超音波乳化剤

エマルジョンは、2つの非混和性液体の二相システムであり、一方の相、いわゆる内部相または分散相は、もう一方の相、いわゆる外部または連続相に小さな液滴として分布します。エマルジョンを調製するには、一般に、二相システムへのエネルギー入力が必要です。超音波せん断力は、ナノサイズの液滴と優れた品質の長期安定エマルジョンを製造するために非常に効率的であることが証明されています。

超音波で改善されたエマルジョンの安定性

音響キャビテーションによって誘発される超音波の物理的効果は、油滴および水滴の破壊をもたらし、それにより、ミクロンサイズおよびナノサイズの非常に小さな液滴サイズを有する安定したO / WおよびW / Oエマルジョンの形成を促進する。ナノエマルジョンは、液滴サイズが非常に小さく、表面積が大きいため、食品やサプリメント、医薬品、化粧品の製造に重要な非常に高い生理活性特性を提供します。液滴のサイズが小さいため、生理活性化合物は細胞に急速に浸透することができます。また、材料科学や産業では、ナノエマルジョンは高性能コーティング、塗料、ポリマー、その他の複合材料の製造に重要です。超音波で調製されたナノエマルジョンは、通常、マクロエマルジョンよりも有意に安定であり、沈降、合体または凝集を示さない。

高効率超音波乳化

Zungurら(2015)は、水 - オリーブオイルエマルジョンの調製のための超音波均質化と古典的な高剪断均質化を比較しました。エマルジョンには、カプセル化剤としてWPIとマルトデキストリンを使用し、安定剤としてTween20を使用しました。「古典的および超音波均質化技術を用いて調製されたエマルジョンのクリーミング指数値は、それぞれ20.77〜86.26%および15.63〜91.55%の間で変化した。一般的に、結果は、超音波乳化で調製されたエマルジョンが古典的な均質化法で調製されたものよりも安定であることを示しました。

(a)WPI、(b)MD、(c)WPI−MD混合物(1:1)を用いて古典的な均質化法により調製した40%(wb)乾物および9%(wb)油エマルジョンを含む顕微鏡画像(100倍倍)。(d)WPI(e)MD(f)WPI−MD混合物(1:1)を用いて超音波均質化法により調製した。超音波乳化は、著しく小さな液滴およびより良いエマルジョン安定性をもたらす。
(研究および顕微鏡画像:Zungur et al., 2015)

Tahaら(2020)は、レビュー論文で、High-Intensity Ultrasonics(HIU)は、「タンパク質や多糖類などの食品乳化剤の乳化特性を改善し、それらのエマルジョンの安定性を高めるために使用できる」と結論付けています。HIUによって製造されたタンパク質-多糖複合体安定化エマルジョンは、個々の成分によって安定化されたエマルジョンよりも環境ストレスに対して良好な安定性を示しました。さらに、いくつかの研究では、HIUホモジナイザーは高圧ホモジナイザーやマイクロフルイダイザーよりもエネルギー効率が高いことが示されました。」(Taha et al., 2020)

水中油型(O / W)エマルジョン(赤水/黄油)の超音波調製。数秒の超音波処理により、水と油の2つの相が微細なエマルジョンに変わります。

高性能超音波乳化剤

ヒールシャー超音波は、研究、プロセス開発、Rのための任意の規模で高出力、低周波超音波乳化剤を供給しています&Dおよび非常に大量のストリームの工業生産。当社の幅広いポートフォリオは、あらゆるサイズとあらゆる業界に理想的な超音波プロセッサを提供します。
Hielscher Ultrasonics’ 産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供できます。最大200μmの振幅を24/7/365操作で簡単に連続運転できます。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソノトロードが利用可能です。すべてのプロセスパラメータは、スマートソフトウェアを介して正確に制御および監視できます。

マルチフェーズキャビテーター – 安定したエマルジョンのための超音波注入システム

マルチフェーズキャビテーター – MPC48インサート – ヒールシャーフローセルリアクター用のユニークなインサートです。MultiPhaseCavitatorの設計は、エマルジョンの第2段階を直接キャビテーションホットスポットに注入する48個の細かいカニューレを備えています。キャビテーションゾーンでは、注入された第2相の細いストランドが20kHzの超音波周波数波によって切断されます。これは、注入された流体が毎秒20,000振動ストロークで切断されることを意味し、ナノ領域で非常に微細な液滴を生成します。超音波せん断、衝撃波および乱流は、連続相内でこれらの小さな液滴を乳化し、高い安定性の優れたナノエマルジョンを生成する。

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