Emulsi Lilin dengan Ultrasonik Berdaya Tinggi
Ketika lilin didispersikan sebagai tetesan nano dengan distribusi yang sangat homogen, diperoleh emulsi lilin yang stabil. Homogenizer ultrasonik menghasilkan gaya geser tinggi dan merupakan sistem yang andal serta tangguh untuk menghasilkan nanoemulsi lilin yang stabil. Homogenizer dengan gaya geser tinggi dari Hielscher Ultrasonics menghasilkan emulsi unggul untuk berbagai industri.
Emulsi Lilin Ultrasonik
Gaya geser tinggi yang dihasilkan secara ultrasonik memberikan energi yang diperlukan untuk menghasilkan emulsi lilin berukuran nano, misalnya nanoemulsi lilin parafin yang stabil.
Emulsi dan dispersi submikron serta nano dapat diformulasikan menggunakan kombinasi berbagai lilin untuk memperoleh produk unggul dengan fungsionalitas yang sangat tinggi (misalnya pelumasan, ketahanan terhadap air, ketahanan terhadap goresan, dll.).
Gaya geser tinggi dari homogenizer ultrasonik memungkinkan produksi formulasi lilin siap pakai yang stabil dengan partikel dalam keadaan setimbang. Emulsifikasi ultrasonik menghasilkan partikel berukuran nano dan distribusi yang seragam.
Sistem ultrasonik industri dengan aliran kontinu untuk produksi emulsi lilin.
- ukuran tetesan sangat kecil, kurang dari 100nm
- emulsi yang stabil
- masa simpan lebih panjang (stabilitas mekanis)
- efektivitas lebih tinggi
- kontrol proses yang presisi
Nanoemulsi Lilin Parafin Ultrasonik
Cara Menyiapkan Emulsi Lilin Parafin yang Stabil
Emulsi lilin berukuran nano diformulasikan dari lilin parafin cair (sebagai fase minyak), air suling, dan SDS anionik sebagai surfaktan. Untuk membentuk pracampuran kasar, lilin, air, dan surfaktan dihomogenisasi menggunakan pengaduk magnetik pada 1000 rpm. Untuk itu, surfaktan (konsentrasi 10 mg/ml emulsi) dan air dicampur dalam gelas beker dan dipanaskan hingga sekitar 65–70ºC. Kemudian, lilin parafin ditambahkan tetes demi tetes dengan mempertahankan fraksi volume fase minyak sebesar 0,2 sambil diaduk secara magnetik.
Setelah seluruh lilin parafin ditambahkan, emulsi pracampuran kasar tersebut disonikasi dengan homogenizer ultrasonik tipe meja UIP1000hdT (1000W, 20kHz) selama sekitar 15 menit. Proses emulsifikasi ultrasonik menghasilkan nanoemulsi lilin dengan stabilitas yang sangat tinggi.
Baca lebih lanjut tentang emulsi lilin parafin menggunakan sonikasi!
Nanoemulsi ultrasonik yang disiapkan dengan Hielscher UP400St
Surfaktan
Emulsi lilin dapat distabilkan melalui mekanisme sterik (menggunakan pengemulsi nonionik) atau mekanisme elektrostatik (menggunakan pengemulsi ionik, paling sering anionik). Kombinasi pengemulsi anionik dan nonionik memberikan stabilitas optimum pada emulsi karena partikel lilin dilindungi oleh kedua mekanisme stabilisasi tersebut. Hal ini disebut mekanisme stabilisasi elektrosterik.
Untuk emulsifikasi lilin, berbagai pengemulsi atau surfaktan, baik anionik, kationik, maupun nonionik, dapat digunakan. Surfaktan yang paling umum digunakan adalah etoksilat alkohol lemak sebagai surfaktan nonionik karena menawarkan stabilitas luar biasa terhadap air sadah, perubahan pH mendadak, dan elektrolit. Untuk karakteristik bahan spesifik lainnya, digunakan berbagai surfaktan lain, misalnya surfaktan anionik untuk hidrofobisitas yang lebih baik atau surfaktan kationik untuk adhesi yang lebih baik.
