Մոմի էմուլսիաներ՝ հզոր ուլտրաձայնի կիրառմամբ
Երբ մոմը դիսպերսվում է նանոկաթիլների տեսքով՝ շատ համասեռ բաշխմամբ, ստացվում է մոմի կայուն էմուլսիա։ Ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներն առաջացնում են սահքի մեծ ուժեր և մոմի կայուն նանոէմուլսիաների ստացման հուսալի ու ամուր համակարգեր են։ Hielscher Ultrasonics ընկերության՝ սահքի մեծ ուժեր ապահովող հոմոգենիզատորները տարբեր արդյունաբերական ոլորտների համար ապահովում են գերազանց էմուլսիաներ։
Մոմի ուլտրաձայնային էմուլսիաներ
Ուլտրաձայնով առաջացող սահքի մեծ ուժերն ապահովում են նանոչափ մոմային էմուլսիաների, օրինակ՝ պարաֆինային մոմի կայուն նանոէմուլսիաների ստացման համար անհրաժեշտ էներգիան։
Տարբեր մոմերի համակցությամբ կարելի է պատրաստել ենթամիկրոնային և նանոէմուլսիաներ ու դիսպերսիաներ՝ շատ բարձր ֆունկցիոնալ հատկություններով (օրինակ՝ քսունակություն, ջրակայունություն, քերծվածքակայունություն և այլն) գերազանց արտադրանք ստանալու համար։
Ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորների առաջացրած սահքի մեծ ուժերը հնարավորություն են տալիս պատրաստելու օգտագործման համար պատրաստ, կայուն մոմային բաղադրություններ՝ հավասարակշռության վիճակում գտնվող մասնիկներով։ Ուլտրաձայնային էմուլսացման արդյունքում ստացվում են նանոչափ մասնիկներ և համաչափ բաշխում։
Արդյունաբերական ուլտրաձայնային հոսքային համակարգ՝ մոմի էմուլսիաների արտադրության համար։
- կաթիլների շատ փոքր չափեր՝ 100nm-ից պակաս
- կայուն էմուլսիաներ
- պահպանման երկարացված ժամկետ (մեխանիկական կայունություն)
- ավելի բարձր արդյունավետություն
- գործընթացի ճշգրիտ վերահսկում
Պարաֆինային մոմի ուլտրաձայնային նանոէմուլսիա
Ինչպես պատրաստել պարաֆինային մոմի կայուն էմուլսիա
Նանոչափ մոմային էմուլսիան պատրաստվում է հալված պարաֆինային մոմից (որպես յուղային ֆազ), թորած ջրից և որպես մակերևութաակտիվ նյութ օգտագործվող անիոնային SDS նյութից։ Կոպիտ նախնական խառնուրդ ստանալու համար մոմը, ջուրը և մակերևութաակտիվ նյութը հոմոգենացվում են մագնիսական խառնիչով՝ 1000 rpm արագությամբ։ Այդ նպատակով մակերևութաակտիվ նյութը (կոնցենտրացիան՝ 10 mg/ml էմուլսիայում) և ջուրը խառնվում են քիմիական բաժակում և տաքացվում մինչև մոտ 65–70ºC։ Այնուհետև պարաֆինային մոմն ավելացվում է կաթիլ առ կաթիլ՝ մագնիսական խառնման պայմաններում պահպանելով յուղային ֆազի 0,2 ծավալային բաժինը։
Պարաֆինային մոմի ամբողջական ավելացումից հետո կոպիտ նախախառնված էմուլսիան մշակվում է ուլտրաձայնով՝ օգտագործելով սեղանադիր ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր UIP1000hdT (1000W, 20kHz) մոտ 15 րոպե տևողությամբ։ Ուլտրաձայնային էմուլսացման գործընթացի արդյունքում ստացվում է շատ բարձր կայունությամբ մոմային նանոէմուլսիա։
Կարդացեք ավելին ուլտրաձայնային մշակմամբ պարաֆինային մոմի էմուլսիա ստանալու մասին։
Hielscher UP400St սարքով պատրաստված ուլտրաձայնային նանոէմուլսիաներ
Մակերևութաակտիվ նյութեր
Մոմի էմուլսիաները կարող են կայունացվել կա՛մ ստերիկ մեխանիզմով (ոչ իոնային էմուլսարարների կիրառմամբ), կա՛մ էլեկտրաստատիկ մեխանիզմով (իոնային, առավել հաճախ՝ անիոնային էմուլսարարների կիրառմամբ)։ Անիոնային և ոչ իոնային էմուլսարարների համակցությունն ապահովում է էմուլսիայի օպտիմալ կայունությունը, քանի որ մոմի մասնիկները պաշտպանվում են կայունացման երկու մեխանիզմներով։ Սա կոչվում է էլեկտրաստերիկ կայունացման մեխանիզմ։
Մոմերի էմուլսացման համար կարելի է օգտագործել տարբեր էմուլսարարներ կամ մակերևութաակտիվ նյութեր, որոնք կարող են լինել անիոնային, կատիոնային կամ ոչ իոնային։ Առավել հաճախ օգտագործվող մակերևութաակտիվ նյութերը ճարպային սպիրտների էթօքսիլատներն են՝ որպես ոչ իոնային մակերևութաակտիվ նյութեր, քանի որ դրանք ապահովում են բացառիկ կայունություն կոշտ ջրի, pH-ի կտրուկ փոփոխությունների և էլեկտրոլիտների նկատմամբ։ Նյութի այլ հատուկ բնութագրեր ապահովելու համար օգտագործվում են տարբեր այլ նյութեր, օրինակ՝ անիոնային մակերևութաակտիվ նյութեր՝ ավելի լավ հիդրոֆոբության համար, կամ կատիոնային մակերևութաակտիվ նյութեր՝ ավելի լավ կպչունության համար։
Նշում․ որքան փոքր են կաթիլները, այնքան ավելի շատ մակերևութաակտիվ նյութ է անհրաժեշտ կաթիլի մակերևույթը ծածկելու համար, քանի որ գնդերի V/S հարաբերությունը հետևյալն է՝ S/V = 3/R։ Երկարության կամ շառավղի ցանկացած՝ x*l կամ x*r մեծացման դեպքում մակերևույթի մակերեսի աճը հավասար է x թվի քառակուսուն (x2), իսկ ծավալի աճը՝ x թվի խորանարդին (x3).
Բաղադրությունների պատրաստում՝ մոմի էմուլսիաներով և դիսպերսիաներով
Ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներն օգտագործվում են ոչ միայն մոմի էմուլսիաներ / դիսպերսիաներ ստանալու համար – դրանք օգտագործվում են նաև հետագա փուլերում մոմի էմուլսիաները մշակելու համար՝ էմուլսիան որպես հավելանյութ վերջնական արտադրանքի մեջ ներառելու նպատակով (օրինակ՝ ծածկույթներ, լաքեր, ներկեր, կոսմետիկ միջոցներ և այլն)։
Ծանր աշխատանքային պայմանների համար նախատեսված ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ մոմի կայուն էմուլսիաների ստացման համար
Hielscher Ultrasonics ընկերությունը բարձր հզորության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորների համաշխարհային ճանաչում ունեցող մատակարար է։ Մեր ուլտրաձայնային սարքերն ամբողջ աշխարհում կիրառվում են որպես հուսալի և ամուր «աշխատանքային ձիեր» քիմիական, դեղագործական, կոսմետիկական և սննդի արդյունաբերության մեջ։ Hielscher արդյունաբերական դասի ուլտրաձայնային սարքերը կարող են շարունակաբար ապահովել մինչև 200µm շատ բարձր ամպլիտուդներ (իսկ ըստ պահանջի՝ նաև ավելի բարձր)՝ ինտենսիվ կավիտացիա և բարձր սահքային ուժեր առաջացնելու համար։ Արդյունքում ստացվում են գերմանր նանոէմուլսիաներ և դիսպերսիաներ՝ մասնիկների չափերի շատ նեղ բաշխմամբ։ Մեր բարձր հզորության ուլտրաձայնային համակարգերն օգնում են ձեզ ստանալ գերազանց որակի մոմային բաղադրություններ։
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի ամրությունը թույլ է տալիս աշխատել 24/7 ռեժիմով՝ մեծ ծանրաբեռնվածության և պահանջկոտ միջավայրերի պայմաններում։
Զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարք UP400St կայուն մոմային էմուլսիաների պատրաստման համար։
| Խմբաքանակի ծավալ | Հոսքի ծավալային արագություն | 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 |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | ավելի բարձր | սարքերի խումբ՝ UIP16000hdT |
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Հզոր 1,5kW ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր UIP15000hdT հոսքային բջջով՝ հոսքագծում էմուլգացման համար։
Գրականություն / Հղումներ
- Salla Puupponen, Ari Seppälä, Olli Vartia, Kari Saari, Tapio Ala-Nissilä (2015): Preparation of paraffin and fatty acid phase changing nanoemulsions for heat transfer. Thermochimica Acta, Volume 601, 2015. 33-38.
- Behrend, O.; Ax, K.; Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound. Ultrason Sonochem. 7(2), 2000. 77-85.
- Hosseini S.; Tarzi B. G.; Gharachorloo M.; Ghavami M.; Bakhoda H. (2015): Optimization on the Stability of Linseed Oil-in-Water Nanoemulsions Generated by Ultrasonic Emulsification Using Response Surface Methodology (RSM). Orient J Chem 31(2), 2015.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ի՞նչ է մոմը։ Ինչի՞ համար են օգտագործվում մոմերը։
Մոմերը սահմանվում են որպես օրգանական միացությունների բազմազան դաս, որոնք շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանին մոտ ջերմաստիճաններում հիդրոֆոբ, ձևափոխելի պինդ նյութեր են։ Մոմերը կազմված են տարբեր բաղադրիչներից, այդ թվում՝ ածխաջրածիններից (նորմալ կամ ճյուղավորված ալկաններ և ալկեններ), կետոններից, դիկետոններից, առաջնային և երկրորդային սպիրտներից, ալդեհիդներից, ստերոլների էսթերներից, ալկանաթթուներից, տերպեններից (սկվալեն) և մոնոէսթերներից (մոմային էսթերներ)։ Մոմերի քիմիական բաղադրությունը բարդ է և փոփոխական, սակայն ընդհանուր առմամբ մոմերը պարունակում են ալկանների համեմատաբար բարձր բաժին, իսկ ածխաջրածիններն ունեն երկար կամ շատ երկար ածխածնային շղթաներ (12-ից մինչև մոտ 38 ածխածնի ատոմ)։ Դրանք պինդ են ջերմաստիճանների լայն միջակայքում (հալման ջերմաստիճանը՝ 60°C–100°C)։ Հալվելիս դրանք վերածվում են ցածր մածուցիկությամբ հեղուկի։
Դրանց բնորոշ է ջրում անլուծելիությունը, սակայն օրգանական, ոչ բևեռային լուծիչներում՝ լուծելիությունը։ Մոմերը կարելի է բաժանել բնական (բուսական և կենդանական ծագման), կիսասինթետիկ և սինթետիկ մոմերի։
Մոմերի առևտրային արտադրության հիմնական աղբյուրը հում նավթն է։
Նավթային մոմերի երկու ամենակարևոր տեսակներն են պարաֆինային և միկրոբյուրեղային մոմերը։
Պարաֆինային մոմերը հիմնականում ունեն սպիտակ, անհոտ, անհամ, մոմանման պինդ կազմություն՝ 46°C–68°C (115°F–154°F) բնորոշ հալման ջերմաստիճանով և մոտ 900 kg/m3 խտությամբ։ Պարաֆինային մոմն ունի խոշորաբյուրեղային կառուցվածք և անլուծելի է ջրում, սակայն լուծելի է եթերում, բենզոլում և որոշ էսթերներում։ Պարաֆինային մոմերը ստացվում են հում նավթից և պարունակում են 20–40 ածխածնի ատոմ։
Միկրոբյուրեղային մոմը՝ հայտնի նաև որպես պետրոլատում, օգտագործվում է բազմաթիվ կիրառություններում՝ իր հոտի, գույնի, յուղի պարունակության, կազմության և յուղ կապելու հատկության շնորհիվ։
α-օլեֆինային մոմերը սինթետիկ եղանակով ստացվում են էթիլենից՝ կամ Fischer-Tropsch սինթեզի միջոցով՝ Ziegler-Natta կատալիզատորի կիրառմամբ, կամ էթիլենի օլիգոմերացման միջոցով։ Ալֆա-օլեֆինային մոմերն առավել հաճախ օգտագործվում են քսայուղերի հավելանյութերում, PVC քսանյութերում, մոմերում, նավթահորերի հորատման քիմիական նյութերում և կոսմետիկ միջոցներում։
Պոլիէթիլենային մոմը (PE-WAX) էթիլենի մոնոմերային շղթաներից կազմված գերճածր մոլեկուլային զանգվածով պոլիէթիլեն է (ULMWPE)։ Պոլիպրոպիլենային մոմը (PP-WAX) սինթետիկ, բյուրեղային, ցածր մոլեկուլային զանգվածով խեժ է։
Թե՛ պոլիէթիլենային, թե՛ պոլիպրոպիլենային մոմերը հոմոպոլիմերներ են և հիմնականում օգտագործվում են պլաստմասսաների համար գունանյութերի բաղադրություններ պատրաստելու նպատակով։
Համապոլիմերային մոմերը, ինչպիսիք են էթիլենվինիլացետատի (EVA) և էթիլենակրիլաթթվի (EAA) ածանցյալները, լայնորեն օգտագործվում են ծածկույթների, օրինակ՝ մետաղական էֆեկտով հիմնաշերտերի բաղադրություններում։
Մոմերն ու մոմային հավելանյութերը լայնորեն օգտագործվում են արտադրանքին քսողունակություն / սահք, ռեոլոգիական հատկություններ, մաշակայունություն, կպչելը կանխող / պատնեշային հատկություններ, փայլ կամ փայլատություն, օքսիդացման նկատմամբ դիմադրություն և/կամ ջրավանություն հաղորդելու համար։
Մոմերը լայնորեն օգտագործվող բաղադրիչ են բազմաթիվ արդյունաբերական ոլորտներում, օրինակ՝ քիմիական նյութերի (օրինակ՝ նուրբ և հատուկ նշանակության քիմիական նյութերի), ծածկույթների, ներկերի ու թանաքների, հավելանյութերի ու մոդիֆիկատորների, սոսինձների, պլաստմասսաների ու PVC-ի, անվադողերի ու ռետինների արտադրության, շինարարության ու կառուցապատման, ջերմաստատային կարգավորման սարքերի, փաթեթավորման նյութերի, սննդամթերքի և կոսմետիկայի արտադրության մեջ։
Բնական մոմեր.
- Կենդանական մոմեր՝ մեղրամոմ, լանոլին, կենդանական ճարպ, շելակ, սպերմացետ
- Բուսական մոմեր՝ կարնաուբայի, կանդելիլայի, սոյայի, գերչակի, բրնձի թեփի, մոմաթփի, ժոժոբայի և այլն։
Հանքային մոմեր.
- Բրածո մոմեր՝ ցերեզին, մոնտանային մոմ, օզոկերիտ, տորֆային մոմ
- Նավթային մոմեր՝ պարաֆին, միկրոբյուրեղային մոմեր, օրինակ՝ պետրոլատում
Սինթեզված մոմեր.
Սինթետիկ մոմեր՝ էթիլենային պոլիմերներ, օրինակ՝ պոլիէթիլեն և պոլիոլների եթերաէսթերներ, պոլիօլեֆինային մոմեր, ճարպաթթուների ամիդային մոմեր, քլորացված նաֆթալիններ, ածխաջրածնային տեսակի մոմեր, օրինակ՝ Ֆիշեր–Տրոպշի մոմեր։
Ի՞նչ է մոմային էմուլսիան։
Մոմային էմուլսիան / մոմային դիսպերսիան ջրում մեկ կամ մի քանի մոմերի կայուն խառնուրդ է։ Քանի որ մոմերն ու ջրային հեղուկները սովորաբար փոխադարձաբար չխառնվող են, կայուն մոմային էմուլսիա ստանալու համար անհրաժեշտ են մակերևութաակտիվ նյութեր և խառնման կատարելագործված գործընթաց, օրինակ՝ հզոր ուլտրաձայնի կիրառմամբ։ Ճշգրիտ տերմինաբանությամբ մոմային էմուլսիան պետք է անվանել մոմային դիսպերսիա, քանի որ մոմերը սենյակային ջերմաստիճանում պինդ են։ Սակայն, քանի որ մոմային էմուլսիաները / դիսպերսիաները պատրաստվում են հալված մոմերից, «էմուլգացում» և «մոմային էմուլսիա» եզրույթներն առավել հաճախ օգտագործվում են ջրային հիմքով մոմային բաղադրությունների համար, մինչդեռ «մոմային դիսպերսիա» եզրույթը հիմնականում նկարագրում է լուծիչի հիմքով մոմային բաղադրություն։
Ի՞նչ է էմուլսիան
Էմուլսիան երկու կամ ավելի փոխադարձաբար չխառնվող հեղուկների՝ հեղուկում հեղուկի դիսպերսիա է։
Էմուլսիան կարող է լինել տարբեր տեսակների՝ w/o, o/w, w/o/w, o/w/o։
Էմուլսիայի տեսակը (w/o կամ o/w) կարելի է որոշել նոսրացման փորձով։ Էմուլսիան կարելի է նոսրացնել միայն անընդհատ / արտաքին ֆազով։ Էմուլսիայի տեսակը որոշելու մեկ այլ եղանակ է էլեկտրահաղորդականության ստուգումը։ Իոնային o/w էմուլսիաները էլեկտրական հոսանք չեն հաղորդում, մինչդեռ o/w էմուլսիաները էլեկտրական հոսանք հաղորդում են։
CoCl2 միացությամբ ֆիլտրաթղթային փորձ կատարելու համար ֆիլտրաթուղթը ներծծում են CoCl2 միացությամբ և չորացնում (կապույտ գույն)։ CoCl2 միացությամբ ներծծված ֆիլտրաթուղթը դառնում է վարդագույն, երբ ավելացվում է o/w էմուլսիա։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր։