אמולסיה של הידרוגנציה

מגוון רחב של מוצרי ביניים ומוצרי צריכה, כגון קוסמטיקה ותחליבי עור, משחות תרופות, לכות, צבעים וחומרי סיכה ודלקים מבוססים במלואם או בחלקם על תחליבים. Hielscher מייצרת את המעבדים הנוזליים האולטרה-סוניים התעשייתיים הגדולים בעולם לתחליב יעיל של זרמי נפח גדולים במפעלי ייצור.

Ultrasonic תחליב

במעבדה, כוח התחליב של אולטרסאונד ידוע ומיושם במשך זמן רב בשל יתרונות שונים הקשורים הומוגניזציה קולית ותחליב. תחליב קולי אמין מבוסס על שימוש של בדיקות קוליות, מה שנקרא sonotrodes. באמצעות הבדיקה הקולית, אולטרסאונד בעוצמה גבוהה מצומד לנוזלים ויוצר קוויטציה אקוסטית. קוויטציה על-קולית או אקוסטית מייצרת כוחות גזירה גבוהים, המספקים את האנרגיה הנדרשת כדי לשבש טיפות גדולות עד לטיפות בגודל ננו. לפיכך, שתי פאזות נוזליות או יותר מעורבבות לתוך תת-מיקרון או ננו-אמולסיה אחידה.
שימוש בתאי זרימה על-קוליים מאפשר הרחבה ליניארית לייצור תעשייתי של ננו-תחליבים המעבדים זרמים בנפח גדול בזרימה רציפה.
MultiPhaseCavitator: הכנס הייחודי של תא זרימה Hielscher MPC48 הוא אביזר רב עוצמה התואם לכורי תאי זרימה קוליים של Hielscher. באמצעות האינסרט MPC48, הפאזה המפוזרת מוזרקת דרך 48 צינוריות כגדילים נוזליים דקים לאזור החם העל-קולי, שם הפאזה המפוזרת והפאזה הרציפה מעורבבות כטיפות זעירות לננו-תחליב. קרא עוד על תא זרימה קולי להוסיף MPC48!

בקשת מידע





אולטראסוניקטורים הם אמינים ויעילים בייצור תחליבים תת-מיקרוניים וננו-ממדים.

אולטראסוניקטורים הם אמינים ויעילים בייצור תחליבים תת-מיקרוניים וננו-ממדים.

היתרונות של תחליב קולי

תחליב קולי באמצעות אולטרסוניקטור מסוג בדיקה מציע מספר יתרונות על פני טכניקות תחליב אחרות:

  1. יציבות תחליב משופרת: תחליב על-קולי יוצר גודל טיפות קטן יותר ופיזור טיפות אחיד יותר, וכתוצאה מכך יציבות תחליב משופרת וחיי מדף ארוכים יותר. ניתן לייצר טיפות בגודל תת-מיקרוני וננומטרי באופן אמין באמצעות אולטרסאונד חשמלי.
  2. יעילות אנרגטית: תחליב קולי דורש פחות אנרגיה משיטות תחליב אחרות, מה שהופך אותו לתהליך חסכוני יותר באנרגיה.
  3. מדרגיות: תחליב קולי יכול להיות מוגדל בקלות למעלה או למטה בהתאם לנפח הנדרש, מה שהופך אותו תהליך רב-תכליתי עבור יישומים מעבדתיים ותעשייתיים כאחד.
  4. חיסכון בזמן: תחליב קולי יכול להיות תהליך מהיר מאוד, עם תחליבים הנוצרים תוך שניות עד דקות, בהתאם לנוזלים, נפח וציוד.
  5. צורך מופחת בחומרים פעילי שטח: תחליב קולי יכול להפחית את הצורך בחומרים פעילי שטח, אשר נדרשים לעתים קרובות כדי לייצב תחליבים. עם זאת, עם גודל טיפה מופחת, שטח הפנים של החלקיק גדל ושטח גדול יותר חייב להיות מכוסה על ידי פעילי שטח. אולטרה סאונד תואם כמעט לכל סוג של פעילי שטח כולל מתחלבים חלופיים וחדשניים.
  6. ייצור חום מינימלי וניתן לשליטה: תחליב קולי הוא תהליך לא תרמי וייצור חום במהלך העיבוד ניתן להימנע או מופחת במידה מועטה. ובכך, הסיכון של השפלה תרמית של תרכובות רגישות או מרכיבים מצטמצם.

היתרונות של תחליב קולי באמצעות אולטרסאונד מסוג בדיקה הופכים אותו לבחירה מצוינת עבור תחליב במגוון תחומים, כולל מזון ומשקאות, תרופות, קוסמטיקה, כימיקלים עדינים ודלקים.
קרא עוד על תחליב מיונז קולי!
קרא עוד על הייצור של תחליבים שעווה פרפין באמצעות סוניקציה!
קרא עוד על אמולסיות מים בדיזל המיוצרות באמצעות אולטרסאונד!

Ultrasonic emulsification with Hielscher's UP200Ht and sonotrode S26d14

הכנה אולטראסוניות של אמולסיה שמן במים (O / W) (מים אדומים / שמן צהוב). כמה שניות של sonication להפוך את שלבי מים / שמן נפרדים לתעלוב בסדר.

 
 
הסרטון שלהלן מציג את תהליך התחליב של שמן (צהוב) לתוך מים (אדום) באמצעות אולטראסוניקטור במעבדה UP400S.

וידאו זה מדגים ultrasonicator UP400S Hielscher הכנת אמולסיה בגודל ננו-in-מים תחליב.

אמולסיה של שמן במים באמצעות UP400S

תמונה ממוזערת של וידאו

 

Ultrasonication היא טכניקה יעילה של אמולסיה וננו-אמולסיה.מהו אמולסיה?
תחליבים הם dispersions של שני נוזלים או יותר undiscible. אולטראסאונד אינטנסיבי מאוד מספק את הכוח הדרוש כדי לפזר שלב נוזלי (שלב מפוזרים) בטיפות קטנות בשלב השני (שלב מתמשך). באזור פיזור, בועות cumitation שיגור לגרום גלי הלם אינטנסיבי בנוזל המקיף וכתוצאה מכך היווצרות של סילון נוזלי של מהירות נוזלית גבוהה.
בסרטון קצר זה, אנו מדגימים לכם את התחליב האולטרסוני המהיר של פתיתי שעוות פרפין במים. אולטרסאונד אינטנסיבי וקוויטציה אקוסטית מפזרים את הפרפין כטיפות זעירות בשלב המים.

תחליב פרפין אולטראסוני - בדיקה אולטראסונית UP400St

תמונה ממוזערת של וידאו

 

Miniemulsions, אשר יכול להיווצר ביעילות על ידי אולטראסוניקציה, לשפר את תגובות פילמור.

מיניאמולסיות, אשר ניתן ליצור ביעילות על ידי אולטראסוניקציה, לשפר את התגובות הכימיות. פילמור מקרואמולסיה (a) לעומת פילמור מיניאמולסיה (b) [Schork et al. 2005: 136]

ננו-אמולסיות – יישום כוח עבור אולטראסוניקאטורים

ננו-אמולסיות הן אמולסיות עם טיפות שגודלן בדרך כלל פחות מ-100 ננומטר. ננו-אמולסיות מציעות מספר יתרונות על פני אמולסיות קונבנציונליות, כולל תכונות פונקציונליות ייחודיות, יציבות גבוהה יותר, שקיפות וכו'.
אולטרה-סאונד עולה על טכנולוגיות תחליב מסורתיות במיוחד כשמדובר בהיווצרות ננו-אמולסיות. זאת בשל עקרון העבודה היעיל ביותר ועתיר האנרגיה של אולטרסאונד.

עקרון העבודה של תחליב קולי

Ultrasonic cavitation at Hielscher's UIP1000hdT (1kW) ultrasonicatorתהליכי תחליב קוליים משתמשים בכוחות של קוויטציה אקוסטית. קוויטציה אקוסטית מתייחסת לתופעה של היווצרות, צמיחה וקריסה מתפרצת של בועות קטנות בתווך נוזלי הנתון לגלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה. הקריסה של בועות אלה יוצרת שיפועי לחץ וטמפרטורה מקומיים עזים, שיכולים ליצור כוחות גזירה גבוהים, גלי הלם ומיקרו-סילונים שיכולים לפרק חלקיקים גדולים ואגרגלומרטים לקטנים יותר. התמונה משמאל מדגימה קוויטציה אולטראסונית שנוצרה בבדיקה של האולטרה-סאונד UIP1000hdT (1000 וואט) בעמוד זכוכית מלא בנוזל.
בתחליב ובננו-אמולסיפיקציה, עוצמת הקוויטציה האקוסטית ממלאת תפקיד קריטי בהקטנת גודל הטיפות בתחליב. הקריסה הקטלנית של בועות הקוויטציה יכולה ליצור כוחות גזירה חזקים שמפרקים טיפות גדולות יותר לקטנות יותר. יתר על כן, שיפועי הלחץ והטמפרטורה המקומיים הנוצרים על ידי הקוויטציה יכולים גם לקדם היווצרות של טיפות חדשות ולייצב את התחליב.
ההיבט הייחודי של קוויטציה אקוסטית הוא יכולתה לספק קלט אנרגיה מקומי ואינטנסיבי למדיום הנוזלי, ללא צורך בלחצים מכניים או תרמיים גבוהים. זה הופך אותה לטכניקה אטרקטיבית עבור ננו-אמולסיפיקציה, מכיוון שהיא יכולה להפחית את קלט האנרגיה הנדרש לתהליך האמולסיפיקציה תוך השגת גודל טיפה קטן יותר ופיזור צר יותר של גודל הטיפה.
בשל הכוחות העל-קוליים הניתנים לשליטה מדויקת, קוויטציה אקוסטית היא כלי רב עוצמה לננו-אמולסיפיקציה. יכולתו לייצר קלט אנרגיה מקומי ואינטנסיבי מאפשרת לפרק טיפות גדולות יותר היוצרות תת-מיקרונים וננו-גדולים ביעילות גבוהה מאוד.

תחליב שמן מים המיוצר באמצעות אולטרסוניקציה (Hielscher אולטרסוניקה)מחקרים על שמן במים (שלב מים) ומים בשמן (שלב שמן) תחליבים הראו קורלציה בין צפיפות האנרגיה גודל טיפה (בקוטר סאוטר למשל). קיימת נטייה ברורה גודל טיפה קטן יותר צפיפות אנרגיה גוברת (לחץ על גרפי תקין). ברמות צפיפות האנרגיה המתאימות, אולטרסאונד יכול להשיג בקלות ובאמינות גדלי טיפות ממוצעים בתחום הננו.

בדיקות קוליות לתחליב יעיל

Hielscher מציעה מגוון רחב של אולטרסוניקאטורים מסוג בדיקה ואביזרים לתחליב ופיזור יעילים של נוזלים באצווה ובמצב זרימה.
מערכות המורכבות ממספר מעבדים על-קוליים של עד 16,000 וואט כל אחד, מספקות את הקיבולת הדרושה לתרגום יישום מעבדה זה לשיטת ייצור יעילה להשגת אמולסיות מפוזרות היטב בזרימה רציפה או באצווה – השיג תוצאות דומות לזו של homogenizers בלחץ גבוה הטוב של היום הזמין, כגון שסתום הפתח החדש. בנוסף יעילות גבוהה זו של התחליב הרציף, התקני אולטראסאונד Hielscher דורשים תחזוקה נמוכה מאוד והם מאוד קלים לתפעול לנקות. אולטרסאונד עושה בעצם לתמוך ניקוי ושטיפה. הכח הקולי הוא מתכוונן וניתן להתאים למוצרים מסוימים ודרישות תחליב. כורי תא זרימה מיוחדים פגישת CIP המתקדם (נקי ב-המקום) ו SIP (לעקר-in-place) דרישות זמינים, יותר מדי.

הומוגנייזר אולטראסוני תעשייתי לתחליב יעיל של שמן ומים. אולטרה-סאונד יעיל מאוד בייצור ננו-אמולסיות יציבות לטווח ארוך.

MultiSonoReactor MSR-4 הוא כור הומוגניזציה מוטבע תעשייתי המתאים לתהליכי תחליב (ננו)עם תפוקות גבוהות.

הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו:

נפח תצווהקצב זרימההתקנים מומלצים
00.5 ל 1.5mLN.A.VialTweeter
1 עד 500mL10 עד 200mL / minמעלהay
10 עד 2000mL20 עד 400mL / minUf200 ः t, UP400St
0.1 ל 20L0.2 ל 4 ליטר / דקהUIP2000hdT
10 עד 100 ליטר2 עד 10L / minUIP4000hdT
15 עד 150 ל'3 עד 15 ליטר לדקהUIP6000hdT
N.A.10 עד 100L / minUIP16000
N.A.יותר גדולאשכול UIP16000

תיצור איתנו קשר! / שאל אותנו!

בקש מידע נוסף

אנא השתמש בטופס שלהלן כדי לבקש מידע נוסף על מתחלבים קוליים, יישומים ומחיר. נשמח לדון איתך בתהליך האמולסיה שלך ולהציע לך מערכת קולית העונה על הדרישות שלך!









הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.


וידאו זה מדגים את מעבד Hielscher אולטראסאונד UP400S הכנת אמולסיה בגודל ננו ירקות במים.

אמולסיה של שמן צמחי במים באמצעות UP400S

תמונה ממוזערת של וידאו

homogenizers גבוה גזרה גבוהה אולטרה סאונד משמשים במעבדה, ספסל העליון, פיילוט ועיבוד תעשייתי.

Hielscher אולטרסוניקה מייצרת הומוגניזרים אולטראסוניות ביצועים גבוהים עבור ערבוב יישומים, פיזור, אמולסיה וחילוץ על מעבדה, טייס בקנה מידה תעשייתי.



ספרות/הפניות

עובדות שראוי לדעת

הגדרת המונח “אֵמוּלְסִיָה”

תחליב הוא תערובת של שני נוזלים בלתי ניתנים להחלפה או יותר, כגון שמן ומים.
תחליבים יכולים להיות או שמן במים (שבו טיפות שמן מפוזרות במים) או מים בשמן (שבו טיפות מים מפוזרות בשמן). תחליבים משמשים במגוון יישומים, כולל מוצרי מזון (כגון רטבים לסלט ומיונז), קוסמטיקה (כגון קרמים וקרמים) ותרופות (כגון חיסונים).
מתחלב פועל על ידי הפחתת מתח הפנים בין שני החומרים הבלתי ניתנים להחלפה (כגון שמן ומים) בתחליב. זה מקטין את הנטייה של שני החומרים להפריד ומאפשר להם ליצור תערובת יציבה.

כיצד הופך תחליב ליציב?

תחליב נעשה יציב על ידי מניעת הפאזה המפוזרת (טיפות של נוזל אחד) מלהתלכד ולהפריד מהפאזה הרציפה (הנוזל שמסביב). יש לקחת בחשבון מספר נקודות מפתח כדי להשיג יציבות באמולסיות:

  • חומרים מתחלבים (חומרים פעילי שטח):
    – תפקיד: חומרים מתחלבים הם מולקולות שיש להן גם קצוות הידרופיליים (מושכים מים) וגם הידרופוביים (דוחי מים).
    – פעולה: הם מפחיתים את מתח הפנים בין שני הנוזלים הבלתי ניתנים לערבוב ויוצרים שכבת הגנה סביב הטיפות, מה שמונע מהם להתמזג.
    – דוגמאות: לציטין, פוליסורבטים ונתרן סטארויל לקטילט.
  • שיטות מכניות:
    ערבוב בעל ביצועים גבוהים: שימוש במערבלים בעלי גזירה גבוהה או הומוגנייזרים כדי לשבור את הטיפות לגדלים קטנים יותר, להגדיל את שטח הפנים ולשפר את היציבות. סוניקטורים מסוג בדיקה הם שיטה מצוינת ואמינה מאוד באמצעות כוחות גזירה סונומכניים. כוחות גזירה על-קוליים אלה שוברים טיפות גדולות לטיפות זעירות וממזגים את השלבים הבלתי ניתנים לערבוב לכדי תחליב יציב.
  • מגיני צמיגות:
    מעבים: הגדלת צמיגות השלב הרציף יכולה להאט את תנועת הטיפות, ולהפחית את הסבירות להתלכדות.
    – דוגמאות: קסנטן גאם, גואר גאם וקרבוקסימתיל צלולוז.
  • חומרים מייצבים:
    – פולימרים: פולימרים יכולים לספק ייצוב סטרי על ידי יצירת שכבה עבה סביב טיפות.
    – דוגמאות: פקטין, ג'לטין וחלבונים מסוימים.
  • ייצוב אלקטרוסטטי:
    – תשלום: חלק מהאמולסיפיירים מקנים מטען חשמלי לפני השטח של הטיפות, מה שגורם להן לדחות זו את זו ובכך להפחית את ההתלכדות.
    – דוגמאות: נתרן קזאינט ולציטין סויה.
  • בקרת טמפרטורת הגוף:
    – קירור: הורדת הטמפרטורה יכולה להגדיל את צמיגות השלב הרציף ולהפחית את האנרגיה הקינטית של הטיפות, ולמנוע התלכדות.
    – הימנעות מהפרדת פאזות: הקפדה על הישארות הטמפרטורה בטווח המונע מהרכיבים להיפרד.
  • תוספים:
    – חמצון: מניעת חמצון יכולה לסייע בשמירה על שלמות החומר המתחלב ורכיבים אחרים.
    – סוכני כלציה: קשירת יוני מתכת שאחרת עלולים לערער את יציבות התחליב.

יישום הטכניקה הנכונה של תחליב, תחליבים יכול להיות יציב, להבטיח כי תערובת נשאר הומוגני ושומר על המאפיינים הרצויים שלה לאורך זמן.

ייצוב אמולסיפירים

באופן כללי, אמולסיות דורשות ייצוב באמצעות חומר מתחלב או חומר פעילי שטח. מתחלבים הם אמפיפיליים – הם מושכים גם מים וגם חומרים שומניים. משמעות הדבר היא שיש להם תכונות הידרופיליות (אוהבות מים) והידרופוביות (אוהבות שמן), מה שמאפשר להם לקיים אינטראקציה הן עם שלבי השמן והן עם שלבי המים של התחליב. החלק ההידרופילי של מולקולת המתחלב מתחבר למולקולות המים, ואילו החלק ההידרופובי מתחבר למולקולות השמן.
על ידי הקפת טיפות השמן במולקולות מתחלבות, המתחלב יוצר שכבת הגנה סביב הטיפות המונעת מהן לבוא במגע זו עם זו ולהתגבש (להתאחד יחד) ליצירת טיפות גדולות יותר. זה עוזר לשמור על תחליב יציב ומונע הפרדה.
מכיוון שהתלכדות הטיפות לאחר ההפרעה משפיעה על התפלגות גודל הטיפות הסופית, נעשה שימוש בתחליבים מייצבים ביעילות כדי לשמור על התפלגות גודל הטיפות הסופית ברמה השווה להתפלגות מיד לאחר שיבוש הטיפות באזור הפיזור העל-קולי. מייצבים למעשה מובילים לשיבוש טיפות משופר בצפיפות אנרגיה קבועה.
דוגמאות לתחליבים נפוצים כוללות לציטין (המצוי בחלמוני ביצים ובפולי סויה), מונוגליצרידים ודיגליצרידים, פוליסורבט 80 ונתרן סטארויל לקטילט.


אולטרסוניקה ביצועים גבוהים! מגוון המוצרים של Hielscher מכסה את הספקטרום המלא מן ultrasonicator המעבדה קומפקטית על יחידות ספסל העליון למערכות אולטראסאונד תעשייתי מלא.

Hielscher אולטרסוניקה מייצרת homogenizers קולי ביצועים גבוהים מ מַעבָּדָה ל גודל תעשייתי.


נשמח לדון בתהליך שלך.

בואו ניצור קשר.