Catatan: Semakin kecil tetesan, semakin banyak surfaktan yang diperlukan untuk menutupi permukaan tetesan karena rasio V/S bola adalah sebagai berikut: S/V = 3/R. Untuk setiap peningkatan, x*l atau x*r pada panjang atau jari-jari, peningkatan luas permukaan adalah x kuadrat (x2) dan peningkatan volume adalah x pangkat tiga (x3).
Formulasi dengan Emulsi dan Dispersi Lilin
Homogenizer ultrasonik tidak hanya digunakan untuk membentuk emulsi / dispersi lilin – alat ini digunakan untuk memproses emulsi lilin pada tahap selanjutnya guna memasukkan emulsi sebagai aditif ke dalam produk akhir (misalnya pelapis, lak, cat, kosmetik, dll.).
Homogenizer Ultrasonik untuk Beban Kerja Berat guna Menghasilkan Emulsi Lilin yang Stabil
Hielscher Ultrasonics merupakan pemasok homogenizer ultrasonik berdaya tinggi yang terkenal di seluruh dunia. Sonikator kami dapat ditemukan di seluruh dunia sebagai alat kerja yang andal dan tangguh dalam industri kimia, farmasi, kosmetik, dan pangan. Sonikator kelas industri Hielscher mampu menghasilkan amplitudo sangat tinggi hingga 200µm (dan lebih tinggi sesuai permintaan) secara kontinu untuk menghasilkan kavitasi intens dan gaya geser tinggi. Hasilnya adalah nanoemulsi dan dispersi sangat halus dengan distribusi partikel yang sangat sempit. Sistem ultrasonik berdaya tinggi kami membantu Anda memperoleh kualitas unggul untuk formulasi lilin Anda.
Ketangguhan sonikator Hielscher memungkinkan pengoperasian 24/7 dengan beban kerja berat dan dalam lingkungan yang menantang.
Sonikator tipe probe UP400St untuk menyiapkan emulsi lilin yang stabil.
| 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 |
| 15 hingga 150L | 3 hingga 15L/min | UIP6000hdT |
| tidak berlaku | 10 hingga 100L/min | UIP16000hdT |
| tidak berlaku | lebih besar | gabungan beberapa unit UIP16000hdT |
Hubungi Kami! / Tanyakan kepada Kami!
Homogenizer ultrasonik bertenaga 1,5kW UIP15000hdT dengan sel alir untuk emulsifikasi inline.
Literatur / Referensi
- 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.
Fakta yang Perlu Diketahui
Apa Itu Lilin? Untuk Apa Lilin Digunakan?
Lilin didefinisikan sebagai kelompok beragam senyawa organik yang bersifat hidrofobik dan berupa padatan yang mudah dibentuk pada suhu mendekati suhu lingkungan. Lilin tersusun dari berbagai komponen, termasuk hidrokarbon (alkana dan alkena rantai lurus atau bercabang), keton, diketon, alkohol primer dan sekunder, aldehida, ester sterol, asam alkanoat, terpena (skualena), dan monoester (ester lilin). Komposisi kimia lilin kompleks dan bervariasi, tetapi secara umum lilin mengandung proporsi alkana yang relatif tinggi dan hidrokarbonnya memiliki rantai karbon panjang atau sangat panjang (dari 12 hingga sekitar 38 atom karbon). Lilin berbentuk padat dalam rentang suhu yang luas (titik lebur antara 60°C dan 100°C). Saat meleleh, lilin berubah menjadi cairan berviskositas rendah.
Lilin dicirikan oleh sifatnya yang tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik nonpolar. Lilin dapat dibedakan menjadi lilin alami (berasal dari tumbuhan atau hewan), semisintetis, dan sintetis.
Untuk produksi lilin secara komersial, minyak mentah merupakan sumber utama.
Dua jenis lilin minyak bumi yang paling penting adalah lilin parafin dan mikrokristalin:
Lilin parafin umumnya memiliki konsistensi padat berlilin, berwarna putih, tidak berbau, dan tidak berasa, dengan titik lebur khas antara 46°C dan 68°C (115°F dan 154°F), serta densitas sekitar 900 kg/m3. Lilin ini memiliki struktur makrokristalin dan tidak larut dalam air, tetapi larut dalam eter, benzena, dan ester tertentu. Lilin parafin berasal dari minyak mentah dan mengandung antara 20 dan 40 atom karbon.
Lilin mikrokristalin, juga dikenal sebagai petrolatum, digunakan untuk beragam aplikasi karena bau, warna, kandungan minyak, konsistensi, dan sifat pengikatan minyaknya.
Lilin α-olefin diperoleh secara sintetis dari etilena melalui sintesis Fischer-Tropsch dengan katalis Ziegler-Natta atau melalui oligomerisasi etilena. Lilin alfa-olefin paling umum digunakan dalam aditif minyak pelumas, pelumas PVC, lilin penerangan, bahan kimia pengeboran minyak, dan kosmetik.
Lilin Polietilena (PE-WAX) adalah polietilena berbobot molekul sangat rendah (ULMWPE) yang terdiri atas rantai monomer etilena. Lilin polipropilena (PP-WAX) adalah resin sintetis kristalin berbobot molekul rendah.
Lilin polietilena dan polipropilena keduanya merupakan homopolimer dan terutama digunakan untuk formulasi zat pewarna plastik.
Lilin kopolimer seperti turunan etilena vinil asetat (EVA) dan etilena asam akrilat (EAA) banyak digunakan dalam formulasi pelapis, misalnya lapisan dasar metalik.
Lilin dan aditif lilin banyak digunakan untuk memberikan sifat pelumasan/kelicinan, reologi, ketahanan abrasi, antiperekatan/penghalang, kilap atau efek kusam, ketahanan antioksidasi, dan/atau sifat menolak air pada produk.
Lilin merupakan komponen yang banyak digunakan dalam berbagai industri, seperti produksi bahan kimia (misalnya bahan kimia murni & khusus), pelapis, cat & tinta, aditif & pemodifikasi, perekat, plastik & PVC, ban & karet, konstruksi & bangunan, perangkat kontrol termostatik, kemasan, pangan, dan kosmetik.
Lilin Alami:
- Lilin Hewani: lilin lebah, lanolin, lemak hewan, lak, spermaseti
- Lilin Nabati: karnauba, kandelila, kedelai, jarak, dedak padi, bayberry, jojoba, dll.
Lilin mineral:
- Lilin Fosil: Seresin, Montan, Ozokerit, lilin gambut
- Lilin Minyak Bumi: parafin, lilin mikrokristalin, misalnya petrolatum
Lilin Hasil Sintesis:
Lilin Sintetis: polimer etilenik, misalnya polietilena & eter-ester poliol; lilin poliolefin; lilin amida asam lemak; naftalena terklorinasi; jenis hidrokarbon, misalnya Fischer-Tropsch.
Apa Itu Emulsi Lilin?
Emulsi lilin / dispersi lilin adalah campuran stabil dari satu atau beberapa lilin dalam air. Karena lilin dan cairan berair biasanya tidak saling bercampur, surfaktan dan proses pencampuran canggih, misalnya ultrasonik berdaya tinggi, diperlukan untuk membentuk emulsi lilin yang stabil. Secara terminologis, emulsi lilin seharusnya disebut dispersi lilin karena lilin berbentuk padat pada suhu ruang. Namun, karena emulsi / dispersi lilin disiapkan menggunakan lilin cair, istilah “emulsifikasi” dan “emulsi lilin” paling umum digunakan untuk formulasi lilin berair, sedangkan istilah “dispersi lilin” umumnya menggambarkan formulasi lilin berbasis pelarut.
Apa Itu Emulsi
Emulsi adalah dispersi cairan dalam cairan yang terdiri atas dua atau lebih cairan yang tidak saling bercampur.
Emulsi dapat berupa berbagai jenis: w/o, o/w, w/o/w, o/w/o
Jenis emulsi (w/o atau o/w) dapat diperiksa melalui uji pengenceran. Emulsi hanya dapat diencerkan dengan fase kontinu / eksternalnya. Metode lain untuk mengidentifikasi jenis emulsi adalah uji konduktivitas. Emulsi o/w ionik tidak menghantarkan listrik, sedangkan emulsi o/w menghantarkan arus listrik.
Untuk uji menggunakan kertas saring CoCl2 , kertas saring diimpregnasi dengan CoCl2 dan dikeringkan (berwarna biru). Warna kertas saring CoCl2 berubah menjadi merah muda ketika emulsi o/w ditambahkan.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari skala laboratorium hingga skala industri.