מכשירי תחלוב אולטרסוניים
תחליב הוא מערכת דו־פאזית של שני נוזלים שאינם מתערבבים זה בזה, שבה פאזה אחת, המכונה הפאזה הפנימית או המפוזרת, מפוזרת כטיפות קטנות בתוך הפאזה האחרת, המכונה הפאזה החיצונית או הרציפה. להכנת תחליב נדרשת בדרך כלל השקעת אנרגיה במערכת הדו־פאזית. כוחות גזירה אולטרסוניים הוכחו היטב כיעילים ביותר לייצור תחליבים יציבים לאורך זמן ובאיכות מעולה, בעלי טיפות בגודל ננומטרי.
שיפור יציבות התחליב באמצעות אולטרסאונד
ההשפעות הפיזיקליות של אולטרסאונד הנגרמות עקב קוויטציה אקוסטית מביאות לפירוק טיפות שמן ומים, ובכך מקלות על יצירת תחליבי O/W ו־W/O יציבים בעלי טיפות זעירות בגדלים מיקרומטריים וננומטריים. בשל גודל הטיפות הזעיר ושטח הפנים הגדול שלהן, ננו־תחליבים מציעים תכונות של פעילות ביולוגית גבוהה במיוחד, שיש להן חשיבות בייצור מזון ותוספי תזונה, תרופות ומוצרי קוסמטיקה. בשל גודל הטיפות הזעיר, התרכובת הפעילה ביולוגית יכולה לחדור לתאים במהירות. גם במדע החומרים ובתעשייה, ננו־תחליבים חשובים לייצור ציפויים בעלי ביצועים גבוהים, צבעים, פולימרים וחומרים מרוכבים אחרים. ננו־תחליבים המוכנים באמצעות אולטרסאונד בדרך כלל יציבים משמעותית יותר ממאקרו־תחליבים ואינם מראים שקיעה, התלכדות או פתיתה.
- ננו־תחליבים ומיני־תחליבים
- יעילות גבוהה ביותר
- עיבוד במנות או עיבוד רציף
- נוזלים מצמיגות נמוכה ועד נוזלים צמיגים
- שחזוריות / חזרתיות
- טכניקה אמינה
- שימוש קל ובטוח
UP400St – מכשיר אולטרסוני בהספק 400W לננו־תחליבי שמן במים (O/W)
תחלוב אולטרסוני ביעילות גבוהה ביותר
Zungur ועמיתיו (2015) השוו הומוגניזציה אולטרסונית להומוגניזציה קלאסית בגזירה גבוהה לצורך הכנת תחליבי מים ושמן זית. בתחליבים שימשו WPI ומלטודקסטרין כחומרי כימוס, ו־Tween20 שימש כמייצב. ״ערכי מדד ההקרמה של תחליבים שהוכנו בטכניקות הומוגניזציה קלאסית ואולטרסונית נעו בין 20.77 ל־86.26 % ובין 15.63 ל־91.55 %, בהתאמה. באופן כללי, התוצאות הראו שהתחליבים שהוכנו באמצעות תחלוב אולטרסוני יציבים יותר מאלה שהוכנו בשיטת ההומוגניזציה הקלאסית.״
תמונות מיקרוסקופיות (בהגדלה של 100x) של תחליבים המכילים 40 % (wb) חומר יבש ו־9 % (wb) שמן, שהוכנו בשיטת הומוגניזציה קלאסית עם (a) WPI, (b) MD, (c) תערובת WPI-MD (1:1); ובשיטת הומוגניזציה אולטרסונית עם (d) WPI (e) MD (f) תערובת WPI-MD (1:1). תחלוב אולטרסוני מניב טיפות קטנות משמעותית ויציבות תחליב טובה יותר.
(מחקר ותמונות מיקרוסקופיות: Zungur et al., 2015)
Taha ועמיתיו (2020) מסיקים במאמר הסקירה שלהם כי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה (HIU) ״עשוי לשמש לשיפור תכונות התחלוב של מתחלבים למזון כגון חלבונים ורב־סוכרים, ולשיפור יציבות התחליבים שלהם. תחליבים שיוצרו באמצעות HIU ויוצבו באמצעות קומפלקס חלבון ורב־סוכר הראו יציבות טובה יותר בפני עקות סביבתיות מאשר תחליבים שיוצבו באמצעות רכיבים בודדים. יתר על כן, מספר מחקרים הראו כי הומוגנייזרים מסוג HIU היו יעילים יותר מבחינה אנרגטית מהומוגנייזרים בלחץ גבוה וממיקרופלואידייזרים.״ (Taha et al., 2020)
- גודל טיפות ממוצע (מושפע מטכניקת התחלוב)
- התפלגות גודל הטיפות (מושפעת מטכניקת התחלוב)
- צמיגות הפאזה הפנימית
- צמיגות הפאזה הרציפה
- חומר פעיל שטח
- ריכוז פאזת השמן
- pH של הפאזה הרציפה
- התכונות האופטיות של התחליב
ננו־תחלוב אולטרסוני משמש לייצור תחליבים בעלי ביצועים גבוהים עבור חומרים בעלי ביצועים גבוהים, צבעים, ציפויים, מזון, תרופות ומוצרי קוסמטיקה.
התפלגות גודל הטיפות של תחליבי מים ושמן זית שהוכנו באמצעות (a) שיטת הומוגניזציה קלאסית (b) שיטת הומוגניזציה אולטרסונית (באמצעות UP400S) עם MD, WPI ותערובת שלהם, המכילים 40% חומר יבש עם תכולת שמן של 9% (w/w). תחלוב אולטרסוני מניב טיפות קטנות משמעותית, פחות הקרמה ויציבות כוללת טובה יותר של התחליב.
(מחקר וגרפים: Zungur et al., 2015)
הכנה אולטרסונית של תחליב שמן במים (O/W) (מים אדומים / שמן צהוב). שניות ספורות של סוניקציה הופכות את שתי הפאזות של מים ושמן לתחליב דק.
מכשירי תחלוב אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים
Hielscher Ultrasonics מספקת מכשירי תחלוב אולטרסוניים בהספק גבוה ובתדר נמוך בכל קנה מידה למחקר, לפיתוח תהליכים, למחקר ופיתוח ולייצור תעשייתי של זרמי נוזל בספיקות נפחיות גדולות מאוד. מגוון המוצרים הרחב שלנו מציע את המעבד האולטרסוני האידיאלי בכל גודל ולכל תעשייה.
המעבדים האולטרסוניים התעשייתיים של Hielscher Ultrasonics יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד. ניתן להפעיל בקלות וברציפות אמפליטודות של עד 200µm במתכונת הפעלה של 24/7/365. לאמפליטודות גבוהות אף יותר, זמינות סונוטרודות אולטרסוניות מותאמות אישית. ניתן לשלוט במדויק בכל פרמטרי התהליך ולנטר אותם באמצעות תוכנה חכמה.
- לכל נפח / כושר ייצור
- לכל תעשייה
- יעילים ומעצימים את התהליך
- לעיבוד במנות ובקו הייצור
- מתאימים למגוון שימושים
- יעילים מבחינה אנרגטית
- קלים ובטוחים לתפעול
- תוצאות הניתנות לשחזור
- ניתנים להגדלת קנה מידה באופן ליניארי
- אמינים
- עמידים, דורשים תחזוקה מועטה
- קלים להתקנה או לשילוב במערכות קיימות
- החזר השקעה מהיר
כור אולטרסוני עם MultiPhaseCavitator לננו־תחלוב משופר
MultiPhaseCavitator – מערכת ההזרקה האולטרסונית לתחליבים יציבים
MultiPhaseCavitator – MPC48insert – הוא תוסף ייחודי לכורי תאי זרימה של Hielscher. התכנון של MultiPhaseCavitator כולל 48 קנולות דקות המזריקות את הפאזה השנייה של התחליב ישירות אל מוקד הקוויטציה. באזור הקוויטציה, הזרמים הדקים של הפאזה השנייה המוזרקת נחתכים באמצעות גלים בתדר אולטרסוני של 20kHz. משמעות הדבר היא שהנוזל המוזרק נחתך באמצעות 20,000 פעימות רטט בשנייה, דבר היוצר טיפות זעירות במיוחד בתחום הננומטרי. הגזירה האולטרסונית, גלי ההלם והמערבולות מתחלבים את הטיפות הקטנות האלה בתוך הפאזה הרציפה ומייצרים ננו־תחליב מעולה בעל יציבות גבוהה.
מעוניינים לקנות מכשיר תחלוב אולטרסוני?
צרו איתנו קשר עכשיו באמצעות מילוי טופס יצירת הקשר שלהלן, שליחת דוא״ל אלינו, או שיחת טלפון אלינו!
הצוות המנוסה שלנו ישמח לדון איתכם ביישום התחליב שלכם ולהמליץ לכם על מערכת התחלוב האולטרסונית המתאימה ביותר!
- פרמטרים הניתנים לשליטה מדויקת
- אמפליטודות גבוהות
- יעילות אנרגטית
- עיבוד במנות ובקו הייצור
- ניתן להגדלת קנה מידה באופן ליניארי לכל גודל
- תוכנה חכמה עם הגדרות סוניקציה הניתנות לתכנות
- הפעלה במתכונת 24/2/365
- עמיד
- סונוטרודות ואביזרים זמינים
הטבלה שלהלן נותנת מושג על כושר העיבוד המשוער של המכשירים האולטרסוניים שלנו:
| נפח מנה | ספיקת זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500mL | 10 עד 200mL/min | UP100H |
| 10 עד 2000mL | 20 עד 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 עד 20L | 0.2 עד 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 עד 100L | 2 עד 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 עד 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | גבוהה יותר | מערך של UIP16000 |
צרו איתנו קשר! / שאלו אותנו!
ספרות / מקורות
- 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.
עובדות שכדאי לדעת
מהו תחליב? – הגדרת המונח ״תחליב״
תחליב הוא מערכת נוזלית המורכבת משני נוזלים לפחות שאינם מתערבבים זה בזה, כאשר אחד הנוזלים מפוזר באחר כטיפות קטנות. הפאזה של הטיפות הקטנות והמפוזרות נקראת הפאזה המפוזרת או הפנימית, ואילו הפאזה האחרת נקראת הפאזה הרציפה או החיצונית. מבחינים בין שני סוגים עיקריים של תחליבים: תחליבי שמן במים (O/W) ותחליבי מים בשמן (W/O). בתחליב שמן במים (O/W), הפאזה הפנימית היא שמן או נוזל המתערבב עם שמן, והפאזה החיצונית היא מים או נוזל המתערבב עם מים. בתחליב מים בשמן (W/O), הפאזה הפנימית היא הנוזל דמוי המים, ואילו הפאזה החיצונית היא הנוזל דמוי השמן.
רוב התחליבים דורשים חומר מתחלב, המכונה מייצב או חומר פעיל שטח. גם לגודל הטיפות יש תפקיד מכריע ביציבות התחליב. ככל שהטיפות קטנות יותר, כך התחליב יציב יותר.
אולטרסאונד בעל ביצועים גבוהים! מגוון המוצרים של Hielscher מכסה את מלוא הטווח, מהמכשיר האולטרסוני המעבדתי הקומפקטי, דרך יחידות שולחניות ועד למערכות אולטרסוניות תעשייתיות מלאות.