ultrazvučni emulgatori
Emulzija je dvofazni sustav dviju tekućina koje se ne miješaju, gdje se jedna faza, takozvana unutarnja ili dispergirana faza, raspoređuje kao male kapljice u drugu, takozvanu vanjsku ili kontinuiranu fazu. Za pripremu emulzije općenito je potreban unos energije u dvofazni sustav. Dokazano je da su ultrazvučne sile smicanja vrlo učinkovite za proizvodnju dugotrajno stabilnih emulzija s kapljicama nano veličine i vrhunske kvalitete.
Ultrazvučno poboljšana stabilnost emulzije
Fizički učinci ultrazvuka inducirani akustičnom kavitacijom rezultiraju razbijanjem kapljica ulja i vode i time olakšavaju stvaranje stabilnih O/V i V/O emulzija s vrlo malom veličinom kapljica u mikronskoj i nano veličini. Zbog vrlo male veličine kapljica i velike površine, nanoemulzije nude izvanredno visoka bioaktivna svojstva, što je važno za prehrambenu i suplementacionu, farmaceutsku i kozmetičku proizvodnju. Zbog male veličine kapljica, bioaktivni spoj može brzo prodrijeti u stanice. Također u znanosti o materijalima i industriji, nano-emulzije su važne za proizvodnju visokoučinkovitih premaza, boja, polimera i drugih kompozita. Ultrazvučno pripremljene nanoemulzije obično su značajno stabilnije od makroemulzija i ne pokazuju sedimentaciju, koalescenciju ili flokulaciju.
- Nano- i mini-emulzije
- Visoko učinkovit
- Serijski ili kontinuirano
- Nisko do viskozne tekućine
- obnovljivost / ponovljivost
- Pouzdana tehnika
- Jednostavan i siguran za korištenje
UP400St – Ultrazvučni uređaj od 400 W za nanoemulzije ulje u vodi (O/W).
Visoko učinkovita ultrazvučna emulgacija
Žungur i sur. (2015) usporedili su ultrazvučnu homogenizaciju s klasičnom visokosmičnom homogenizacijom za pripremu emulzija vode i maslinovog ulja. Za emulzije WPI i maltodekstrin korišteni su kao sredstva za kapsuliranje, a Tween20 je korišten kao stabilizator. “Vrijednosti indeksa kremiranja emulzija pripremljenih klasičnom i ultrazvučnom tehnikom homogenizacije mijenjale su se između 20,77 i 86,26 % odnosno 15,63 do 91,55 %. Općenito, rezultati su pokazali da su emulzije pripremljene ultrazvučnom emulzifikacijom stabilnije od onih pripremljenih klasičnom metodom homogenizacije.“
Mikroskopske slike (pri povećanju od 100x) emulzija koje sadrže 40 % (wb) suhe tvari i 9 % (wb) ulja pripremljene klasičnom metodom homogenizacije s (a) WPI, (b) MD, (c) WPI-MD smjesom (1: 1); i pripremljen metodom ultrazvučne homogenizacije s (d) WPI (e) MD (f) WPI-MD smjesom (1:1). Ultrazvučna emulgacija rezultira znatno manjim kapljicama i boljom stabilnošću emulzije.
(studija i mikroskopske slike: Zungur i sur., 2015.)
Taha i sur. (2020.) zaključuju u svom preglednom radu da bi se ultrazvuk visokog intenziteta (HIU) “mogao koristiti za poboljšanje svojstava emulgiranja prehrambenih emulgatora kao što su proteini i polisaharidi i za povećanje stabilnosti njihovih emulzija. Emulzije stabilizirane proteinsko-polisaharidnim kompleksom proizvedene HIU-om pokazale su bolju stabilnost na utjecaje okoliša od emulzija stabiliziranih pojedinačnim komponentama. Štoviše, nekoliko je studija pokazalo da su HIU homogenizatori energetski učinkovitiji od visokotlačnih homogenizatora i mikrofluidizatora.” (Taha i sur., 2020.)
- Srednja veličina kapljice (pod utjecajem tehnike emulgiranja)
- Raspodjela veličine kapljica (pod utjecajem tehnike emulgiranja)
- Viskoznost unutarnje faze
- Viskoznost kontinuirane faze
- surfaktant
- Koncentracija uljne faze
- pH kontinuirane faze
- Optička svojstva emulzije
Ultrazvučna nano-emulgacija koristi se za proizvodnju visokoučinkovitih emulzija za visokoučinkovite materijale, boje, premaze, hranu, farmaciju i kozmetiku.
Raspodjela veličine kapljica emulzija vode i maslinovog ulja pripremljenih (a) klasičnom metodom homogenizacije (b) ultrazvučnom homogenizacijom (koristeći UP400S) metoda s MD, WPI i njihovom mješavinom, koja ima 40% suhe tvari s 9% udjela ulja (w/w). Ultrazvučna emulgacija rezultira znatno manjim kapljicama, manje kreme i boljom sveukupnom stabilnošću emulzije.
(studija i grafikoni: Zungur i sur., 2015.)
Ultrazvučna priprema emulzije ulje u vodi (O/W) (crvena voda / žuto ulje). Nekoliko sekundi sonikacije pretvara dvije faze vode i ulja u finu emulziju.
Ultrazvučni emulgatori visoke učinkovitosti
Hielscher Ultrasonics isporučuje ultrazvučne emulgatore velike snage, niske frekvencije u bilo kojoj mjeri za istraživanje, razvoj procesa, R&D i industrijska proizvodnja tokova vrlo velikih količina. Naš širok portfelj nudi idealan ultrazvučni procesor u bilo kojoj veličini i za bilo koju industriju.
Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200 µm mogu se lako neprekidno izvoditi u radu 24/7/365. Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Svi parametri procesa mogu se točno kontrolirati i nadzirati putem pametnog softvera.
- za bilo koji volumen / proizvodni kapacitet
- za bilo koju industriju
- učinkovit i intenzivira proces
- za skupnu i inline obradu
- svestrano upotrebljiv
- energetski učinkovit
- jednostavan i siguran za rukovanje
- ponovljivi rezultati
- Linearno skalabilan
- Pouzdan
- robustan, malo održavanja
- jednostavan za ugradnju ili naknadnu ugradnju
- Brzi ROI
Ultrazvučni reaktor sa Višefazni kavitator za poboljšanu nanoemulzifikaciju
Višefazni kavitator – Sustav ultrazvučnog ubrizgavanja za stabilne emulzije
MultiPhaseCavitator – MPC48 umetak – je jedinstveni umetak za Hielscherove protočne ćelijske reaktore. Dizajn MultiPhaseCavitatora sadrži 48 finih kanila koje ubrizgavaju drugu fazu emulzije izravno u kavitacijsku vruću točku. U zoni kavitacije, fine niti ubrizgane druge faze se režu valovima ultrazvučne frekvencije od 20 kHz. To znači da se ubrizgana tekućina reže za 20 000 vibracijskih udaraca u sekundi, što proizvodi iznimno sitne kapljice u nano rasponu. Ultrazvučno smicanje, udarni valovi i turbulencije emulgiraju te male kapljice unutar kontinuirane faze i proizvode vrhunsku nano-emulziju visoke stabilnosti.
Želite kupiti ultrazvučni emulgator?
Kontaktirajte nas ispunjavanjem kontakt forme ispod, slanje e-pošte, ili zove nas!
Naš iskusni tim rado će s vama razgovarati o vašoj primjeni emulzije i preporučiti vam najprikladniji ultrazvučni sustav emulgatora!
- precizno kontroliranih parametara
- visoke amplitude
- energetska učinkovitost
- batch i inline
- linearno skalabilan na bilo koju veličinu
- pametni softver s programabilnim postavkama ultrazvuka
- Rad 24/2/365
- Robustan
- sonotrode i pribor dostupni
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Literatura / Reference
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
Što je emulzija? – Definicija pojma "emulzija"
Emulzija je fluidni sustav koji se sastoji od najmanje dvije tekućine koje se ne miješaju, gdje je jedna od tekućina raspršena u drugoj kao male kapljice. Faza malih, raspoređenih kapljica naziva se disperzna ili unutarnja faza, dok se druga faza naziva kontinuirana ili vanjska faza. Postoje dvije glavne vrste emulzija koje se razlikuju između njih: emulzije ulje u vodi (O/V) i emulzije voda u ulju (V/O). U emulziji ulje u vodi (O/W), unutarnja faza je ulje ili tekućina koja se miješa s uljem, a vanjska faza je voda ili tekućina koja se miješa s vodom. U emulziji voda u ulju (W/O), unutarnja faza je tekućina slična vodi, dok je vanjska faza tekućina slična ulju.
Većina emulzija zahtijeva emulgator, poznat kao stabilizator ili surfaktant. Veličina kapljice također igra ključnu ulogu u pogledu stabilnosti emulzije. Što je manja veličina kapljice, to je emulzija stabilnija.
Ultrazvuk visokih performansi! Hielscherov asortiman proizvoda pokriva cijeli spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrazvučnog uređaja preko stolnih jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava.