). امولسیون تهیه شد با پروب اولتراسونیک UP400St.

نانوامولسیون های آرایشی و بهداشتی

به خصوص نانو امولسیون های آب در روغن (W/O) مزایای مختلفی را برای کپسوله کردن مواد آب دوست زیست فعال در قطرات در مقیاس نانو (در امولسیون های تک یا دوتایی) ارائه می دهند.
برای مطالعه بیشتر در مورد فرمولاسیون بدون سورفکتانت امولسیون های آرایشی با اولتراسونیک، اینجا را کلیک کنید!

پلیمریزاسیون مینی امولسیون

پلیمریزاسیون مینی امولسیون به کمک التراسونیک به فرآیندهای مختلف اعمال می شود – از کپسوله سازی ذرات معدنی گرفته تا سنتز ذرات لاتکس. استفاده از سونوگرافی قدرت به واکنش های شیمیایی مانند پلیمریزاسیون ، سنتز و غیره به عنوان سونوشیمی شناخته می شود.
برای مطالعه بیشتر اینجا را کلیک کنید آوا شیمی، سنتز التراسونیک لاتکس . بارش اولتراسونیک!

تثبیت امولسیون

اگرچه برخی از نانوامولسیون ها به دلیل اندازه و توزیع قطرات نانومقیاس شده می توانند بدون استفاده از سورفکتانت یا امولسیفایر در قفسه پایدار باشند، اما سایر نانوامولسیون ها برای دستیابی به پایداری طولانی مدت و کیفیت مطلوب محصول نیاز به استفاده از عوامل تثبیت کننده دارند. تثبیت را می توان با افزودن سورفکتانت ها (تنش ها) یا ذرات جامد که به عنوان تثبیت کننده عمل می کنند، انجام داد. امولسیون هایی که توسط ذرات جامد تثبیت می شوند، به عنوان امولسیون های پیکرینگ شناخته می شوند. لاکتوز، آلبومین، لسیتین، کیتوزان، سیکلودکسترین، مالتودکسترین، نشاسته و غیره می توانند به عنوان تثبیت کننده های کلوئیدی در امولسیون های پیکرینگ استفاده شوند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد امولسیون های پیکرینگ تولید شده توسط اولتراسونیک اینجا را کلیک کنید!
امولسیون التراسونیک را می توان برای انواع امولسیون ها انجام داد. اگر یک عامل تثبیت کننده برای یک امولسیون خاص مورد نیاز باشد، می توان آن را به راحتی در مقیاس کوچک آزمایش کرد.
لطفا توجه داشته باشید که مقدار سورفکتانت مورد نیاز با کاهش اندازه قطرات افزایش می یابد زیرا نسبت سطح به حجم (S/V) برای کره ها توسط: S/V = 3/R داده می شود. به عنوان مثال ، هرچه قطر یک ذره یا قطره کمتر باشد ، سطح آن نسبت به حجم آن بیشتر است.

تجهیزات امولسیون اولتراسونیک

تولید امولسیون های زیر میکرون و نانو پایدار به تجهیزات اولتراسونیک قدرتمند نیاز دارد. تجهیزات امولسیون اولتراسونیک Hielscher دامنه های بسیار بالایی را ارائه می دهد (تا 200μm برای مافوق صوت صنعتی، دامنه های بالاتر در صورت درخواست) برای تولید یک میدان صوتی شدید.
با این حال، برای تولید نانوامولسیون های پایدار، تجهیزات اولتراسوند قدرت به تنهایی اغلب کافی نیستند. علاوه بر قدرت اولتراسونیک کافی، کنترل دقیق پارامترهای فرآیند، و لوازم جانبی پیچیده (مانند sonotrodes، راکتورهای سلول جریان، خنک کننده) برای به دست آوردن قطرات نانو اندازه و پراکندگی همگن هر دو، فاز آبی و روغن به یکدیگر ضروری است.
Hielscher MultiPhaseCavitator: به منظور تولید امولسیون های برتر با توزیع قطرات بسیار باریک، Hielscher یک درج سلول جریان منحصر به فرد را توسعه داده است – MultiPhaseCavitator. با استفاده از این افزودنی سلول جریان ویژه، فاز دوم امولسیون به طور مداوم از طریق 48 کانول کوچک به ناحیه کاویتاسیون تزریق می شود. این فناوری امکان تولید قابل اعتماد و کارآمد، قطرات بسیار کوچک با اندازه نانو و امولسیون های بسیار پایدار را فراهم می کند.

Hielscher مافوق صوت در تامین سیستم های اولتراسونیک برتر و لوازم جانبی برای نتایج پردازش بهینه تخصص دارد. تجربه طولانی مدت ما در پردازش اولتراسونیک و همکاری نزدیک ما با مشتریان، اجرای موفقیت آمیز اولتراسونیک را در خطوط تولید تضمین می کند.
برای آزمایش های اولیه، توسعه فرآیند و بهینه سازی فرآیند، ما یک آزمایشگاه فرآیند و مرکز فنی کاملا مجهز ارائه می دهیم.
علاوه بر این، ما مشاوره عمیق، توسعه سیستم های اولتراسونیک سفارشی و خدمات فنی عمیق برای نصب، آموزش و نگهداری ارائه می دهیم.