अल्ट्रासोनिक इमल्सीफ़ायर
इमल्शन दो अमिश्रणीय द्रवों की दो-प्रावस्था वाली प्रणाली है, जिसमें एक प्रावस्था, जिसे आंतरिक या परिक्षिप्त प्रावस्था कहा जाता है, छोटी बूँदों के रूप में दूसरी प्रावस्था में वितरित होती है, जिसे बाह्य या सतत प्रावस्था कहा जाता है। इमल्शन तैयार करने के लिए आम तौर पर दो-प्रावस्था वाली प्रणाली में ऊर्जा देना आवश्यक होता है। नैनो आकार की बूँदों वाले, उत्कृष्ट गुणवत्ता के और लंबे समय तक स्थिर रहने वाले इमल्शन बनाने में अल्ट्रासोनिक अपरूपण बल अत्यधिक कुशल सिद्ध हुए हैं।
अल्ट्रासोनिक विधि से बेहतर इमल्शन स्थिरता
ध्वनिक कैविटेशन से उत्पन्न अल्ट्रासाउंड के भौतिक प्रभाव तेल और पानी की बूँदों को तोड़ते हैं और इस प्रकार माइक्रोन तथा नैनो आकार की अत्यंत छोटी बूँदों वाले स्थिर O/W और W/O इमल्शन बनने में सहायता करते हैं। बूँदों के अत्यंत छोटे आकार और उनके बड़े पृष्ठीय क्षेत्रफल के कारण नैनोइमल्शन असाधारण रूप से उच्च जैवसक्रिय गुण प्रदान करते हैं, जो खाद्य पदार्थों और पूरकों, औषधियों तथा सौंदर्य प्रसाधनों के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण हैं। बूँदों के अत्यंत छोटे आकार के कारण जैवसक्रिय यौगिक तेज़ी से कोशिकाओं में प्रवेश कर सकता है। पदार्थ विज्ञान और उद्योग में भी उच्च प्रदर्शन वाली कोटिंग, पेंट, पॉलिमर और अन्य सम्मिश्र पदार्थों के निर्माण के लिए नैनोइमल्शन महत्वपूर्ण हैं। अल्ट्रासोनिक विधि से तैयार नैनोइमल्शन आम तौर पर मैक्रोइमल्शन की तुलना में काफ़ी अधिक स्थिर होते हैं और उनमें अवसादन, बूँदों का आपस में विलय या ऊर्णन नहीं होता।
- नैनो और मिनी इमल्शन
- अत्यधिक कुशल
- बैच या सतत
- कम श्यानता वाले से लेकर श्यान द्रवों तक
- पुनरुत्पादकता / पुनरावर्तनीयता
- विश्वसनीय तकनीक
- उपयोग में आसान और सुरक्षित
UP400St – पानी में तेल (O/W) के नैनोइमल्शन के लिए 400W अल्ट्रासोनिक उपकरण
अत्यधिक कुशल अल्ट्रासोनिक इमल्सीकरण
Zungur et al. (2015) ने जल–जैतून तेल इमल्शन तैयार करने के लिए अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़ेशन की तुलना पारंपरिक उच्च-अपरूपण होमोजेनाइज़ेशन से की। इमल्शनों के लिए WPI और माल्टोडेक्सट्रिन का उपयोग संपुटन कारकों के रूप में और Tween20 का उपयोग स्थिरीकारक के रूप में किया गया। “पारंपरिक और अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़ेशन तकनीकों से तैयार इमल्शनों के क्रीमिंग सूचकांक के मान क्रमशः 20.77 और 86.26 % के बीच तथा 15.63 से 91.55 % तक रहे। सामान्य तौर पर, परिणामों से पता चला कि अल्ट्रासोनिक इमल्सीकरण से तैयार इमल्शन पारंपरिक होमोजेनाइज़ेशन विधि से तैयार इमल्शनों की तुलना में अधिक स्थिर हैं।”
40 % (wb) शुष्क पदार्थ और 9 % (wb) तेल वाले इमल्शनों की सूक्ष्मदर्शी छवियाँ (100x आवर्धन पर), जिन्हें पारंपरिक होमोजेनाइज़ेशन विधि से (a) WPI, (b) MD, (c) WPI-MD मिश्रण (1:1) के साथ तैयार किया गया; और अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़ेशन विधि से (d) WPI (e) MD (f) WPI-MD मिश्रण (1:1) के साथ तैयार किया गया। अल्ट्रासोनिक इमल्सीकरण से काफ़ी छोटी बूँदें और बेहतर इमल्शन स्थिरता प्राप्त होती है।
(अध्ययन और सूक्ष्मदर्शी छवियाँ: Zungur et al., 2015)
