Stable Paraffin Wax Emulsions via Sonication
L'emulsificazione a ultrasuoni offre vantaggi significativi nella preparazione di emulsioni stabili di paraffina, migliorando la qualità e la stabilità del prodotto finale.
La sonicazione risolve efficacemente i problemi principali dell'emulsione della paraffina utilizzando onde ultrasoniche ad alta intensità per generare intense forze di cavitazione, che rompono la paraffina in goccioline sottili e garantiscono una distribuzione uniforme delle dimensioni delle particelle. Questo processo migliora la stabilità dell'emulsione impedendo la separazione di fase e la coalescenza delle goccioline. Inoltre, la sonicazione funziona efficacemente a temperature più basse, riducendo il rischio di degradare i componenti sensibili o di causare un'eccessiva fusione della cera. La potente energia degli ultrasuoni facilita l'emulsione della cera ad alta viscosità, garantendo una miscelazione completa e riducendo la necessità di un eccesso di tensioattivi. Ciò significa che la sonicazione rappresenta un metodo controllato ed efficiente dal punto di vista energetico per ottenere emulsioni di paraffina stabili e omogenee.
Emulsione di cera di paraffina a ultrasuoni
L'emulsionamento della paraffina è un processo critico in vari settori, tra cui quello cosmetico, farmaceutico e alimentare. Ottenere un'emulsione stabile e uniforme, in particolare su scala nanometrica, presenta sfide uniche. L'emulsificazione a ultrasuoni è una tecnica di emulsificazione consolidata e affidabile, che applica onde ultrasonore ad alta intensità per produrre emulsioni fini e stabili. I sonicatori a sonda e le celle di flusso a ultrasuoni si distinguono per la loro efficienza ed efficacia nell'emulsificazione in batch e a flusso continuo.
Hielscher probe-type sonicators produce stable paraffin wax nanoemulsions.
Vantaggi dei sonicatori a sonda per l'emulsione della cera di paraffina
I sonicatori a sonda si distinguono per la loro capacità di erogare un'intensa energia ultrasonica direttamente nel fluido, garantendo un'efficiente cavitazione acustica e forze di taglio. Questo approccio diretto alla sonicazione è caratterizzato da diversi vantaggi chiave:
- Alta efficienza energetica: L'applicazione mirata dell'energia a ultrasuoni riduce al minimo la perdita di energia, rendendo il processo altamente efficiente.
- Precisione e controllo: I sonicatori a sonda consentono un controllo preciso dei parametri ultrasonici, come l'ampiezza e la durata, facilitando l'ottimizzazione delle condizioni di emulsionamento per diverse formulazioni. La regolazione dell'intensità di sonicazione consente di produrre micro- e nano-emulsioni con una distribuzione di gocce molto stretta.
- Scalabilità: I sonicatori a sonda sono versatili, adatti sia alla ricerca di laboratorio su piccola scala che alle applicazioni industriali su larga scala. Adatti alla sonicazione in batch o alla sonicazione in flusso continuo tramite una cella di flusso a ultrasuoni, rendono il processo di emulsione di paraffina scalabile a qualsiasi livello di produzione. Questa adattabilità garantisce prestazioni costanti su diverse scale di produzione.
Il ruolo delle celle a flusso ultrasonico nelle nanoemulsioni
La cella di flusso a ultrasuoni è un accessorio fondamentale quando la lavorazione uniforme e la scalabilità sono fondamentali. Si integra con i sonicatori a sonda per offrire capacità di lavorazione continua. Quando è opportuno utilizzare una cella a ultrasuoni?
- Produttività migliorata: Consentendo il flusso continuo, la cella di flusso a ultrasuoni aumenta significativamente la capacità di lavorazione. Ciò è particolarmente vantaggioso per le operazioni su scala industriale in cui è richiesta un'elevata produttività senza compromettere la qualità dell'emulsione.
- Elaborazione uniforme: La cella di flusso assicura che l'intero volume dell'emulsione sia sottoposto a un'energia ultrasonica costante, favorendo una distribuzione uniforme delle dimensioni delle gocce. Ciò è essenziale per la produzione di nanoemulsioni, dove l'uniformità delle dimensioni delle gocce influenza direttamente la stabilità e le prestazioni.
- Degradazione del campione ridotta al minimo: Il trattamento continuo in una cella a flusso riduce il rischio di surriscaldamento e di degradazione dei componenti sensibili. L'ambiente controllato all'interno della cella a flusso mantiene l'integrità delle sostanze emulsionate. Sono disponibili celle a flusso a ultrasuoni dotate di una camicia di raffreddamento per il controllo della temperatura. Per saperne di più sul controllo della temperatura durante la sonicazione!
La combinazione di sonicatori a sonda e celle di flusso a ultrasuoni rappresenta un potente approccio all'emulsionamento della paraffina. Questa combinazione non solo migliora l'efficienza e l'uniformità delle nanoemulsioni di paraffina e di altri tipi di emulsioni, ma garantisce anche scalabilità e qualità costante in diverse applicazioni.
- Alta efficienza
- Tecnologia all'avanguardia
- affidabilità & robustezza
- controllo di processo regolabile e preciso
- lotto & in linea
- per qualsiasi volume
- software intelligente
- funzioni intelligenti (ad esempio, programmabili, protocollatura dei dati, controllo remoto)
- Facile e sicuro da usare
- Bassa manutenzione
- CIP (clean-in-place)
Progettazione, produzione e consulenza – Qualità Made in Germany
Gli ultrasuoni Hielscher sono noti per i loro elevati standard di qualità e design. La robustezza e la facilità d'uso consentono un'agevole integrazione dei nostri ultrasuoni negli impianti industriali. Gli ultrasuonatori Hielscher sono in grado di gestire facilmente condizioni difficili e ambienti impegnativi.
Hielscher Ultrasonics è un'azienda certificata ISO e pone particolare enfasi sugli ultrasuonatori ad alte prestazioni, caratterizzati da tecnologia all'avanguardia e facilità d'uso. Naturalmente, gli ultrasuoni Hielscher sono conformi alla normativa CE e soddisfano i requisiti UL, CSA e RoH.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori:
| Volume di batch | Portata | Dispositivi raccomandati |
|---|---|---|
| 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 |
| Da 15 a 150L | Da 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| Da 15 a 150L | Da 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 - 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | più grande | cluster di UIP16000 |
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Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni di miscelazione, dispersione, emulsione ed estrazione su scala di laboratorio, pilota e industriale.
Letteratura / Riferimenti
- 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. Ultrasonics Sonochemistry 7(2), 2000. 77-85.
Particolarità / Cose da sapere
Che cos'è la paraffina?
La paraffina è un solido morbido bianco o incolore derivato dal petrolio, dal carbone o dall'olio di scisto. È costituita da una miscela di molecole di idrocarburi contenenti da venti a quaranta atomi di carbonio. La paraffina è comunemente utilizzata nella produzione di candele, come lubrificante, per rivestimenti e sigillature e nei trattamenti di bellezza. È nota per la sua capacità di bruciare in modo pulito e per la sua consistenza liscia e malleabile.
A cosa servono le emulsioni di cera paraffina?
Le emulsioni di paraffina sono utilizzate in diversi settori industriali. Grazie a caratteristiche quali l'idrorepellenza, la lucentezza, l'addensamento, la biodegradabilità e la stabilizzazione, le emulsioni di paraffina soddisfano un'ampia gamma di applicazioni nei prodotti industriali e di consumo. Di seguito elenchiamo alcuni settori comuni che utilizzano le proprietà specifiche dell'emulsione di paraffina per migliorare i prodotti:
- Industria della carta e degli imballaggi: Le emulsioni di paraffina sono utilizzate per rivestire carta e cartone, garantendo resistenza all'acqua e finitura lucida. Vengono utilizzate anche per la produzione di carta cerata per imballaggi alimentari.
- Tessili: Nell'industria tessile, le emulsioni di cera di paraffina sono utilizzate per garantire l'idrorepellenza e migliorare la consistenza e il tatto dei tessuti.
- Cosmetici e cura della persona: Le emulsioni di paraffina sono utilizzate in lozioni, creme e unguenti per fornire proprietà idratanti e migliorare la consistenza. Si usano anche nei prodotti per la rimozione dei peli, come le cere depilatorie.
- Lucidi e detergenti: Queste emulsioni sono utilizzate nei lucidi per pavimenti, nelle cere per auto e nei lucidi per mobili per fornire un rivestimento protettivo e brillante.
- Agricoltura: Le emulsioni di paraffina sono utilizzate come rivestimenti per frutta e verdura per prolungare la durata di conservazione riducendo la perdita di acqua e fornendo un aspetto lucido.
- Costruzione: In edilizia, le emulsioni di cera di paraffina vengono utilizzate come composti di indurimento per il calcestruzzo, aiutando a trattenere l'umidità durante il processo di indurimento e migliorando la resistenza e la durata del calcestruzzo.
- Lubrificanti: Sono utilizzati come lubrificanti in varie applicazioni industriali in cui è richiesto un lubrificante pulito e non macchiante.
Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni da laboratorio a dimensioni industriali.