Ուլտրաձայնային նանոէմուլգացում՝ ցողմամբ չորացումից առաջ միկրոպատիճավորման համար
- Ակտիվ բաղադրիչները ցողմամբ չորացման միջոցով միկրոպատիճավորելու համար պետք է պատրաստել մանր կաթիլներով կայուն միկրոէմուլսիա կամ նանոէմուլսիա։
- Ուլտրաձայնային էմուլգացումը կայուն միկրոէմուլսիաների և նանոէմուլսիաների ստացման պարզ և հուսալի եղանակ է
- Որպես այլընտրանքային մակերևութաակտիվ նյութ՝ կենսապոլիմերները, օրինակ՝ արաբական խեժը կամ WPI, կարող են օգտագործվել ուլտրաձայնային էմուլգացման գործընթացներում որպես սննդային որակի կայունացուցիչներ։
Պատիճավորում
Էմուլսիաները և դրանց որակը նշանակալի դեր են խաղում պատիճավորման գործընթացներով, օրինակ՝ ցողմամբ չորացմամբ պատրաստված յուղային միկրոմասնիկների ստացման արդյունավետության և կայունության հարցում։ Էմուլսիայի կայունությունը, մածուցիկությունը, կաթիլների չափը և յուղ/ջուր հարաբերակցությունը վճռորոշ գործոններ են։ Մշակման ընթացքում, որը սկսվում է էմուլսիայի պատրաստմամբ և ավարտվում ցողմամբ չորացմամբ, էմուլսիայի այդ բոլոր ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները պետք է պահպանվեն՝ միկրոմասնիկների որակի վատթարացումը կանխելու համար։ Միկրոպատիճավորման որակը և էմուլսիաների կայունությունը սերտորեն կապված են և զգալիորեն ազդում են վերջնական փոշենման արտադրանքի որակի վրա։ Ուստի պահանջվում է էմուլգացման հուսալի եղանակ։ Ուլտրաձայնային էմուլգացումը լավ հաստատված տեխնոլոգիա է, որն ամբողջ աշխարհում կիրառվում է արդյունաբերության տարբեր ճյուղերում՝ մակրոէմուլսիաներ, նանոէմուլսիաներ և միկրոէմուլսիաներ ստանալու համար։
Ուլտրաձայնային նանոէմուլսիաներ
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքերը լայնորեն կիրառվում են սննդի, դեղագործական և կոսմետիկական արդյունաբերության էմուլգացման գործընթացներում։ Ինտենսիվ ուլտրաձայնային ալիքների կիրառումը միկրոմետրային կամ նանոմետրային չափերի կաթիլներով էմուլսիաներ ստանալու արդյունավետ մեթոդ է։ Ուլտրաձայնային էմուլգացումը հիմնված է կավիտացիայի սկզբունքի վրա, որի դեպքում բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ալիքները և դրանց առաջացրած բարձր արագության հեղուկ շիթերը սահքային ուժերով ազդում են կաթիլների մակերևույթի վրա՝ այդպիսով առաջացնելով փոքր կաթիլներ և կայուն էմուլսիաներ։
Էմուլսիայի կայունացուցիչներ
Ուլտրաձայնային եղանակով ստացված էմուլսիաները կարելի է կայունացնել սովորական էմուլգացնող նյութերով (օրինակ՝ պոլիսորբատ, սորբիտան և այլն), ինչպես նաև կենսապոլիմերներով (օրինակ՝ գուարի խեժ, արաբական խեժ, WPI և այլն)։ Արդյունաբերության տարբեր ճյուղերում ճանաչել են կենսապոլիմերների հսկայական ներուժը՝ որպես էմուլսիայի կայունացուցիչներ։ Հատկապես սննդային, դեղագործական և կոսմետիկական էմուլսիաների դեպքում կենսապոլիմերները հնարավորություն են տալիս մշակել «մաքուր» պիտակով արտադրանք։ Կենսապոլիմերները և կենսապոլիմերային համալիրները հասանելի են մեծ ծավալներով և սննդային որակով։ Կենսապոլիմերային համալիրները (օրինակ՝ պոլիսախարիդ–սպիտակուց համալիրները) գերազանցում են կենսապոլիմերներին, քանի որ ունեն ավելի լավ հատկություններ, քան յուրաքանչյուր պոլիմերն առանձին։ Սպիտակուցից և պոլիսախարիդից (= բարդ ածխաջրային պոլիմերներ) կազմված կենսապոլիմերն ապահովում է յուրաքանչյուր մոլեկուլի առավելությունները։ Սպիտակուցը մեծացնում է մակերևութային ակտիվությունը, ինչի շնորհիվ զգալիորեն ավելի ցածր կոնցենտրացիայի դեպքում ստացվում է մակերևութային շերտի ավելի բարձր հագեցվածություն։ Համալիրում պոլիսախարիդը նվազեցնում է միջֆազային լարվածությունը և, հետևաբար, նոր մակերևույթներ առաջացնելու համար անհրաժեշտ էներգիան։ Այդպիսով պոլիսախարիդները նպաստում են փոքր կաթիլների առաջացմանը։ Կենսապոլիմերային համալիրն ապահովում է իր երկու բաղադրիչների լավագույն հատկությունները և, հետևաբար, հզոր կայունացուցիչ է։
UP400St՝ 400 վատտ հզորությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր, նանոլիպոսոմների արտադրության համար։
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր
Hielscher ընկերության բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային պրոցեսորները տեղադրված են ամբողջ աշխարհում՝ կայուն մակրոէմուլսիաների, նանոէմուլսիաների և միկրոէմուլսիաների պատրաստման համար։ Փոքր ձեռքի ուլտրաձայնային լաբորատոր սարքերից մինչև մեծ հզորության արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգեր ընդգրկող արտադրատեսականիով, որը նախատեսված է էմուլսիաների մեծ ներհոսքային հոսքերի առևտրային արտադրության համար, Hielscher Ultrasonics ընկերությունն առաջարկում է ձեր գործընթացին ամենահարմար ուլտրաձայնային սարքը։
Մուտքային հզորությունը, ամպլիտուդը (տեղաշարժը սոնոտրոդի մոտ), ջերմաստիճանը և ծավալային հոսքի արագությունը կարող են կարգավորվել ձեր բաղադրակազմի պահանջներին համապատասխան։ Մեր արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ։ Մինչև 200µm ամպլիտուդները հեշտությամբ կարելի է շարունակաբար պահպանել 24/7 աշխատանքային ռեժիմում։ Էլ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար հասանելի են պատվերով պատրաստվող ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ։
Ուլտրաձայնային մշակման պարամետրերի ճշգրիտ վերահսկումը և ներկառուցված SD քարտի վրա տվյալների ավտոմատ գրանցումն ապահովում են մշակման բարձր որակ և հնարավորություն են տալիս ստանդարտացնել գործընթացը։ Մեր բոլոր ուլտրաձայնային պրոցեսորները նախատեսված են լրիվ բեռնվածությամբ 24/7 աշխատանքի համար։ Ամրությունը, սպասարկման ցածր պահանջները և օգտագործման հարմարավետությունը Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային սարքերի լրացուցիչ առավելություններն են, որոնք դրանք դարձնում են ձեր արտադրության հիմնական աշխատուժը։
Այնպիսի պարագաները, ինչպիսին է Hielscher ընկերության եզակի MultiPhaseCavitator սարքը (հոսքային բջջի ներդիր, որը կանյուլաների միջոցով երկրորդ ֆազը ներարկում է անմիջապես կավիտացիոն թեժ գոտի (տե՛ս ձախ կողմի նկարը)), օգնում են ստեղծել ուլտրաձայնային էմուլգացման օպտիմալ համակարգ։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մշակման մոտավոր արտադրողականության մասին․
| Խմբաքանակի ծավալը | Ծավալային հոսքի արագությունը | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | ավելի մեծ | հետևյալ սարքերի համախումբ՝ UIP16000 |
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Էմուլսիայի ուլտրաձայնային պատրաստում (կարմիր ջուր / դեղին յուղ)։ Մի քանի վայրկյան ուլտրաձայնային մշակումը ջրի և յուղի առանձին ֆազերը վերածում է մանր կաթիլներով էմուլսիայի։
Մեծ հզորության ուլտրաձայնային պրոցեսորներ՝ լաբորատոր մասշտաբից մինչև փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբներ։
Գրականություն / Հղումներ
- Campelo, Pedro Henrique; Junqueira, Luciana Affonso; de Resende, Jaime Vilela; Domingues Zacarias, Rosana; de Barros Fernandes, Regiane Victória; Alvarenga Botrel, Diego; Vilela Borges, Soraia (2017): Stability of lime essential oil emulsion prepared using biopolymers and ultrasound treatment. International Journal of Food Properties Vol.20, No.S1, 2017. 564-579.
- Maphosa, Yvonne; Jideani, Victoria A. (2018): Factors Affecting the Stability of Emulsions Stabilised by Biopolymers. In: Science and Technology Behind Nanoemulsions (Edited by Selcan Karakuş). 2018
Օգտակար փաստեր
Կենսապոլիմերները՝ որպես էմուլսիայի կայունացուցիչներ
Էմուլսիաների մեծ մասի երկարատև կայունությունն ապահովելու համար պահանջվում են կայունացուցիչներ և մակերևութաակտիվ նյութեր։ Կենսապոլիմերները, օրինակ՝ պոլիսախարիդներն ու սպիտակուցները, լայնորեն օգտագործվում են որպես ֆունկցիոնալ բաղադրիչներ էմուլսիոն համակարգերում։ Կենսապոլիմերները էմուլգացնող նյութերի բնական տեսակ են, որոնք իրենց գելագոյացնող և էմուլգացնող կարողությունների շնորհիվ ապահովում են էմուլսիայի լավ կայունացում։ Քանի որ կայուն էմուլսիաների ստացումը սննդամթերքի ցողմամբ չորացման միջոցով հաջող պատիճավորման նախապայման է, կենսապոլիմերները կայունացուցիչների նախընտրելի տեսակ են։ Կենսապոլիմերները կարող են կիրառվել որպես կայունացուցիչներ՝ առանձին կամ համակցված։
Կենսապոլիմերները, օրինակ՝ արաբական խեժը և կաթնաշիճուկի սպիտակուցի մեկուսացված պատրաստուկը (WPI), էժան են և հեշտությամբ մշակվում են սննդի արտադրության մեջ։ Արաբական խեժը անիոնային ածխաջրերի և որոշ սպիտակուցների խառնուրդ է։ Դրա խիստ ճյուղավորված սպիտակուցները, որոնք սերտորեն կապված են պոլիսախարիդային կառուցվածքի հետ, արաբական խեժին հաղորդում են լավ էմուլգացնող հատկություններ։ Կաթնաշիճուկի սպիտակուցի մեկուսացված պատրաստուկը կազմված է գնդաձև սպիտակուցների խառնուրդից։ Հոմոգենացման ընթացքում այդ գնդաձև սպիտակուցները կարող են արագ ադսորբվել յուղի կաթիլների մակերևույթին, ինչը հեշտացնում է փոքր կաթիլների առաջացումը։
Որպես էմուլգացնող նյութեր օգտագործվող այլ տարածված կենսապոլիմերներից են ժելատինը, քսանթանային խեժը, օսլան, կազեինը, պեկտինները, մալտոդեքստրինը, օվալբումինը, նատրիումի ալգինատը և կարբօքսիմեթիլցելյուլոզը։
Կենսապոլիմերային համալիրները կազմված են երկու կամ ավելի կենսապոլիմերներից։ Կենսապոլիմերային համալիրները կարող են սինթեզվել քիմիական, ֆերմենտային կամ ջերմային մշակումներով։ Համալիրագոյացումը սովորաբար մեծացնում է վերջնական կենսապոլիմերային համալիրի ամրությունը և լուծելիությունը՝ բարելավելով դրա կիրառելիությունն ու կայունությունը։ Մասնավորապես, փոփոխվող ջերմաստիճանների, pH-ի և իոնական ուժի նկատմամբ արդյունքում ստացվող ավելի բարձր կայունությունը կարևոր գործոն է էմուլգացման գործընթացների համար։