תחליב מורכב משני נוזלים בלתי ניתנים להסרה, המפוזרים דק זה בזה. עבור תחליבי מים בשמן, הפאזה השומנית (פאזה מפוזרת) מעורבבת באופן שווה לתוך הפאזה המימית (פאזה רציפה). מתחלבים קוליים מבוססים היטב להכנת תחליבי שמן במים וננו-תחליבים. תחליבים קוליים מצטיינים על ידי פיזור טיפות אחיד ויציבות לטווח ארוך ולכן נמצאים בשימוש נרחב במעבדות ובתעשייה.

אמולסיות שמן במים אולטראסוניות

אמולסיות שמן במים (O/W) נמצאות בשימוש נרחב במוצרי צריכה רבים כגון מזון, משקאות, קוסמטיקה, תרופות וכו', כמו גם בתעשייה (למשל מדעי החומר, פולימרים, צבעים, ציפויים, כימיה משובחת וכו').

הגדרה של אמולסיה שמן במים

אמולסיה של שמן במים היא תערובת שבה שלב שמנוני מפוזר במים או בנוזל מים אחר. טיפות קטנות של שמן מפוזרות דק בשלב המים (שלב רציף) כדי ליצור אמולסיה זו שמן במים. אם שמן (שלב מפוזר) מפוזר במים (שלב רציף), זה אמולסיה שמן במים; אם טיפות מים מתווספות לשלב רציף שמנוני, זה נקרא אמולסיה מים בשמן.
עבור תחליבי שמן במים, איכות התחליב המתקבלת תלויה בניסוח (יחס שמן:מים, חומר מתחלב) ובטכניקת התחליב. מתחלבים קוליים להשתמש cavitation אקוסטית, אשר מאופיין על ידי כוחות גזירה גבוהה אינטנסיבית ומערבולות בנוזל. הכוחות העזים מאוד האלה משבשים את שני השלבים הנוזליים הבלתי ניתנים לערעור לטיפות דקות ומערבבים אותם באופן אחיד זה עם זה. תחליב קולי יכול בקלות ליצור חלקיקים בגודל ננו עם גודל טיפות של עד 10nm. גודל הטיפות הקטן מאוד והתפלגות גודל הטיפות ההומוגנית, האחידה, של אמולסיות מוכנות קולית הופכים את הסוניקציה לטכניקת האמולסיפיקציה המועדפת.
 

העקומה נועלת את התפלגות הטיפות בקנה מידה ננומטרי של ננו-אמולסיה של נפט במים המפוזרת באופן על-קולי. תחליב אולטראסוני זה מורכב שמן אתרי מנטה חריפה מתחלב בשלב מים מתמשך.

היתרונות של אמולסיה אולטראסוניות

מתחיב אולטראסוניות מצטיין טכניקות אמולסיה אחרות כגון הומוגניזציה בלחץ גבוה, ערבוב גיה גבוהה microfluidization על ידי יעילות, ייצור עקבי של ננו-טיפות, יציבות אמולסיה גבוהה ויכולת לטפל בכל נפח מצינורות קטנים וגם גם ציפויים לנחלים גדולים.
למשל, לי וXiang (2019) הראה במחקר ההשוואתי שלהם של הומוגניזציה בלחץ גבוה ואולטרה-סאונד אמולסיביזציה כי ultrasonication מניב יותר אחיד, אמולסיות יציבות. צבירה בתחליבים שמן קוקוס במים הופיע רק לאחר נתון הומוגניזציה בלחץ גבוה, בעוד אמולסיה שנעשו על ידי אמולסיה אולטראסוניות נשאר יציב במהלך 30 ימים אחסון.
בהשוואה לתסיסה מכנית, אמולסיות שהוכנו על ידי טכניקה אולטראסוניות נמצאו להיות יציב יותר במשך זמן ארוך יותר בהשוואה אמולסיות שהוכנו על ידי תסיסה מכנית אשר ניתן לייחס לגודל טיפה קטנה אשר מיוצב תרמודינמית. טכניקה אולטראסוניות לתת אמולסיות יציבות יותר מאשר שיטת תסיסה מכנית קונבנציונלית. (cf. רמיסטסי ו Shyamsunder, 2011)
O'Sullivan ואח '( 2015) להראות במחקר שלהם כי אמולסיה אולטראסוניות בעקביות הניב אמולסיות submicron (פחות מ 200 נמירה). עם זאת, nano-אמולסיות עם גודל טיפות אחיד של 10nm ניתן להשיג בקלות ואמין בתנאים ממוטבים. גודל droplet של אמולסיות המיוצרים ultrasonically היא פונקציה של זמן עיבוד משרעת אולטראסוניות עבור אצווה ועיבוד רציף.

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

עקרון העבודה של אמולסיה אולטראסוניות

הייצור אולטראסוניות של אמולסיות וננו אמולסיות (כגון שמן במים אמולסיות מים בשמן) מבוסס על עקרון העבודה של קוויטציה אקוסטית. על מנת ליצור קוויטציה אקוסטית, בעוצמה גבוהה, אולטרסאונד בתדר נמוך נוצר על ידי מתמר אולטרסאונד ומועבר באמצעות קרן אולטראסוניות ובדיקה (sonotrode) לתוך נוזל. אולטרסאונד בהדגישת אדם נחשב אולטרסאונד בטווח של 16-30kHz. גשושית אולטרסאונד מתרחבת וחוזים למשל, ב 20kHz, ובכך משדר בהתאמה 20,000 תנודות לשנייה לתוך המדיום. כאשר הגלים אולטראסוניות לנסוע דרך הנוזל, לסירוגין בלחץ גבוה (דחיסה) / בלחץ נמוך (rarefaction / הרחבה) מחזורים ליצור חללים דקה (בועות ואקום), אשר גדלים על פני מספר מחזורי לחץ. במהלך שלב הדחיסה של הנוזל והבועות, הלחץ הוא חיובי, בעוד שלב rarefaction מייצר ואקום (לחץ שלילי). במהלך מחזורי דחיסת-הרחבת, החללים בנוזל לגדול עד שהם מגיעים לגודל, שבו הם לא יכולים לספוג אנרגיה נוספת. בשלב זה, הם קורסים באלימות. הקריסה של חללים אלה גורמת השפעות אנרגטיות מאוד שונות, אשר ידועים כתופעה של קוויטציה אקוסטית / אולטראסוניות. קוויטציה אקוסטית מאופיינת באפקטים אנרגטיים ביותר, המשפיעים על מערכות נוזליות, מוצקות ונוזליות גז. האזור עתיר האנרגיה או אזור cavitational ידוע בשם מה שנקרא אזור נקודה חמה, שהוא צפוף האנרגיה ביותר בקרבת הבדיקה אולטראסוניות ויורד עם מרחק הולך וגדל מן sonotrode. המאפיינים העיקריים של קביטציה אולטראסוניות כוללים טמפרטורות מקומיות גבוהות מאוד, לחצים, הפרשים בהתאמה, מערבולות, הזרמת נוזלים. במהלך הקריסה של חללים אולטראסוניות בנקודות חמות אולטראסוניות, טמפרטורות של עד 5000 קלווין, לחצים של עד 200 אטמוספרות ומטוסי נוזלים עם עד 1000 קמ"ש ניתן למדוד. תנאים אינטנסיביים אלה יוצאי דופן לתרום השפעות סונומכניות המעצימות תהליכים על ידי ערבוב יעיל מאוד, פיזור ותערוב. כוחות גיזה אולטראסוניות, הזרמת נוזל ומערבולות משבש את הטיפות ומערבב אותם באופן אחיד אחד עם השני. ultrasonication ביצועים גבוהים מייצרת אמין ננו-טיפות עם התפלגות גודל אחיד. זה עושה אמולסיה אולטראסוניות השיטה המועדפת להכין אמולסיות שמן במים / ננו אמולסיות עם יציבות אמולסיה גבוהה חיי מדף.

