Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Generazione di emulsioni mediante cavitazione ultrasonica

Un'ampia gamma di prodotti intermedi e di consumo, come cosmetici e lozioni per la pelle, unguenti farmaceutici, vernici, pitture e lubrificanti e combustibili si basano interamente o in parte su emulsioni. Hielscher produce i più grandi processori industriali ad ultrasuoni liquidi del mondo per l'efficiente emulsione di grandi volumi di flussi in impianti di produzione.

In laboratorio, il potere emulsionante degli ultrasuoni è noto e applicato da tempo. Il video qui sotto mostra l'emulsione di olio (giallo) in acqua (rosso) utilizzando un dispositivo da laboratorio UP400S.

Sistemi costituiti da diversi processori ad ultrasuoni fino a 16.000 watt ciascuno. Tali sistemi permettono di trasformare semplici applicazioni di laboratorio in un vero e proprio metodo produttivo efficiente, consentendo così la possibilità di ottenere emulsioni finemente disperse in flusso continuo o in lotti – ottenendo risultati paragonabili a quelli dei migliori omogeneizzatori ad alta pressione oggi disponibili, come la nuova valvola dell'orifizio. Oltre a questa elevata efficienza nell'emulsificazione continua, gli apparecchi ad ultrasuoni Hielscher richiedono una manutenzione molto bassa e sono molto facili da usare e pulire. L'ecografia supporta effettivamente la pulizia e il risciacquo. La potenza degli ultrasuoni è regolabile e può essere adattata a particolari prodotti ed esigenze di emulsificazione. Sono disponibili anche reattori a celle a flusso speciali che soddisfano i requisiti avanzati CIP (clean-in-place) e SIP (sterilizzazione sul posto).

Le emulsioni sono dispersioni di due o più liquidi immiscibili. Gli ultrasuoni ad alta intensità forniscono la potenza necessaria per disperdere una fase liquida (fase dispersa) in piccole gocce in una seconda fase (fase continua). Nella zona di dispersione, le bolle di cavitazione implodenti causano intense onde d'urto nel liquido circostante e provocano la formazione di getti di liquido ad alta velocità del liquido.

Per stabilizzare le nuove gocce della fase dispersa contro la coalescenza, all'emulsione vengono aggiunti emulsionanti (sostanze attive in superficie, tensioattivi) e stabilizzanti. Poiché la coalescenza delle gocce dopo l'interruzione influisce sulla distribuzione finale delle dimensioni delle gocce, vengono utilizzati emulsionanti stabilizzanti per mantenere la distribuzione finale delle dimensioni delle gocce ad un livello pari alla distribuzione immediatamente dopo l'interruzione delle gocce nella zona di dispersione ultrasonica. Gli stabilizzatori in realtà portano ad una migliore interruzione delle gocce a densità di energia costante.

Studi su emulsioni in acqua (fase acquosa) e acqua in olio (fase oleosa) hanno dimostrato la correlazione tra la densità di energia e la dimensione delle gocce (ad es. diametro Sauter). Vi è una chiara tendenza a ridurre la dimensione delle gocce all'aumentare della densità di energia (clicca sul grafico a destra). A livelli appropriati di densità energetica, gli ultrasuoni possono raggiungere dimensioni medie delle gocce inferiori a 1 micron (microemulsione).

Hielscher offre una vasta gamma di dispositivi ad ultrasuoni e accessori per l'efficiente emulsione e dispersione di liquidi.

  • Apparecchi ad ultrasuoni da laboratorio fino a 400 watt consentono di preparare facilmente le emulsioni in provetta, Navi Eppendorf, bicchieri o celle a flusso. Questi dispositivi sono utilizzati principalmente per la preparazione dei campioni o per studi di fattibilità iniziale e sono disponibili per il noleggio.
  • 500 e 1,000 e 2,000 watt processori ad ultrasuoni come il Set UIP1000hdT con cella di flusso e varie corna di richiamo e sonotrodi possono emulsionare flussi di volume più grandi. Dispositivi come questo vengono utilizzati per l'ottimizzazione dei parametri (come: ampiezza, pressione di esercizio, portata ecc.) in scala da banco o impianto pilota.
  • Processori industriali ad ultrasuoni di 2, 4, 10 e 16kW e cluster più grandi di più unità di questo tipo possono elaborare flussi di produzione a quasi tutti i livelli.

Richiedi maggiori informazioni sull'emulsione ad ultrasuoni!

Si prega di utilizzare il modulo sottostante, se si desidera richiedere ulteriori informazioni sulla produzione di emulsioni per ultrasuoni. Saremo lieti di offrirvi un sistema ad ultrasuoni che soddisfi le vostre esigenze.









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Letteratura

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influenza della viscosità a fase continua sull'emulsificazione ad ultrasuoni, in: Ecografia Sonochimica 7 (2000) 77-85.

Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influenza della pressione idrostatica e del contenuto di gas sull'emulsificazione continua ad ultrasuoni, in: Ecografia Sonochimica 8 (2001) 271-276.

Hielscher, T. (2005): Produzione ad ultrasuoni di dispersioni ed emulsioni di nano dimensionidentro: Atti della Conferenza europea sui nanosistemi ENS’05.

Landfester, K. (2001): La generazione di nanoparticelle in miniemulsioni; in: Materiali avanzati 2001, 13, n. 10, 17 maggio 2001. Wiley-VCH.