Taha et al. (2020) अपने समीक्षा शोधपत्र में निष्कर्ष निकालते हैं कि उच्च-तीव्रता अल्ट्रासोनिक्स (HIU) का “उपयोग प्रोटीन और पॉलीसैकराइड जैसे खाद्य इमल्सीफ़ायरों के इमल्सीकारी गुणों को बेहतर बनाने और उनके इमल्शनों की स्थिरता बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। HIU द्वारा उत्पादित, प्रोटीन-पॉलीसैकराइड संकुल से स्थिर किए गए इमल्शनों ने अलग-अलग घटकों से स्थिर किए गए इमल्शनों की तुलना में पर्यावरणीय तनावों के प्रति बेहतर स्थिरता दिखाई। इसके अतिरिक्त, कई अध्ययनों से पता चला कि HIU होमोजेनाइज़र उच्च-दाब होमोजेनाइज़र और माइक्रोफ़्लुइडाइज़र की तुलना में अधिक ऊर्जा-कुशल थे।” (Taha et al., 2020)
- बूँदों का औसत आकार (इमल्सीकरण तकनीक से प्रभावित)
- बूँदों के आकार का वितरण (इमल्सीकरण तकनीक से प्रभावित)
- आंतरिक प्रावस्था की श्यानता
- सतत प्रावस्था की श्यानता
- पृष्ठसक्रिय पदार्थ
- तेल प्रावस्था की सांद्रता
- सतत प्रावस्था का pH
- इमल्शन के प्रकाशीय गुण
अल्ट्रासोनिक नैनोइमल्सीकरण का उपयोग उच्च प्रदर्शन वाली सामग्रियों, पेंट, कोटिंग, खाद्य पदार्थों, औषधियों और सौंदर्य प्रसाधनों के लिए उच्च प्रदर्शन वाले इमल्शन बनाने में किया जाता है।
(a) पारंपरिक होमोजेनाइज़ेशन विधि और (b) अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़ेशन (उपकरण UP400S का उपयोग करके) विधि से MD, WPI और उनके मिश्रण के साथ तैयार जल–जैतून तेल इमल्शनों में बूँदों के आकार का वितरण; इनमें 40% शुष्क पदार्थ और 9% तेल (w/w) है। अल्ट्रासोनिक इमल्सीकरण से काफ़ी छोटी बूँदें, कम क्रीमिंग और समग्र रूप से बेहतर इमल्शन स्थिरता प्राप्त होती है।
(अध्ययन और ग्राफ़: Zungur et al., 2015)
पानी में तेल (O/W) के इमल्शन की अल्ट्रासोनिक तैयारी (लाल पानी / पीला तेल)। कुछ सेकंड का सोनिकेशन पानी और तेल की दो प्रावस्थाओं को महीन इमल्शन में बदल देता है।
उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक इमल्सीफ़ायर
Hielscher Ultrasonics अनुसंधान, प्रक्रिया विकास, अनुसंधान एवं विकास और अत्यंत बड़ी आयतन धाराओं के औद्योगिक उत्पादन के लिए किसी भी पैमाने पर उच्च-शक्ति, निम्न-आवृत्ति वाले अल्ट्रासोनिक इमल्सीफ़ायर उपलब्ध कराता है। हमारी विस्तृत उत्पाद शृंखला किसी भी आकार और किसी भी उद्योग के लिए आदर्श अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर प्रदान करती है।
Hielscher Ultrasonics के औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर अत्यंत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं। 200µm तक के आयामों पर 24/7/365 संचालन में आसानी से लगातार काम किया जा सकता है। इससे भी अधिक आयामों के लिए आवश्यकतानुसार अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड उपलब्ध हैं। स्मार्ट सॉफ़्टवेयर के माध्यम से प्रक्रिया के सभी मापदंडों को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है और उनकी निगरानी की जा सकती है।
- किसी भी आयतन / उत्पादन क्षमता के लिए
- किसी भी उद्योग के लिए
- प्रभावी और प्रक्रिया को तीव्र बनाने वाले
- बैच और इनलाइन प्रसंस्करण के लिए
- विविध उपयोगों के लिए उपयुक्त
- ऊर्जा-कुशल
- संचालन में आसान और सुरक्षित
- पुनरुत्पादनीय परिणाम
- रैखिक रूप से पैमाना बढ़ाने योग्य
- विश्वसनीय
- मज़बूत, कम रखरखाव
- स्थापित करना या मौजूदा व्यवस्था में जोड़ना आसान
- निवेश पर तेज़ प्रतिफल
अल्ट्रासोनिक रिएक्टर, जिसमें MultiPhaseCavitator बेहतर नैनोइमल्सीकरण के लिए लगा है
MultiPhaseCavitator – स्थिर इमल्शनों के लिए अल्ट्रासोनिक इंजेक्शन प्रणाली
MultiPhaseCavitator – MPC48insert – Hielscher के प्रवाह सेल रिएक्टरों के लिए एक अनूठा इन्सर्ट है। MultiPhaseCavitator के डिज़ाइन में 48 महीन कैन्युला हैं, जो इमल्शन की दूसरी प्रावस्था को सीधे कैविटेशन हॉट-स्पॉट में इंजेक्ट करते हैं। कैविटेशन क्षेत्र में, इंजेक्ट की गई दूसरी प्रावस्था की महीन धाराएँ 20kHz की अल्ट्रासोनिक आवृत्ति वाली तरंगों से कटती हैं। इसका अर्थ है कि इंजेक्ट किया गया द्रव प्रति सेकंड 20,000 कंपन प्रहारों से कटता है, जिससे नैनो परास में असाधारण रूप से सूक्ष्म बूँदें बनती हैं। अल्ट्रासोनिक अपरूपण, आघात तरंगें और विक्षोभ इन छोटी बूँदों को सतत प्रावस्था के भीतर इमल्सीकृत करते हैं और उच्च स्थिरता वाला उत्कृष्ट नैनोइमल्शन बनाते हैं।
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- सटीक रूप से नियंत्रित किए जा सकने वाले मापदंड
- उच्च आयाम
- ऊर्जा दक्षता
- बैच और इनलाइन
- किसी भी आकार तक रैखिक रूप से पैमाना बढ़ाने योग्य
- प्रोग्राम की जा सकने वाली सोनिकेशन सेटिंग वाला स्मार्ट सॉफ़्टवेयर
- 24/2/365 संचालन
- मज़बूत
- सोनोट्रोड और सहायक उपकरण उपलब्ध
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच का आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/min | UP100H |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 से 100L | 2 से 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | इससे अधिक | इन उपकरणों का समूह: UIP16000 |
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साहित्य / संदर्भ
- 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.
जानने योग्य तथ्य
इमल्शन क्या है? – “इमल्शन” शब्द की परिभाषा
इमल्शन कम से कम दो अमिश्रणीय द्रवों से बनी एक द्रव प्रणाली है, जिसमें एक द्रव छोटी बूँदों के रूप में दूसरे द्रव में परिक्षिप्त होता है। छोटी, वितरित बूँदों की प्रावस्था को परिक्षिप्त या आंतरिक प्रावस्था कहा जाता है, जबकि दूसरी प्रावस्था को सतत या बाह्य प्रावस्था कहा जाता है। इमल्शन के दो मुख्य प्रकार हैं: पानी में तेल (O/W) और तेल में पानी (W/O) के इमल्शन। पानी में तेल (O/W) के इमल्शन में आंतरिक प्रावस्था तेल या तेल में मिश्रणीय द्रव होती है, और बाह्य प्रावस्था पानी या पानी में मिश्रणीय द्रव होती है। तेल में पानी (W/O) के इमल्शन में आंतरिक प्रावस्था पानी जैसा द्रव होती है, जबकि बाह्य प्रावस्था तेल जैसा द्रव होती है।
अधिकांश इमल्शनों के लिए एक इमल्सीकारी कारक आवश्यक होता है, जिसे स्थिरीकारक या पृष्ठसक्रिय पदार्थ कहा जाता है। इमल्शन की स्थिरता में बूँदों का आकार भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। बूँदों का आकार जितना छोटा होता है, इमल्शन उतना ही अधिक स्थिर होता है।
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