ההשפעות של עוצמת אולטראסוניות על איכות אמולסיה

איכות אמולסיה מאופיינת בעיקר ביציבותה. בתורו, יציבות אמולסיה היא גורם של התפלגות גודל טיפות וניסוח אמולסיה.
עוצמה אולטראסוניות, כלומר משרעת ומשך sonication, הם גורמים חשובים המשפיעים על איכות אמולסיה שהושגה.
במחקר, אמולסיה אולטראסוניות מחולק לשני שלבים: במהלך הצעד הראשון, שילוב של גלים בין-פייסליים וחוסר יציבות Rayleigh-Taylor להתרחש, גורם להתפרצות של טיפות שלב מפוזרים לתוך השלב הרציף.
במהלך השלב השני, הטיפות מתפרקות באמצעות קוויטציה אקוסטית בסמוך לשלבי גבול הטיפות. ההשפעות האינטנסיביות של הפרעה טיפתית וערבוב הנגרמים על ידי גלי הלם קוויטציוניים יוצרים גדלי טיפות קטנים מאוד. עוצמה קולית, משרעת וזמן סוניקציה אחראים להשפעה המתקבלת של קוויטציה ובכך הפרמטרים המשפיעים ביותר לגבי תחליב בגודל עדין. Hielscher אולטרסוניקה תעשייתית מעבדים קוליים יכול לספק משרעת גבוהה מאוד. אמפליטודות של עד 200μm ניתן להפעיל בקלות ברציפות בפעולה 24/7. עבור משרעת גבוהה עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים.

אמולסיפיים אולטרה סאונד ביצועים גבוהים

אמולסיה אולטראסוניות היא טכנולוגיית עיבוד אמינה, אשר מקל ומאיץ את הייצור של אמולסיות באיכות גבוהה עם submicron וטיפות בגודל ננו. Hielscher אולטרסוניקה תיק מכסה את הטווח המלא מן ultrasonicators מעבדה קומפקטית למערכות תעשייתיות עבור יישומים אמולסיה. זה מאפשר לנו Hielscher להציע לך את ultrasonicator המתאים ביותר עבור איכות אמולסיה הנצפה שלך ואת קיבולת תהליך. הצוות המנוסה שלנו זמן רב יסייע לך מבדיקות היתכנות ואופטימיזציה תהליך להתקנת המערכת אולטראסוניות שלך ברמת הייצור הסופית.
הדפסת רגל קטנה של חולצים אולטראסוניות שלנו, כמו גם צדדיות שלהם באפשרויות התקנה להפוך אותם להתאים אפילו לתוך מתקני עיבוד שטח קטן. מעבדים אולטראסוניות מותקנים ברחבי העולם מזון, פארמה ומתקני ייצור תוספי תזונה.

Hielscher אולטרסוניקה – מערכות אמולסיה מתוחכמות

Hielscher אולטרסוניקה תיק המוצר מכסה את הטווח המלא של אמולסי קול ביצועים גבוהים אמולסיפיסים מ קטן בקנה מידה גדול. אביזרים נוספים מאפשרים הרכבה קלה של תצורת המכשיר אולטראסוניות המתאים ביותר עבור תהליך ההתעוות שלך. ההתקנה אולטראסוניות אופטימלית תלויה קיבולת הצפויה, נפח, חומרי גלם, אצווה או בתוך התהליך ציר הזמן.

אצווה וליין

חילוצ'ר אולטראסוניות אמולסיפיים יכול לשמש אצווה ועיבוד זרימה רציף. עיבוד אצווה אולטראסוניות הוא אידיאלי עבור בדיקות תהליך, אופטימיזציה וקטן עד בינוני רמת הייצור. עבור ייצור כמויות גדולות של אמולסיות, עיבוד מוטבע עשוי להיות יתרון יותר. תהליך ערבוב מוטבע רציף דורש התקנה מתוחכמת – מורכב משאבה, צינורות או צינורות וטנקים - אבל זה יעיל מאוד, מהיר ודורש באופן משמעותי פחות עבודה. Hielscher אולטרסוניקה יש את הגדרת אמולסיה המתאימה ביותר עבור נפח אמולסיה שלך ותו לא,

בדיקות אולטראסוניות וכורים עבור אמולסיה בכל גודל

Hielscher אולטרסוניקה טווח המוצר מכסה את הספקטרום המלא של מעבדי אולטראסוניות מ אולטרסוניות מעבדה קומפקטית מעל ספסל-העליון ומערכות פיילוט למעבדים אולטראסוניות תעשייתי באופן מלא עם היכולת לעבד משאיות לשעה. מגוון המוצרים המלא מאפשר לנו להציע לך את אמולסי הקול המתאים ביותר עבור קיבולת התהליך שלך ואת יעדי הייצור.
מערכות benchtop אולטראסוניות אידיאליות עבור בדיקות היתכנות ואופטימיזציה תהליך. קנה מידה ליניארי המבוסס על פרמטרים של תהליך מבוסס מקל מאוד על הגדלת יכולות העיבוד ממותחים קטנים יותר לייצור מסחרי מלא. למעלה קנה מידה יכול להיעשות על ידי התקנת יחידת מחלץ אולטראסוניות חזקה יותר או קיבוץ מספר אולטרסוניקטורים במקביל. עם UIP16000, Hielscher מציעה את אמולסי הקול החזק ביותר ברחבי העולם.

משרעת ניתנת לשליטה מדויקת לתוצאות אופטימליות

כל Ultrasonicators Hielscher הם בדיוק לשליטה ובכך סוסי עבודה אמינים בייצור. משרעת הוא אחד הפרמטרים תהליך קריטי המשפיעים על היעילות והיעילות של אמולסיה אולטראסוניות משרעת היא גורם מכריע, אשר משפיע על איכות תחליב קולי בהחלטיות. כל מעבדי Hielscher Ultrasonics מאפשרים הגדרה מדויקת של המשרעת. סונוטרודים וקרניים מאיצים הם אביזרים המאפשרים לשנות את המשרעת בטווח רחב עוד יותר. המעבדים האולטרסוניים התעשייתיים של Hielscher יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד ולספק את העוצמה הקולית הנדרשת עבור יישומים תובעניים. אמפליטודות של עד 200μm ניתנות להפעלה רציפה בקלות בפעולה 24/7.
הגדרות משרעת מדויקות וניטור קבוע של פרמטרים תהליך אולטראסוניות באמצעות תוכנה חכמה לתת לך את האפשרות לטפל אמולסיה שלך עם התנאים אולטראסוניות היעילים ביותר. sonication אופטימלי לתוצאות אמולסיה הטובה ביותר!
החוסן של הציוד אולטראסוניות של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בתפקיד כבד בסביבות תובעניות. זה הופך את הציוד אולטראסוניות של Hielscher כלי עבודה אמין שממלא את דרישות ההתעמלות שלך.

בדיקה קלה ללא סיכונים

תהליכים אולטראסוניות יכול להיות ליניארי לחלוטין קנה מידה. משמעות הדבר היא כל תוצאה שהשגת באמצעות מעבדה או אולטראסוניות ספסל-העליון, ניתן לשנות בדיוק את אותו פלט באמצעות בדיוק אותו פרמטרים תהליך. זה הופך ultrasonication אידיאלי עבור בדיקות היתכנות ללא סיכון, אופטימיזציה תהליך יישום הבאים לתוך ייצור מסחרי. צור קשר כדי ללמוד כיצד sonication יכול לשפר את ייצור אמולסיה שלך.

האיכות הגבוהה ביותר – עוצב ומיוצר בגרמניה

כעסק בבעלות משפחתית וניהול משפחתי, הירושר מסדר עדיפויות באיכות הגבוהה ביותר עבור מעבדים אולטרה סאונד שלה. כל הultrasonicators תוכננו, יוצרו ונבדקו ביסודיות במטה שלנו בטלגרר ליד ברלין, גרמניה. החוסן והאמינות של ציוד האולטרסאונד של הירושר הופכים אותו לסוס עבודה בהפקה שלכם. 24/7 מבצע בעומס מלא ובסביבות תובעניות הוא מאפיין טבעי של מערבלי ביצועים גבוהים של Hielscher.

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