Pengemulsi Ultrasonik
Emulsi adalah sistem dua fase yang terdiri atas dua cairan yang tidak saling bercampur, dengan satu fase, yang disebut fase internal atau terdispersi, tersebar sebagai tetesan kecil di dalam fase lainnya, yang disebut fase eksternal atau kontinu. Untuk menyiapkan emulsi, umumnya diperlukan masukan energi ke dalam sistem dua fase tersebut. Gaya geser ultrasonik telah terbukti sangat efisien dalam menghasilkan emulsi berkualitas unggul yang stabil dalam jangka panjang dengan tetesan berukuran nano.
Peningkatan Stabilitas Emulsi secara Ultrasonik
Efek fisik ultrasonik yang ditimbulkan oleh kavitasi akustik memecah tetesan minyak dan air sehingga memudahkan pembentukan emulsi O/W dan W/O yang stabil dengan tetesan sangat kecil berukuran mikro dan nano. Karena ukuran tetesannya sangat kecil dan luas permukaannya tinggi, nanoemulsi memiliki sifat bioaktif yang sangat tinggi, yang penting untuk produksi pangan dan suplemen, produk farmasi, serta kosmetik. Karena ukuran tetesan yang sangat kecil, senyawa bioaktif dapat menembus sel dengan cepat. Dalam ilmu material dan industri, nanoemulsi juga penting untuk pembuatan pelapis berkinerja tinggi, cat, polimer, dan komposit lainnya. Nanoemulsi yang dibuat secara ultrasonik biasanya jauh lebih stabil daripada makroemulsi dan tidak menunjukkan sedimentasi, koalesensi, atau flokulasi.
- Nanoemulsi dan miniemulsi
- Sangat efisien
- Batch atau kontinu
- Cairan berviskositas rendah hingga kental
- Reprodusibilitas / keterulangan
- Teknik yang andal
- Mudah dan aman digunakan
UP400St – perangkat ultrasonik 400W untuk nanoemulsi minyak dalam air (O/W)
Emulsifikasi Ultrasonik yang Sangat Efisien
Zungur et al. (2015) membandingkan homogenisasi ultrasonik dengan homogenisasi geser tinggi konvensional untuk menyiapkan emulsi air–minyak zaitun. Untuk emulsi tersebut, WPI dan maltodekstrin digunakan sebagai bahan enkapsulasi dan Tween20 digunakan sebagai penstabil. “Nilai indeks pembentukan krim pada emulsi yang disiapkan dengan teknik homogenisasi konvensional dan ultrasonik masing-masing berkisar antara 20,77 dan 86,26 % serta 15,63 hingga 91,55 %. Secara umum, hasilnya menunjukkan bahwa emulsi yang disiapkan dengan emulsifikasi ultrasonik lebih stabil daripada yang disiapkan dengan metode homogenisasi konvensional.”
Citra mikroskopi (pada perbesaran 100x) emulsi yang mengandung 40 % (wb) bahan kering dan 9 % (wb) minyak, yang disiapkan dengan metode homogenisasi konvensional menggunakan (a) WPI, (b) MD, (c) campuran WPI-MD (1:1); dan yang disiapkan dengan metode homogenisasi ultrasonik menggunakan (d) WPI (e) MD (f) campuran WPI-MD (1:1). Emulsifikasi ultrasonik menghasilkan tetesan yang jauh lebih kecil dan stabilitas emulsi yang lebih baik.
(studi dan citra mikroskopi: Zungur et al., 2015)
Taha et al. (2020) menyimpulkan dalam artikel tinjauan mereka bahwa ultrasonik intensitas tinggi (HIU) “dapat digunakan untuk meningkatkan sifat pengemulsi bahan pengemulsi pangan seperti protein dan polisakarida serta meningkatkan stabilitas emulsinya. Emulsi yang distabilkan oleh kompleks protein-polisakarida dan dihasilkan dengan HIU menunjukkan stabilitas yang lebih baik terhadap tekanan lingkungan daripada emulsi yang distabilkan oleh komponen tunggal. Selain itu, beberapa studi menunjukkan bahwa homogenizer HIU lebih hemat energi daripada homogenizer tekanan tinggi dan mikrofluidizer.” (Taha et al., 2020)
- Ukuran tetesan rata-rata (dipengaruhi oleh teknik emulsifikasi)
- Distribusi ukuran tetesan (dipengaruhi oleh teknik emulsifikasi)
- Viskositas fase internal
- Viskositas fase kontinu
- Surfaktan
- Konsentrasi fase minyak
- pH fase kontinu
- Sifat optik emulsi
Nanoemulsifikasi ultrasonik digunakan untuk menghasilkan emulsi berkinerja tinggi untuk material berkinerja tinggi, cat, pelapis, pangan, produk farmasi, dan kosmetik.
Distribusi ukuran tetesan emulsi air–minyak zaitun yang disiapkan dengan (a) metode homogenisasi konvensional (b) metode homogenisasi ultrasonik (menggunakan UP400S) dengan MD, WPI, dan campurannya, yang mengandung 40% bahan kering dengan kandungan minyak 9% (w/w). Emulsifikasi ultrasonik menghasilkan tetesan yang jauh lebih kecil, pembentukan krim yang lebih sedikit, dan stabilitas emulsi keseluruhan yang lebih baik.
(studi dan grafik: Zungur et al., 2015)
Pembuatan emulsi minyak dalam air (O/W) secara ultrasonik (air merah / minyak kuning). Sonikasi selama beberapa detik mengubah kedua fase air dan minyak menjadi emulsi halus.
Pengemulsi Ultrasonik Berkinerja Tinggi
Hielscher Ultrasonics menyediakan pengemulsi ultrasonik berdaya tinggi dan berfrekuensi rendah pada segala skala untuk penelitian, pengembangan proses, penelitian dan pengembangan, serta produksi industri dengan aliran bervolume sangat besar. Portofolio kami yang luas menawarkan prosesor ultrasonik yang ideal dalam segala ukuran dan untuk industri apa pun.
Prosesor ultrasonik industri Hielscher Ultrasonics dapat menghasilkan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200µm dapat dengan mudah dijalankan secara kontinu dalam pengoperasian 24/7/365. Untuk amplitudo yang lebih tinggi lagi, tersedia sonotrode ultrasonik yang dibuat sesuai kebutuhan. Semua parameter proses dapat dikendalikan dan dipantau secara tepat melalui perangkat lunak cerdas.
- untuk segala volume / kapasitas produksi
- untuk industri apa pun
- efektif dan mengintensifkan proses
- untuk pemrosesan batch dan inline
- serbaguna
- hemat energi
- mudah dan aman dioperasikan
- hasil yang dapat direproduksi
- dapat ditingkatkan skalanya secara linear
- andal
- kokoh, minim perawatan
- mudah dipasang atau diintegrasikan ke sistem yang sudah ada
- pengembalian investasi (RoI) yang cepat
Reaktor ultrasonik dengan MultiPhaseCavitator untuk nanoemulsifikasi yang lebih baik
MultiPhaseCavitator – Sistem Injeksi Ultrasonik untuk Emulsi Stabil
MultiPhaseCavitator – MPC48insert – adalah sisipan unik untuk reaktor sel alir Hielscher. Desain MultiPhaseCavitator dilengkapi 48 kanula halus yang menginjeksikan fase kedua emulsi langsung ke titik intensitas tinggi kavitasi. Di zona kavitasi, aliran tipis fase kedua yang diinjeksikan dipotong oleh gelombang berfrekuensi ultrasonik 20kHz. Ini berarti fluida yang diinjeksikan dipotong oleh 20.000 gerakan getaran per detik, yang menghasilkan tetesan luar biasa kecil dalam rentang nano. Gaya geser ultrasonik, gelombang kejut, dan turbulensi mengemulsikan tetesan kecil ini di dalam fase kontinu dan menghasilkan nanoemulsi unggul dengan stabilitas tinggi.
Ingin Membeli Pengemulsi Ultrasonik?
Hubungi kami sekarang dengan mengisi formulir kontak di bawah ini, mengirimkan email kepada kami, atau menelepon kami!
Tim kami yang berpengalaman akan dengan senang hati mendiskusikan aplikasi emulsi Anda dan merekomendasikan sistem pengemulsi ultrasonik yang paling sesuai!
- parameter yang dapat dikendalikan secara presisi
- amplitudo tinggi
- efisiensi energi
- batch dan inline
- dapat ditingkatkan skalanya secara linear ke ukuran apa pun
- perangkat lunak cerdas dengan pengaturan sonikasi yang dapat diprogram
- pengoperasian 24/2/365
- kokoh
- tersedia sonotrode dan aksesori
Tabel di bawah ini memberikan gambaran perkiraan kapasitas pemrosesan sonikator kami:
| Volume Batch | Laju Alir | Perangkat yang Direkomendasikan |
|---|---|---|
| 1 hingga 500mL | 10 hingga 200mL/min | UP100H |
| 10 hingga 2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 hingga 20L | 0,2 hingga 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 hingga 100L | 2 hingga 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 hingga 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lebih besar | gabungan unit UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanyakan kepada Kami!
Literatur / Referensi
- 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.
Fakta yang Perlu Diketahui
Apa Itu Emulsi? – Definisi Istilah “Emulsi”
Emulsi adalah sistem fluida yang terdiri atas setidaknya dua cairan yang tidak saling bercampur, dengan salah satu cairan terdispersi di dalam cairan lainnya sebagai tetesan kecil. Fase berupa tetesan kecil yang tersebar disebut fase terdispersi atau internal, sedangkan fase lainnya disebut fase kontinu atau eksternal. Emulsi dibedakan menjadi dua jenis utama: emulsi minyak dalam air (O/W) dan air dalam minyak (W/O). Pada emulsi minyak dalam air (O/W), fase internalnya adalah minyak atau cairan yang dapat bercampur dengan minyak, dan fase eksternalnya adalah air atau cairan yang dapat bercampur dengan air. Pada emulsi air dalam minyak (W/O), fase internalnya adalah cairan yang menyerupai air, sedangkan fase eksternalnya adalah cairan yang menyerupai minyak.
Sebagian besar emulsi memerlukan bahan pengemulsi, yang dikenal sebagai penstabil atau surfaktan. Ukuran tetesan juga berperan penting dalam stabilitas emulsi. Semakin kecil ukuran tetesan, semakin stabil emulsinya.
Ultrasonik berkinerja tinggi! Rangkaian produk Hielscher mencakup seluruh spektrum, mulai dari sonikator laboratorium yang ringkas, unit meja, hingga sistem ultrasonik untuk skala industri penuh.