Կայուն նանոէմուլսիաների ուլտրաձայնային արտադրություն

• Նանոէմուլսիաներ – հայտնի է նաև որպես մինիմուլսիաներ կամ ենթամիկրոնային էմուլսիաներ – օգտագործվում են քիմիայի, ներկերի, ծածկույթների, կոսմետիկայի, դեղագործության և սննդի մեջ կիրառությունների լայն շրջանակում:
• Ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են որպես երկարաժամկետ կայուն նանոէմուլսիաների արտադրության բարձր արդյունավետ և հուսալի տեխնիկա:

Ինչու ուլտրաձայնային նանոէմուլսացման համար

Ուլտրաձայնային նանոէմուլսացումը տեխնիկա է, որն օգտագործում է ցածր հաճախականության, բարձր հզորության ուլտրաձայնային ալիքներ՝ ստեղծելու փոքրիկ կաթիլների կայուն և միատեսակ էմուլսիաներ, սովորաբար 10-200 նմ միջակայքում: Այս տեխնիկան ունի մի քանի առավելություններ ավանդական էմուլսացման մեթոդների նկատմամբ, որոնք այն դարձնում են գերազանց տարբեր կիրառություններում: Այս առավելություններից մի քանիսն են.

• Միատեսակ մասնիկների չափը. Ուլտրաձայնային նանոէմուլսացումը առաջացնում է փոքր և միատեսակ կաթիլներ, որոնք ապահովում են ավելի լավ կայունություն և կենսամատչելիություն: Այս կաթիլներն ունեն մակերեսի և ծավալի բարձր հարաբերակցություն, ինչը նրանց դարձնում է ավելի ռեակտիվ և արդյունավետ տարբեր ծրագրերում:
• Բարձր կայունություն. Ուլտրաձայնային նանոէմուլսիաներն ունեն բարձր կինետիկ կայունություն՝ շնորհիվ իրենց փոքր չափերի և միատեսակության, ինչը նրանց դարձնում է միաձուլման, ծլքավորման և նստվածքի դիմացկուն: Այս կայունությունը դրանք դարձնում է իդեալական սննդի, դեղագործական, կոսմետիկ և քիմիական կիրառություններում օգտագործելու համար:
• Նվազեցված էներգիայի սպառումը. Ուլտրաձայնային նանոէմուլսացումը պահանջում է ավելի քիչ էներգիա, քան ավանդական էմուլսացման մեթոդները, ինչպիսիք են հոմոգենացումը կամ միկրոհեղուկացումը՝ դարձնելով այն ավելի էներգաարդյունավետ և ծախսարդյունավետ:
• Բազմակողմանիություն: Ուլտրաձայնային նանոէմուլսացումը կարող է օգտագործվել նյութերի լայն տեսականի էմուլսացնելու համար, ներառյալ լիպիդները, հիդրոֆիլ միացությունները և ջրում չլուծվող նյութերը: Սա այն դարձնում է բազմակողմանի տեխնիկա, որը կարող է օգտագործվել տարբեր ծրագրերում:
  Արագ մշակման ժամանակ. Ուլտրաձայնային նանոէմուլսիֆիկացիան արագ գործընթաց է, որը կարող է ավարտվել րոպեների ընթացքում, ինչը հարմար է դարձնում լայնածավալ արտադրության համար:

Ընդհանուր առմամբ, ուլտրաձայնային նանոէմուլսիֆիկացումն առաջարկում է մի քանի առավելություններ ավանդական էմուլսացման մեթոդների նկատմամբ՝ դարձնելով այն բարձրակարգ տեխնիկա տարբեր կիրառությունների համար:
 

Նանոէմուլսիաների ուլտրաձայնային ձևավորում

Ուլտրաձայնային էմուլսացումը առաջանում է ուժային ուլտրաձայնային ալիքները հեղուկ համակարգում միացնելուց: Հեղուկը հնչյունավորելով՝ առաջանում են երկու մեխանիզմ.

1. Ակուստիկ դաշտը առաջացնում է ալիքներ, որոնք անցնում են հեղուկի միջով և առաջացնում միկրոտուրբուլենտներ և միջերեսային շարժում: Դրանով սահմանային փուլը դառնում է անկայուն, այնպես որ ցրված (ներքին) փուլը ի վերջո կոտրվում է և կաթիլներ ձևավորում շարունակական (արտաքին) փուլում։
2. Ցածր հաճախականության, բարձր հզորության ուլտրաձայների կիրառումը առաջացնում է կավիտացիա (Kentish et al. 2008). Ուլտրաձայնային կավիտացիայի միջոցով միջավայրում առաջանում են միկրոփուչիկներ կամ դատարկություններ՝ ուլտրաձայնային ալիքի ճնշման ցիկլերի պատճառով: Միկրոփուչիկները / դատարկությունները աճում են մի քանի ալիքային ցիկլերի ընթացքում, մինչև որ դրանք ուժգին փլուզվեն: Այս պղպջակների պայթյունը առաջացնում է տեղական ծայրահեղ պայմաններ, ինչպիսիք են շատ բարձր կտրվածքը, հեղուկի շիթերը և տաքացման և հովացման ծայրահեղ արագությունները: (Սասլիկ 1999).

Այս ծայրահեղ ուժերը կոտրում են ցրված (ներքին) փուլի առաջնային կաթիլները՝ մինչև նանո չափի կաթիլ և միատարր խառնում դրանք շարունակական (արտաքին) փուլի մեջ:
Կարդացեք այստեղ ավելին էմուլսացման վրա ուլտրաձայնային կավիտացիայի ազդեցության մասին:

Դեղագործական նանոէմուլսիաներ

Լիպիդային մինիմուլսիաներ – արտադրված ուլտրաձայնային միջոցով – լայնորեն կիրառվում են որպես դեղաբանական նյութերի կրող դեղագործական ձևակերպումների մեջ: Օրինակ, մինիէմուլսիաները կարող են գործել որպես թմրամիջոցների պարենտերալ կրիչ կամ թմրամիջոցների առաքման սարք թիրախային հյուսվածքներին: Բացի պարուրված ակտիվ միացությունների բարձր կենսահասանելիությունից, մինիէմուլսիաների առավելությունները կայանում են նրանց բարձր կենսահամատեղելիության, կենսաքայքայման, կայունության և լայնածավալ արտադրության հեշտության մեջ: Իրենց կառուցվածքային հատկությունների շնորհիվ նրանք կարող են ներառել հիդրոֆոբ, ինչպես նաև ամֆիպաթիկ մոլեկուլներ: Ուլտրաձայնային եղանակով պատրաստված նանոէմուլսիաները հագեցած են տոկոֆերոլներով, վիտամիններով, կուրկուրմինով և շատ այլ դեղաբանական նյութերով:
Hielscher-ի ուլտրաձայնային համակարգերը հուսալի էմուլգատորներ են դեղորայքային նանոէմուլսիաների պատրաստման համար: Ուլտրաձայնային էմուլգացիայի համար Hielscher-ն առաջարկում է տարբեր պարագաներ՝ էմուլգացման գործընթացը օպտիմալացնելու համար: Hielschers MultiPhaseCavitator-ը եզակի հավելում է ուլտրաձայնային հոսքի բջիջների համար, որտեղ երկրորդ փուլը ներարկվում է որպես շատ նեղ հոսք ուղղակիորեն էմուլգացիայի ուլտրաձայնային տաք կետի գոտում:

