Ultraääniemulgointiaineet
Emulsio on kahden sekoittumattoman nesteen kaksivaiheinen järjestelmä, jossa yksi faasi, niin sanottu sisäinen tai dispergoitu faasi, jakautuu pieninä pisaroina toiseen, niin sanottuun ulkoiseen tai jatkuvaan faasiin. Emulsion valmistamiseksi tarvitaan yleensä energiaa kaksivaiheiseen järjestelmään. Ultraäänileikkausvoimat ovat osoittautuneet erittäin tehokkaiksi tuottamaan pitkäaikaisia stabiileja emulsioita nanokokoisilla pisaroilla ja korkealaatuisia.
Ultraäänellä parannettu emulsion stabiilisuus
Akustisen kavitaation aiheuttaman ultraäänen fysikaaliset vaikutukset johtavat öljy- ja vesipisaroiden hajoamiseen ja helpottavat siten stabiilien O/W- ja W/O-emulsioiden muodostumista, joilla on hyvin pieni pisarakoko mikroni- ja nanokoossa. Hyvin pienen pisarakoon ja sen suuren pinta-alan vuoksi nanoemulsiot tarjoavat poikkeuksellisen korkeita bioaktiivisia ominaisuuksia, mikä on tärkeää elintarvikkeille ja lisäravinteille, lääkkeille ja kosmeettiselle tuotannolle. Pienen pisarakoon vuoksi bioaktiivinen yhdiste voi tunkeutua soluihin nopeasti. Myös materiaalitieteessä ja teollisuudessa nanoemulsiot ovat tärkeitä korkean suorituskyvyn pinnoitteiden, maalien, polymeerien ja muiden komposiittien valmistuksessa. Ultraäänellä valmistetut nanoemulsiot ovat yleensä huomattavasti vakaampia kuin makroemulsiot eivätkä osoita sedimentaatiota, yhteensulautumista tai flokkulaatiota.
- Nano- ja miniemulsiot
- Erittäin tehokas
- Erä tai jatkuva
- Matalasta viskoosiin nesteisiin
- toistettavuus? toistettavuus
- Luotettava tekniikka
- Helppo ja turvallinen käyttää
UP400St – 400W ultraäänilaite öljy-vedessä (O? W) nanoemulsioille
Erittäin tehokas ultraääniemulgointi
Zungur et al. (2015) compared ultrasonic homogenization with classic high-shear homogenization for the preparation of water-olive oil emulsions. For the emulsions WPI and maltodextrin were used as encapsulation agents and Tween20 was used as stabilizer. “The creaming index values of emulsions prepared with classic and ultrasonic homogenization techniques, changed between 20.77 and 86.26 % and 15.63 to 91.55 %, respectively. In general terms, the results showed that the emulsions prepared with ultrasonic emulsification are more stable than those prepared with the classic homogenization method.”
Mikroskopiakuvat (100-kertaisella suurennuksella), jotka sisältävät 40 % (wb) kuiva-ainetta ja 9 % (wb) öljyemulsioita, jotka on valmistettu klassisella homogenointimenetelmällä (a) WPI:llä, (b) MD:llä, (c) WPI-MD-seoksella (1:1); ja valmistettu ultraäänihomogenisointimenetelmällä (d) WPI (e) MD (f) WPI-MD-seoksella (1: 1). Ultraääniemulgointi johtaa huomattavasti pienempiin pisaroihin ja parempaan emulsion stabiilisuuteen.
Taha et al. (2020) conclude in their review paper that High-Intensity Ultrasonics (HIU) “could be used to improve the emulsifying properties of food emulsifiers such as proteins and polysaccharides and enhance the stability of their emulsions. Protein-polysaccharide complex stabilized emulsions produced by HIU showed better stability against environmental stresses than the emulsions stabilized by individual components. Moreover, several studies showed that HIU homogenizers were more energy efficient than high pressure homogenizers and microfluidizers.” (Taha et al., 2020)
- Keskimääräinen pisarakoko (emulgointitekniikan vaikutuksesta)
- Pisaroiden kokojakauma (emulgointitekniikan vaikutuksesta)
- Sisäisen faasin viskositeetti
- Jatkuvan faasin viskositeetti
- pinta-aktiivinen aine
- Öljyfaasin pitoisuus
- Jatkuvan faasin pH
- Emulsion optiset ominaisuudet
Ultraääni-nanoemulgointia käytetään korkean suorituskyvyn emulsioiden tuottamiseen korkean suorituskyvyn materiaaleille, maaleille, pinnoitteille, elintarvikkeille, lääkkeille ja kosmetiikalle.
Vesi-oliiviöljyemulsioiden pisarakokojakauma, joka on valmistettu a) klassisella homogenointimenetelmällä b) ultraäänihomogenoinnilla (käyttäen UP400S) menetelmä, jossa käytetään MD:tä, WPI:tä ja niiden seosta, jossa on 40 % kuiva-ainetta ja 9 % öljyä (w/w). Ultraääniemulgointi johtaa huomattavasti pienempiin pisaroihin, vähemmän kermavaahtoa ja parempaan emulsion kokonaisstabiilisuuteen.
Öljy-vedessä (O? W) emulsion ultraäänivalmistus (punainen vesi? keltainen öljy). Muutaman sekunnin sonikaatio muuttaa veden ja öljyn kaksi vaihetta hienoksi emulsioksi.
Korkean suorituskyvyn ultraääniemulgointiaineet
Hielscher Ultrasonics toimittaa suuritehoisia, matalataajuisia ultraääniemulgointiaineita missä tahansa mittakaavassa tutkimukseen, prosessin kehittämiseen, R&D ja erittäin suurten volyymivirtojen teollinen tuotanto. Laaja valikoimamme tarjoaa ihanteellisen ultraääniprosessorin missä tahansa koossa ja kaikille toimialoille.
Hielscher Ultrasonics’ Teolliset ultraääniprosessorit voivat tuottaa erittäin suuria amplitudit. Jopa 200 μm: n amplitudit voidaan helposti ajaa jatkuvasti 24/7/365-toiminnassa. Vielä suuremmille amplitudille on saatavana räätälöityjä ultraäänisonotrodeja. Kaikkia prosessiparametreja voidaan ohjata ja valvoa tarkasti älykkäiden ohjelmistojen avulla.
- mille tahansa tilavuudelle? tuotantokapasiteetille
- Kaikille toimialoille
- tehokas ja prosessia tehostava
- erä- ja inline-käsittelyyn
- Monipuolinen käyttökelpoinen
- energiatehokas
- Helppo ja turvallinen käyttää
- Toistettavat tulokset
- Lineaarinen skaalautuva
- luotettava
- kestävä, vähän huoltoa vaativa
- helppo asentaa tai jälkiasentaa
- Nopea sijoitetun pääoman tuotto
Ultraäänireaktori, jossa on Monivaiheinen kavitaattori parantaa nanoemulgointia
Monivaiheinen kavitaattori – Ultraääni-injektiojärjestelmä stabiileille emulsioille
Monivaiheinen kavitaattori – MPC48insertti – on ainutlaatuinen insertti Hielscherin virtauskennoreaktoreille. MultiPhaseCavitatorin suunnittelussa on 48 hienoa kanyyliä, jotka ruiskuttavat emulsion toisen vaiheen suoraan kavitaatiopisteeseen. Kavitaatiovyöhykkeellä injektoidun toisen vaiheen hienot säikeet leikataan 20 kHz: n ultraäänitaajuusaalloilla. Tämä tarkoittaa, että ruiskutettu neste leikataan 20 000 tärinäiskulla sekunnissa, mikä tuottaa poikkeuksellisen pieniä pisaroita nanoalueella. Ultraäänileikkaus, iskuaallot ja turbulenssit emulgoivat näitä pieniä pisaroita jatkuvassa vaiheessa ja tuottavat erinomaisen nanoemulsion, jolla on korkea stabiilisuus.
Haluatko ostaa ultraääniemulgointiaineen?
Ota meihin yhteyttä täyttämällä alla oleva yhteydenottolomake, lähettämällä meille sähköpostiatai Soita meille!
Kokenut tiimimme keskustelee mielellään emulsiosovelluksestasi kanssasi ja suosittelee sinulle sopivinta ultraääniemulgointijärjestelmää!
- tarkasti hallittavat parametrit
- korkeat amplitudit
- energiatehokkuus
- Erä ja inline
- lineaarinen skaalautuva mihin tahansa kokoon
- Älykäs ohjelmisto, jossa on ohjelmoitavat sonikaatioasetukset
- 24/2/365 toiminta
- Jykevä
- Sonotrodit ja tarvikkeet saatavilla
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erän tilavuus | Virtausnopeus | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10 - 200 ml? min | UP100H |
| 10 - 2000ml | 20–400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2–4 l/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 - 10L? min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10-100L? min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | klusteri UIP16000 |
Ota yhteyttä!? Kysy meiltä!
Kirjallisuus? Viitteet
- Zungur Bastıoğlu, Aslı; Koç, Mehmet; Kaymak-Ertekin, Figen (2015): Physical Properties of Olive Oil in Water Model Emulsion: Effect of Aqueous and Oil Phase Concentration and Homogenization Types. Akademik gıda 13, 2015. 22-34.
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Mikä on emulsio? – Termin määritelmä “emulsio”
Emulsio on nestejärjestelmä, joka koostuu vähintään kahdesta sekoittumattomasta nesteestä, joissa yksi nesteistä dispergoituu toiseen pieninä pisaroina. Pienten, jakautuneiden pisaroiden faasia kutsutaan dispergoiduksi tai sisäiseksi faasiksi, kun taas toista faasia kutsutaan jatkuvaksi tai ulkoiseksi faasiksi. Emulsioita on kahta päätyyppiä, jotka erotetaan: öljy-vedessä (O? W) ja vesi-öljyssä (W? O) emulsiot. Öljy vedessä (O? W) -emulsiossa sisäinen faasi on öljy tai öljy sekoittuva neste ja ulkoinen faasi on vesi tai veteen sekoittuva neste. Vesi-öljyssä (W/O) emulsiossa sisäinen faasi on vesimäinen neste, kun taas ulkoinen faasi on öljymäinen neste.
Useimmat emulsiot vaativat emulgointiainetta, joka tunnetaan stabilointiaineena tai pinta-aktiivisena aineena. Pisaroiden koolla on myös ratkaiseva rooli emulsion stabiilisuuden kannalta. Mitä pienempi pisaran koko, sitä vakaampi emulsio on.
High performance ultrasonics! Hielscher’s product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.