સ્થિર નેનોઇમલ્શનોનું અલ્ટ્રાસોનિક ઉત્પાદન
- નેનોઇમલ્શનો – જે મિનિઇમલ્શનો અથવા સબમાઇક્રોન ઇમલ્શનો તરીકે પણ ઓળખાય છે – રસાયણશાસ્ત્ર, રંગો, કોટિંગ્સ, સૌંદર્યપ્રસાધનો, ઔષધો અને ખાદ્યપદાર્થોમાં વિવિધ પ્રકારના ઉપયોગો ધરાવે છે.
- અલ્ટ્રાસોનિકેટરો લાંબા ગાળા સુધી સ્થિર રહેતાં નેનોઇમલ્શનોના ઉત્પાદન માટે અત્યંત કાર્યક્ષમ અને વિશ્વસનીય તકનીક તરીકે જાણીતા છે.
નેનોઇમલ્સિફિકેશન માટે અલ્ટ્રાસોનિક્સ શા માટે
અલ્ટ્રાસોનિક નેનોઇમલ્સિફિકેશન એવી તકનીક છે જેમાં સામાન્ય રીતે 10–200 nm ની શ્રેણીમાં આવતાં સૂક્ષ્મ ટીપાંનાં સ્થિર અને એકસમાન ઇમલ્શનો બનાવવા માટે ઓછી આવૃત્તિનાં, ઉચ્ચ શક્તિવાળાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોનો ઉપયોગ થાય છે. પરંપરાગત ઇમલ્સિફિકેશન પદ્ધતિઓની સરખામણીમાં આ તકનીકના અનેક ફાયદા છે, જે તેને વિવિધ ઉપયોગોમાં શ્રેષ્ઠ બનાવે છે. આમાંના કેટલાક ફાયદા નીચે મુજબ છે:
- એકસમાન કણકદ: અલ્ટ્રાસોનિક નેનોઇમલ્સિફિકેશન નાનાં અને એકસમાન ટીપાં ઉત્પન્ન કરે છે, જે વધુ સારી સ્થિરતા અને જૈવઉપલબ્ધતા પ્રદાન કરે છે. આ ટીપાંમાં સપાટી ક્ષેત્રફળ અને ઘનફળનો ગુણોત્તર ઊંચો હોય છે, જે તેમને વિવિધ ઉપયોગોમાં વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ અને અસરકારક બનાવે છે.
- ઉચ્ચ સ્થિરતા: અલ્ટ્રાસોનિક નેનોઇમલ્શનો તેમના નાના કદ અને એકસમાનતાને કારણે ઉચ્ચ ગતિક સ્થિરતા ધરાવે છે, જે તેમને સહવિલય, ફ્લોક્યુલેશન અને અવસાદન સામે પ્રતિરોધક બનાવે છે. આ સ્થિરતા તેમને ખાદ્ય, ઔષધીય, સૌંદર્યપ્રસાધન અને રાસાયણિક ઉપયોગો માટે આદર્શ બનાવે છે.
- ઊર્જાનો ઓછો વપરાશ: સમરૂપીકરણ અથવા માઇક્રોફ્લુઇડાઇઝેશન જેવી પરંપરાગત ઇમલ્સિફિકેશન પદ્ધતિઓ કરતાં અલ્ટ્રાસોનિક નેનોઇમલ્સિફિકેશનમાં ઓછી ઊર્જા આપવાની જરૂર પડે છે, જે તેને વધુ ઊર્જાકાર્યક્ષમ અને ખર્ચની દૃષ્ટિએ વધુ કિફાયતી બનાવે છે.
- બહુવિધ ઉપયોગિતા: અલ્ટ્રાસોનિક નેનોઇમલ્સિફિકેશનનો ઉપયોગ લિપિડ્સ, જલસ્નેહી સંયોજનો અને પાણીમાં અદ્રાવ્ય પદાર્થો સહિત વિવિધ પ્રકારની સામગ્રીઓનું ઇમલ્સિફિકેશન કરવા માટે થઈ શકે છે. આ તેને વિવિધ ઉપયોગોમાં વાપરી શકાય તેવી બહુવિધ ઉપયોગિતા ધરાવતી તકનીક બનાવે છે.
પ્રક્રિયા માટે ઓછો સમય: અલ્ટ્રાસોનિક નેનોઇમલ્સિફિકેશન એક ઝડપી પ્રક્રિયા છે, જે મિનિટોમાં પૂર્ણ થઈ શકે છે અને તેથી મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે.
એકંદરે, અલ્ટ્રાસોનિક નેનોઇમલ્સિફિકેશન પરંપરાગત ઇમલ્સિફિકેશન પદ્ધતિઓની સરખામણીમાં અનેક ફાયદા પ્રદાન કરે છે, જે તેને વિવિધ ઉપયોગો માટે શ્રેષ્ઠ તકનીક બનાવે છે.
પારદર્શક નેનોઇમલ્શનની અલ્ટ્રાસોનિક તૈયારી UP400ST અલ્ટ્રાસોનિકેટરનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
નેનોઇમલ્શનોની અલ્ટ્રાસોનિક રચના
પ્રવાહી પ્રણાલીમાં ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડનાં તરંગોની ઊર્જા સંયોજિત કરવાથી અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશન થાય છે. પ્રવાહીને અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી ઉપચારિત કરવાથી બે ક્રિયાવિધિઓ થાય છે:
- ધ્વનિક્ષેત્ર એવા તરંગો ઉત્પન્ન કરે છે જે પ્રવાહીમાં પ્રસરે છે અને સૂક્ષ્મ વિક્ષુબ્ધતાઓ તથા આંતરપૃષ્ઠીય હલનચલન પેદા કરે છે. પરિણામે, સીમાવર્તી પ્રાવસ્થા અસ્થિર બને છે, જેથી વિખેરાયેલી (આંતરિક) પ્રાવસ્થા અંતે તૂટે છે અને સતત (બાહ્ય) પ્રાવસ્થામાં ટીપાં બનાવે છે.
- ઓછી આવૃત્તિનાં, ઉચ્ચ શક્તિવાળાં અલ્ટ્રાસોનિક્સના ઉપયોગથી ગુહિકાયન ઉત્પન્ન થાય છે (Kentish et al. 2008). અલ્ટ્રાસોનિક ગુહિકાયન દરમિયાન અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગનાં દબાણચક્રોને કારણે માધ્યમમાં સૂક્ષ્મ પરપોટા અથવા પોલાણો રચાય છે. આ સૂક્ષ્મ પરપોટા / પોલાણો અનેક તરંગચક્રો દરમિયાન વધે છે અને અંતે પ્રચંડ રીતે ધસી પડે છે. પરપોટાના આ અંતઃસ્ફોટથી સ્થાનિક સ્તરે અત્યંત ઊંચું કતરણ, પ્રવાહીના જેટ અને ગરમ થવાના તથા ઠંડા પડવાના અત્યંત ઊંચા દર જેવી ચરમ પરિસ્થિતિઓ સર્જાય છે. (Suslick 1999).
આ પ્રચંડ બળો વિખેરાયેલી (આંતરિક) પ્રાવસ્થાનાં પ્રાથમિક ટીપાંને તોડીને નેનોકદનાં ટીપાં બનાવે છે અને તેમને સતત (બાહ્ય) પ્રાવસ્થામાં સમાન રીતે મિશ્રિત કરે છે.
ઇમલ્સિફિકેશન પર અલ્ટ્રાસોનિક ગુહિકાયનની અસરો વિશે અહીં વધુ વાંચો!
ઔષધીય નેનોઇમલ્શનો
અલ્ટ્રાસોનિક્સ દ્વારા ઉત્પાદિત લિપિડ મિનીઇમલ્શનોનો ઉપયોગ ઔષધીય ફોર્મ્યુલેશનોમાં ઔષધીય પદાર્થોના વાહક તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, મિનીઇમલ્શનો પેરેન્ટરલ દવા વાહક તરીકે અથવા લક્ષિત પેશીઓ સુધી દવા પહોંચાડવાના સાધન તરીકે કાર્ય કરી શકે છે. અંદર સમાવિષ્ટ સક્રિય સંયોજનોની ઊંચી જૈવઉપલબ્ધતા ઉપરાંત, મિનીઇમલ્શનોના ફાયદાઓમાં તેમની ઊંચી જૈવસુસંગતતા, જૈવવિઘટનક્ષમતા, સ્થિરતા અને મોટા પાયે ઉત્પાદનની સરળતાનો સમાવેશ થાય છે. તેમના સંરચનાત્મક ગુણધર્મોને કારણે, તેઓ જલવિરાગી તેમજ ઉભયસ્નેહી અણુઓને સમાવી શકે છે. અલ્ટ્રાસોનિક રીતે તૈયાર કરાયેલા નેનોઇમલ્શનોમાં ટોકોફેરોલ્સ, વિટામિન્સ, કર્ક્યુમિન અને અન્ય ઘણા ઔષધીય પદાર્થો સમાવિષ્ટ કરવામાં આવ્યા છે.
Hielscher ની અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમો દવા સમાવિષ્ટ નેનોઇમલ્શનો તૈયાર કરવા માટે વિશ્વસનીય ઇમલ્શનકારકો છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશન માટે, Hielscher ઇમલ્સિફિકેશન પ્રક્રિયાને શ્રેષ્ઠ બનાવવા વિવિધ સહાયક ઉપકરણો પ્રદાન કરે છે. Hielschers MultiPhaseCavitator અલ્ટ્રાસોનિક ફ્લો સેલ માટેનું એક અનન્ય વધારાનું ઉપકરણ છે, જેમાં બીજી પ્રાવસ્થાને અત્યંત સાંકડી ધારા તરીકે સીધી ઇમલ્સિફિકેશનના અલ્ટ્રાસોનિક હોટ સ્પોટ વિસ્તારમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે.
અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP400ST નો ઉપયોગ વધેલી જૈવઉપલબ્ધતા ધરાવતાં ઔષધીય નેનોસસ્પેન્શનોના ફોર્મ્યુલેશન માટે થાય છે.
ખાદ્ય ઉપયોગ માટે યોગ્ય નેનોઇમલ્શનો
નેનોઇમલ્શનો ખાદ્ય ઉત્પાદનોના ફોર્મ્યુલેશન માટે વિવિધ લાભો પ્રદાન કરે છે. નેનોઇમલ્શનો ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે થતા વિભાજન, ફ્લોક્યુલેશન અને ટીપાંના વિલય સામે સારી સ્થિરતા દર્શાવે છે તથા તેમના ટીપાંના નાના કદ અને મોટા સપાટી ક્ષેત્રફળને કારણે કાર્યાત્મક ઘટકોનું નિયંત્રિત મુક્તિકરણ અને/અથવા શોષણ પ્રદાન કરે છે. વધુમાં, તેઓ સક્રિય સંયોજનોની ઊંચી જૈવઉપલબ્ધતા પ્રદાન કરે છે, જે પોષક તત્ત્વો અને સક્રિય પદાર્થોને પહોંચાડવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. આ ઉપરાંત, તેઓ પારદર્શક અથવા દેખાવમાં અર્ધપારદર્શક હોવાથી અને તેમના સબમાઇક્રોન / નેનો કદના ટીપાં મોંમાં મુલાયમ અને ક્રીમી અનુભવ કરાવતા હોવાથી, તેઓ ફોર્મ્યુલેશન માટે સારા ગુણધર્મો પ્રદાન કરે છે. તેથી, સ્થિર નેનોઇમલ્શનોનું ઉત્પાદન ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં સર્વત્ર જોવા મળતું કાર્ય છે, ઉદાહરણ તરીકે વિટામિન અથવા ફેટી એસિડથી સમૃદ્ધ બનાવેલાં ઉત્પાદનોનું ફોર્મ્યુલેશન કરવા માટે (જેમ કે વિટામિન C, વિટામિન E, વનસ્પતિનાં બીજ અથવા માછલીના તેલમાંથી મેળવેલા omega-3, omega-6, omega-9) અથવા સ્વાદયુક્ત ઉત્પાદનો બનાવવા માટે (જેમ કે આવશ્યક તેલ સાથે).
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે વિખેરાયેલા નેનોઇમલ્શનના નેનો કદના ટીપાંનું વિતરણ (પાણીમાં લવંડર તેલનું ઇમલ્શન). આ ઇમલ્શન અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ UP400St વડે તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું.
સૌંદર્યપ્રસાધન માટેનાં નેનોઇમલ્શનો
ખાસ કરીને તેલમાં પાણીનાં (W/O) નેનોઇમલ્શનો જૈવસક્રિય જલસ્નેહી પદાર્થને નેનોસ્તરના ટીપાંમાં સમાવિષ્ટ કરવા માટે વિવિધ લાભો પ્રદાન કરે છે (એકલ અથવા દ્વિ ઇમલ્શનોમાં).
અલ્ટ્રાસોનિક્સ વડે સૌંદર્યપ્રસાધનનાં ઇમલ્શનોના પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થ વિનાના ફોર્મ્યુલેશન વિશે વધુ વાંચવા માટે અહીં ક્લિક કરો!
મિનીઇમલ્શન પોલિમરાઇઝેશન
અલ્ટ્રાસોનિક સહાયિત મિનીઇમલ્શન પોલિમરાઇઝેશનનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રક્રિયાઓમાં થાય છે – અકાર્બનિક કણોને આવરણમાં સમાવિષ્ટ કરવાથી લઈને લેટેક્સના કણોના સંશ્લેષણ સુધી. પોલિમરાઇઝેશન, સંશ્લેષણ વગેરે જેવી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગને સોનોકેમિસ્ટ્રી કહેવામાં આવે છે.
નીચેના વિષયો વિશે વધુ વાંચવા માટે અહીં ક્લિક કરો: સોનોકેમિસ્ટ્રી, લેટેક્સનું અલ્ટ્રાસોનિક સંશ્લેષણ અને અલ્ટ્રાસોનિક અવક્ષેપણ!
ઇમલ્શનનું સ્થિરીકરણ
નેનોસ્તરના ટીપાંના કદ અને વિતરણને કારણે કેટલાક નેનોઇમલ્શનો કોઈપણ પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો અથવા ઇમલ્શનકારકોના ઉપયોગ વિના સંગ્રહ દરમિયાન સ્થિર રહી શકે છે, જ્યારે અન્ય નેનોઇમલ્શનોમાં લાંબા ગાળાની સ્થિરતા અને શ્રેષ્ઠ ઉત્પાદન ગુણવત્તા મેળવવા માટે સ્થિરીકરણકારી પદાર્થોનો ઉપયોગ જરૂરી છે. પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો (ટેન્સિડ્સ) અથવા સ્થિરીકારકો તરીકે કાર્ય કરતા ઘન કણો ઉમેરીને સ્થિરીકરણ કરી શકાય છે. ઘન કણો દ્વારા સ્થિર કરાયેલાં ઇમલ્શનોને પિકરિંગ ઇમલ્શનો કહેવામાં આવે છે. લેક્ટોઝ, આલ્બ્યુમિન, લેસિથિન, કાઇટોસાન, સાયક્લોડેક્સ્ટ્રિન, માલ્ટોડેક્સ્ટ્રિન, સ્ટાર્ચ વગેરેનો ઉપયોગ પિકરિંગ ઇમલ્શનોમાં કોલોઇડલ સ્થિરીકારકો તરીકે કરી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક રીતે ઉત્પન્ન કરાયેલાં પિકરિંગ ઇમલ્શનો વિશે વધુ જાણવા માટે અહીં ક્લિક કરો!
તમામ પ્રકારનાં ઇમલ્શનો માટે અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશન કરી શકાય છે. કોઈ ચોક્કસ ઇમલ્શન માટે સ્થિરીકરણ કરનાર પદાર્થ જરૂરી છે કે નહીં તે નાના પાયે સરળતાથી ચકાસી શકાય છે.
કૃપા કરીને નોંધો કે બિંદુનું કદ ઘટવાની સાથે જરૂરી પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થનું પ્રમાણ વધે છે, કારણ કે ગોળાઓ માટે સપાટીના ક્ષેત્રફળ અને ઘનફળનો ગુણોત્તર (S/V) આ રીતે આપવામાં આવે છે: S/V = 3/R. ઉદાહરણ તરીકે, કણ અથવા બિંદુનો વ્યાસ જેટલો નાનો હોય, તેના ઘનફળની સરખામણીએ તેની સપાટીનું ક્ષેત્રફળ તેટલું વધારે હોય છે.
અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશનનાં ઉપકરણો
સ્થિર સબમાઇક્રોન અને નેનોઇમલ્શનોના ઉત્પાદન માટે શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો જરૂરી છે. તીવ્ર ધ્વનિક ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરવા માટે Hielscher નાં અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્સિફિકેશન ઉપકરણો ખૂબ ઊંચા કંપનવિસ્તાર પૂરા પાડે છે (ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિકેટરો માટે 200µm સુધી, વિનંતી પર વધુ ઊંચા કંપનવિસ્તાર ઉપલબ્ધ છે).
જોકે, સ્થિર નેનોઇમલ્શનોના ઉત્પાદન માટે ઘણી વાર માત્ર ઉચ્ચ શક્તિનાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપકરણો પૂરતાં હોતાં નથી. નેનો કદનાં બિંદુઓ મેળવવા અને જલીય તથા તેલ પ્રાવસ્થાઓનું એકબીજામાં સમાંગ વિક્ષેપણ મેળવવા માટે પૂરતી અલ્ટ્રાસોનિક શક્તિ ઉપરાંત પ્રક્રિયાનાં પરિમાણોનું ચોક્કસ નિયંત્રણ અને અત્યાધુનિક સહાયક સાધનો (જેમ કે સોનોટ્રોડ્સ, ફ્લો સેલ રિએક્ટરો, શીતલન) જરૂરી છે.
Hielscher MultiPhaseCavitator: બિંદુઓના કદનું અત્યંત સાંકડું વિતરણ ધરાવતાં શ્રેષ્ઠ ઇમલ્શનો ઉત્પન્ન કરવા માટે Hielscher એ એક અનન્ય ફ્લો સેલ ઇન્સર્ટ – MultiPhaseCavitator – વિકસાવ્યું છે. ફ્લો સેલમાં ઉમેરાતા આ વિશિષ્ટ સાધન વડે ઇમલ્શનની બીજી પ્રાવસ્થાને 48 નાની કેન્યુલાઓ મારફતે કેવિટેશન વિસ્તારમાં સતત ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે. આ તકનીક અત્યંત નાનાં નેનો કદનાં બિંદુઓ અને અત્યંત સ્થિર ઇમલ્શનોનું વિશ્વસનીય અને અસરકારક ઉત્પાદન શક્ય બનાવે છે.
પ્રક્રિયાકરણનાં શ્રેષ્ઠ પરિણામો માટે શ્રેષ્ઠ અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમો અને સહાયક સાધનો પૂરાં પાડવામાં Hielscher Ultrasonics વિશેષતા ધરાવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાકરણમાં અમારો લાંબા ગાળાનો અનુભવ અને અમારા ગ્રાહકો સાથેનો અમારો ગાઢ સહયોગ ઉત્પાદન લાઇનોમાં અલ્ટ્રાસોનિક્સનો સફળ અમલ સુનિશ્ચિત કરે છે.
પ્રારંભિક પરીક્ષણો, પ્રક્રિયા વિકાસ અને પ્રક્રિયાના શ્રેષ્ઠીકરણ માટે અમે સંપૂર્ણ સજ્જ પ્રક્રિયા પ્રયોગશાળા અને તકનીકી કેન્દ્ર પૂરાં પાડીએ છીએ.
વધુમાં, અમે વિસ્તૃત પરામર્શ, જરૂરિયાત અનુસારની અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમોનો વિકાસ અને સ્થાપન, તાલીમ તથા જાળવણી માટે વ્યાપક તકનીકી સેવા પૂરી પાડીએ છીએ.
| બેચનું ઘનફળ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 0.5 થી 1.5mL | n.a. | VialTweeter | 1 થી 500mL | 10 થી 200mL/min | UP100H |
| 10 થી 2000mL | 20 થી 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 થી 100L | 2 થી 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 થી 150L | 3 થી 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | વધુ | સમૂહમાં જોડાયેલાં UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
જાણવા યોગ્ય તથ્યો
ઇમલ્શનો, બિંદુનું કદ અને પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો
ઇમલ્શનોને બે પરસ્પર અમિશ્રણીય પ્રવાહીઓ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે: એક પ્રવાહી – જેને વિક્ષેપિત અથવા આંતરિક પ્રાવસ્થા કહેવામાં આવે છે – બીજા પ્રવાહીમાં ગોળાકાર બિંદુઓ તરીકે વિક્ષેપિત હોય છે; આ બીજા પ્રવાહીને સતત અથવા બાહ્ય પ્રાવસ્થા કહેવામાં આવે છે. ઇમલ્શન બનાવવા માટે વપરાતાં સૌથી મુખ્ય પ્રવાહીઓ તેલ અને પાણી છે. જ્યારે તેલ પ્રાવસ્થા પાણી/જલીય પ્રાવસ્થામાં વિક્ષેપિત હોય છે, ત્યારે તે તંત્ર પાણીમાં તેલનું ઇમલ્શન હોય છે, જ્યારે પાણી/જલીય પ્રાવસ્થા તેલ પ્રાવસ્થામાં વિક્ષેપિત હોય છે, ત્યારે તે તેલમાં પાણીનું ઇમલ્શન હોય છે. ઇમલ્શનોને તેમના કણોના કદ અને ઉષ્માગતિશાસ્ત્રીય સ્થિરતાના આધારે મેક્રોઇમલ્શનો, માઇક્રોઇમલ્શનો અને નેનોઇમલ્શનો તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.
નેનોઇમલ્શનો
નેનોઇમલ્શન્સ નેનોકણોના વિક્ષેપણો છે, જે નેનોકદનાં બિંદુઓથી બનેલાં હોય છે. ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડનાં ઉચ્ચ કર્તન બળો બિંદુઓને તોડી નાખે છે, જેથી તેમનો વ્યાસ ઘટીને સબમાઇક્રોન અને નેનો સ્તરનો થાય છે. સામાન્ય રીતે, બિંદુઓનું નાનું કદ ઇમલ્શનની વધુ સ્થિરતા તરફ દોરી જાય છે. નેનોઇમલ્શન્સને O/W (પાણીમાં તેલ), W/O (તેલમાં પાણી) અથવા W/O/W અને O/W/O જેવાં બહુવિધ/દ્વિ ઇમલ્શન્સ તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. સંઘનતા અને બિંદુઓના કદના આધારે નેનોઇમલ્શન્સ પારદર્શક અથવા અર્ધપારદર્શક પણ હોય છે (દૃશ્ય વર્ણપટમાં). નેનોઇમલ્શન્સને સામાન્ય રીતે 20 અને 200nm વચ્ચેના બિંદુકદ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. બિંદુઓનું કદ ઘટવાની સાથે ઇમલ્શનની બિંદુઓના સહવિલયની વૃત્તિ ઘટે છે (ઓસ્ટવાલ્ડ પરિપક્વતા ઘટે છે).
નેનોસામગ્રીઓ અને નેનોઇમલ્શન્સ એવા ભૌતિક ગુણધર્મો ધરાવે છે, જે માઇક્રોઇમલ્શન્સથી અલગ હોય છે. નેનોકદના કણો કાં તો સંપૂર્ણપણે અલગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે અથવા તેમના લાક્ષણિક ગુણધર્મો અત્યંત તીવ્ર સ્વરૂપે વ્યક્ત થાય છે. નેનોઇમલ્શન્સનો દૃશ્ય દેખાવ માઇક્રોનકદનાં ઇમલ્શન્સથી અલગ હોય છે, કારણ કે તેમના બિંદુઓ દૃશ્ય વર્ણપટની પ્રકાશીય તરંગલંબાઈઓ સાથે આંતરક્રિયા કરવા માટે ખૂબ જ નાનાં હોય છે. તેથી નેનોઇમલ્શન્સમાં પ્રકાશનું પ્રકીર્ણન ખૂબ ઓછું થાય છે અને તે પારદર્શક અથવા પ્રકાશીય રીતે અર્ધપારદર્શક દેખાય છે.
ઇમલ્શનના બિંદુઓનું કદ તેલ પ્રાવસ્થાની સંરચના, સતત અને વિક્ષેપિત બંને પ્રાવસ્થાઓના આંતરપૃષ્ઠીય ગુણધર્મો અને શ્યાનતા, ઇમલ્શનકારક/પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થના પ્રકાર, ઇમલ્સિફિકેશન દરમિયાનના કર્તન દર, તેમજ પાણીમાં તેલ પ્રાવસ્થાની દ્રાવ્યતાથી પ્રભાવિત થાય છે.
નેનોઇમલ્શન્સનો ઔષધ વિતરણ, ખાદ્યપદાર્થો અને પીણાં, સૌંદર્યપ્રસાધનો, ઔષધ નિર્માણ તથા પદાર્થ વિજ્ઞાન અને સંશ્લેષણ જેવા વિવિધ ઉપયોગોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો
સ્થિર ઇમલ્શન / નેનોઇમલ્શન તૈયાર કરવા માટે ઇમલ્શનકારકો એક આવશ્યક પરિબળ છે. ઇમલ્શનકારકો પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો છે, જે બિંદુની આસપાસ રક્ષણાત્મક સ્તર બનાવે છે અને આંતરપૃષ્ઠીય તાણ ઘટાડે છે, જેથી ઓસ્ટવાલ્ડ પરિપક્વતા, બિંદુઓનો સહવિલય અને ક્રીમિંગ અટકે છે.
પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થોના પ્રકારો:
- નાના અણુવાળા પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો: Tween અને Span જેવા બિનઆયનિક ઇમલ્શનકારકો મૌખિક, પેરેંટરલ અને ત્વચીય માર્ગે આપવામાં આવે ત્યારે ઓછી વિષાક્તતા અને ઓછી બળતરા દર્શાવે છે, તેથી આયનિક ઇમલ્શનકારકો કરતાં તેમને પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે. ખાદ્ય, ઔષધ અને સૌંદર્યપ્રસાધન ઉદ્યોગમાં ઇમલ્શન ફોર્મ્યુલેશન્સ માટે Tween અને Span પસંદગીના સ્થિરીકારકો છે.
Tweens: Tween 20/60/80 પોલિસોર્બેટ 20/60/80 (PEG-20 નિર્જલીકૃત સોર્બિયરાઇટ મોનોલોરેટ, PEG-20 નિર્જલીકૃત સોર્બિયરાઇટ મોનોસ્ટિઅરેટ, પોલિઓક્સિઇથિલીન સોર્બિટાન મોનોઓલિએટ) તરીકે ઓળખાય છે. તે સોર્બિટોલમાંથી મેળવેલા બિનઆયનિક પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો / ઇમલ્શનકારકો છે. તે પાણી, ઇથેનોલ, મિથેનોલ અથવા ઇથિલ એસિટેટમાં સરળતાથી ઓગળે છે, પરંતુ ખનિજ તેલમાં માત્ર થોડા પ્રમાણમાં જ ઓગળે છે.
Spans: Span20/40/60/80 સોર્બિટાન ફેટી એસિડ એસ્ટર્સ / સોર્બિટાન એસ્ટર્સ છે, જે ઇમલ્સિફિકેશન, વિક્ષેપણ અને ભીનાશ પ્રદાન કરવાના ગુણધર્મો ધરાવતા બિનઆયનિક પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો છે. Span પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થો સોર્બિટોલના નિર્જલીકરણ દ્વારા ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. - ફોસ્ફોલિપિડ્સ: ઇંડાની જરદી, સોયા અથવા દૂધમાંથી મેળવેલું લેસિથિન
- ઉભયરાગી પ્રોટીન્સ: વ્હે પ્રોટીન આઇસોલેટ, કેસિનેટ
- ઉભયરાગી પોલિસેકેરાઇડ્સ: ગમ અરેબિક, સંશોધિત સ્ટાર્ચ
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- 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.
- Pratap-Singh, A.; Guo, Y.; Lara Ochoa, S.; Fathordoobady, F.; Singh, A. (2021): Optimal ultrasonication process time remains constant for a specific nanoemulsion size reduction system. Scientific Report 11; 2021.
- Kentish, S.; Wooster, T.; Ashokkumar, M.; Simons, L. (2008): The use of ultrasonics for nanoemulsion preparation. Innovative Food Science & Emerging Technologies 9(2):170-175.
- Suslick, K.S. (1999): Application of Ultrasound to Materials Chemistry. Annu. Rev. Mater. Sci. 1999. 29: 295–326.
Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સ પ્રયોગશાળાના કદથી લઈને ઔદ્યોગિક કદ સુધી બનાવે છે.