Սննդի դասի նանոէմուլսիաներ

Նանոէմուլսիաներն առաջարկում են տարբեր առավելություններ սննդամթերքի ձևավորման համար: Նանոէմուլսիաները լավ կայունություն են ցուցաբերում գրավիտացիոն տարանջատման, ծղոտման, միաձուլման նկատմամբ և առաջարկում են ֆունկցիոնալ բաղադրիչների վերահսկվող ազատում և/կամ կլանում իրենց փոքր կաթիլների չափի և մեծ մակերեսի պատճառով: Բացի այդ, նրանք առաջարկում են ակտիվ միացությունների բարձր կենսամատչելիություն, ինչը կարևոր է սննդանյութերի և ակտիվ նյութերի մատակարարման համար: Ավելին, նրանք առաջարկում են լավ ձևակերպման հատկություններ, քանի որ դրանք թափանցիկ են կամ տեսողականորեն կիսաթափանցիկ, և դրանց ենթամիկրոն/նանո չափի կաթիլները բերում են բերանի հարթ և յուղալի զգացողություն: Այսպիսով, կայուն նանոէմուլսիաների արտադրությունը սննդի արդյունաբերության համար ամենուրեք խնդիր է, օրինակ՝ վիտամիններով կամ ճարպաթթուներով հարստացված արտադրանքի ձևավորումը (օրինակ՝ վիտամին C, վիտամին E օմեգա-3, օմեգա-6, օմեգա-9՝ ստացված բույսերի սերմերից կամ ձկան յուղ) կամ բուրավետ արտադրանք արտադրելու համար (օրինակ՝ եթերայուղերով):

Ուլտրաձայնային եղանակով ցրված նանոէմուլսիայի նանո չափերի կաթիլային բաշխում (նարդոսի յուղ ջրի մեջ էմուլսիա): Պատրաստվել է էմուլսիա UP400St ուլտրաձայնային զոնդով:

Կոսմետիկ նանոէմուլսիաներ

Հատկապես ջուր-յուղի մեջ (W/O) նանոէմուլսիաներն առաջարկում են տարբեր առավելություններ բիոակտիվ հիդրոֆիլ նյութը նանոմաշտաբի կաթիլների մեջ պարփակելու համար (մեկ կամ կրկնակի էմուլսիաներում):
Կտտացրեք այստեղ՝ ուլտրաձայնային միջոցներով կոսմետիկ էմուլսիաների առանց մակերևութային ակտիվ նյութերի ձևակերպման մասին ավելին կարդալու համար:

մինիէմուլսիոն պոլիմերացում

Ուլտրաձայնային օգնությամբ մինիէմուլսիոն պոլիմերացումը կիրառվում է տարբեր գործընթացներում – անօրգանական մասնիկների պարուրումից մինչև լատեքսի մասնիկների սինթեզ։ Ուլտրաձայնային հզորության կիրառումը քիմիական ռեակցիաներում, ինչպիսիք են պոլիմերացումը, սինթեզը և այլն, հայտնի են որպես սոնոքիմիա:
Կտտացրեք այստեղ ավելին կարդալու համար Սոնոքիմիա, լատեքսի ուլտրաձայնային սինթեզ և ուլտրաձայնային տեղումներ!

էմուլսիայի կայունացում

Թեև որոշ նանոէմուլսիաներ կարող են կայուն մնալ առանց որևէ մակերևութաակտիվ նյութերի կամ էմուլգատորների օգտագործման՝ ելնելով նանո մասշտաբային կաթիլների չափից և բաշխումից, մյուս նանոէմուլսիաները պահանջում են կայունացնող նյութերի օգտագործում՝ երկարաժամկետ կայունություն և արտադրանքի օպտիմալ որակ ստանալու համար: Կայունացումը կարող է իրականացվել՝ ավելացնելով կամ մակերևութային ակտիվ նյութեր (տենսիդներ) կամ պինդ մասնիկներ, որոնք գործում են որպես կայունացուցիչ: Էմուլսիաները, որոնք կայունանում են պինդ մասնիկներով, հայտնի են որպես Pickering էմուլսիաներ: Լակտոզան, ալբումինը, լեցիտինը, խիտոզանը, ցիկլոդեքստրինը, մալտոդեքստրինը, օսլան և այլն կարող են օգտագործվել որպես կոլոիդային կայունացուցիչներ Pickering էմուլսիաներում: Կտտացրեք այստեղ՝ ուլտրաձայնային եղանակով ստեղծված Pickering էմուլսիաների մասին ավելին իմանալու համար:
Ուլտրաձայնային էմուլսիա կարելի է կատարել բոլոր տեսակի էմուլսիաների համար։ Եթե որոշակի էմուլսիայի համար կայունացնող նյութ է պահանջվում, այն կարող է հեշտությամբ փորձարկվել փոքր մասշտաբով:
Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ պահանջվող մակերևութային ակտիվ նյութի քանակությունը մեծանում է կաթիլների չափի նվազման հետ, քանի որ մակերես-տարածք-ծավալ հարաբերակցությունը (S/V) գնդերի համար տրված է՝ S/V = 3/R: Օրինակ, որքան փոքր է մասնիկի կամ կաթիլների տրամագիծը, այնքան ավելի մեծ մակերես ունի այն իր ծավալի համեմատ:

Ուլտրաձայնային էմուլսացման սարքավորում

Կայուն ենթամիկրոն և նանոէմուլսիաների արտադրությունը պահանջում է հզոր ուլտրաձայնային սարքավորում: Hielscher ուլտրաձայնային էմուլգացիոն սարքավորումն ապահովում է շատ բարձր ամպլիտուդներ (մինչև 200 մկմ արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքերի համար, ավելի բարձր ամպլիտուդներ ըստ պահանջի)՝ ինտենսիվ ակուստիկ դաշտ ստեղծելու համար:
Այնուամենայնիվ, կայուն նանոէմուլսիաների արտադրության համար միայն ուժային ուլտրաձայնային սարքավորումը հաճախ բավարար չէ: Բացի բավարար ուլտրաձայնային հզորությունից, գործընթացի պարամետրերի ճշգրիտ վերահսկումը և բարդ աքսեսուարները (օրինակ՝ սոնոտրոդներ, հոսքային բջջային ռեակտորներ, հովացում) անհրաժեշտ են նանո չափի կաթիլներ և երկուսի՝ ջրային և յուղային փուլերի միատարր ցրումը միմյանց մեջ:
Hielscher MultiPhaseCavitator: Շատ նեղ կաթիլային բաշխմամբ բարձրակարգ էմուլսիաներ արտադրելու համար Hielscher-ը մշակել է եզակի հոսքային բջջային ներդիր: – MultiPhaseCavitator-ը: Այս հատուկ հոսքային բջիջների հավելումով էմուլսիայի երկրորդ փուլը շարունակաբար ներարկվում է 48 փոքր կանուլաների միջոցով կավիտացիայի գոտի: Այս տեխնոլոգիան թույլ է տալիս հուսալի և արդյունավետ արտադրել նանո չափի շատ փոքր կաթիլներ և բարձր կայուն էմուլսիաներ:

Hielscher Ultrasonics-ը մասնագիտացած է բարձրակարգ ուլտրաձայնային համակարգերի և աքսեսուարների մատակարարման մեջ՝ մշակման օպտիմալ արդյունքների համար: Ուլտրաձայնային մշակման մեր երկարաժամկետ փորձը և մեր հաճախորդների հետ մեր սերտ համագործակցությունը ապահովում են ուլտրաձայնային արտադրանքի հաջող ներդրումը արտադրական գծերում:
Նախնական փորձարկումների, գործընթացների մշակման և գործընթացների օպտիմալացման համար մենք առաջարկում ենք լիովին հագեցած պրոցեսների լաբորատորիա և տեխնիկական կենտրոն.
Ավելին, մենք առաջարկում ենք խորը խորհրդատվություն, հարմարեցված ուլտրաձայնային համակարգերի մշակում և խորը տեխնիկական սպասարկում տեղադրման, վերապատրաստման և սպասարկման համար: