ヒールシャー超音波技術

噴霧乾燥前のマイクロカプセル化のための超音波ナノ乳化

  • スプレー乾燥を介して有効成分をマイクロカプセル化するためには、微細なサイズの安定したマイクロまたはナノエマルジョンを準備する必要があります。
  • 超音波乳化は、安定したマイクロおよびナノエマルションを生成するための表面的で信頼性の高い技術です
  • 代替界面活性剤として、ガムアラビまたはWPIなどの生体高分子は、食品グレードの安定剤として超音波乳化プロセスに使用することができる。

 

カプセル化

エマルジョンおよびエマルジョン品質は、スプレー乾燥などのカプセル化プロセスを介して調製された油性微粒子の効率と安定性に関して重要な役割を果たします。エマルジョン安定性、粘度、液滴サイズ、油/水比が重要な要因です。エマルションの調製から始まり、噴霧乾燥で終わる処理中に、微粒子の劣化を防ぐために、エマルションの物理的および化学的特性をすべて維持する必要があります。マイクロカプセル化および乳剤の安定性の品質は密接に関連しており、最終粉末製品の品質に大きく影響します。そのため、信頼性の高い乳化技術が必要となる。超音波乳化は、マクロ、ナノ、マイクロエマルジョンを生成するために世界中の様々な業界で使用されている確立された技術です。

超音波乳化

超音波ナノエマルション

高性能超音波装置は、食品、製薬、化粧品業界の乳化プロセスのために十分に確立されています。強い超音波の適用はミクロンまたはナノサイズの液滴とエマルジョンを作り出す有効な方法である。超音波乳化は、高強度超音波とその高速液体ジェットが液滴をせん断するキャビテーションの原理に基づいています’ 表面は、それによって小さな液滴と安定したエマルションを作成します。

エマルジョン安定剤

超音波エマルジョンは、従来の乳化剤(例えば、ポリソルベート、ソルビタンなど)を使用して安定化することができるが、バイオポリマー(例えばグアーガム、アラビアガム、WPIなど)を用いることができる。産業は、エマルジョン安定剤としてバイオポリマーの巨大な可能性を認識しています。特に食品、医薬品、化粧品エマルジョンの場合、生体高分子は、 “クリーン” ラベル。生体高分子および生体高分子複合体は、大量かつ食品グレードの品質で利用可能です。生体高分子複合体(多糖類タンパク質複合体など)は、各ポリマーよりも優れた特性を提供するため、バイオポリマーよりも優れています。タンパク質と多糖類(=複合炭水化物ポリマー)からなる生体高分子は、各分子の利点を提供します。タンパク質は、著しく低い濃度でより高い表面層の飽和が得られるように表面活性を増加させる。複合体中の多糖類は、界面張力を低減し、新しい表面を生成するために必要なエネルギーを低減します。これにより、多糖類は、小さな液滴の形成を増強する。バイオポリマー複合体は、その両方の成分の最高を提供し、したがって、強力な安定化装置を作ります。

超音波処理は、ナノエマルジョンを調製するための確立された技術です。

超音波乳化

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高性能超音波装置

ヒールシャーの高性能超音波プロセッサは、安定したマクロ、ナノ、マイクロエマルジョンの調製のために世界中にインストールされています。小さなハンドヘルドから至るまでの製品ポートフォリオで 超音波ラボ機器高出力産業用超音波システム エマルジョンの大規模なインラインストリームの商業生産のために、ヒールシャー超音波は、あなたのプロセスに最も適した超音波を提供しています。
電力入力、振幅(ソトローデでの変位)、温度、流量は、製剤の要件に合わせて調整できます。当社の産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供することができます。200μmまでの振幅は24/7操作で容易に連続的に動くことができる。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソトローデが利用可能です。
直接超音波キャビテーションゾーンにエマルジョンの第二相を噴射48の微細カニューレ、を有するInsertMPC48Precise control over the sonication parameters and automatic data recording on an built-in SD-card ensure high processing quality and allow for process standardisation. All our ultrasonic processors are designed for the 24/7 operation under full load. Robustness, low maintenance and user-friendliness are further advantages of Hielscher’s ultrasonicators, which makes them your work-horse in production.
ヒールシャーのユニークなアクセサリー マルチフェイズキャビター、キャニューレを介して第2相をキャビテーションホットスポットに直接注入するフローセルインサート(写真左を参照)は、最適な超音波乳化システムのセットアップに役立ちます。
下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

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ヒールシャーのUP200HtとソトロードS26d14による超音波乳化

エマルジョン(赤水/黄色油)の超音波調製。数秒の超音波処理は、別々の水/油相を微細なエマルジョンに変えます。


ヒールシャー超音波は、音響化学用途のための高性能超音波装置を製造しています。

ラボからパイロットおよび工業規模に高出力超音波プロセッサ。

文学/参考文献

  • カンペロ、ペドロ・エンリケ;ジュンケイラ、ルチアナ・アフォンソ;デ・リセンデ、ジェイミー・ヴィレラ;ドミンゲス・ザカリアス、ロザナ;デ・バロス・フェルナンデス、 レジアン・ヴィクトリア;アルバレンガ・ボトレル, ディエゴ;ヴィレラ・ボルゲス、ソライア(2017):バイオポリマーと超音波処理を用いて調製された石灰精油エマルジョンの安定性。食品特性の国際ジャーナル Vol.20, No.S1, 2017.564 -579
  • マフォサ,イヴォンヌ;ジデアニ、ビクトリアA.(2018):バイオポリマーによって安定化された乳剤の安定性に影響を与える要因。で: ナノエマルジョンの背後にある科学技術 (セルカン・カラクシュ編集)2018年


知る価値のある事実

エマルジョン安定剤としての生体高分子

安定剤と界面活性剤は、それらを長期的に安定させるために、ほとんどのエマルジョンのために必要とされます。多糖類やタンパク質などの生体高分子は、エマルジョンシステムの機能成分として広く使用されています。バイオポリマーは自然なタイプの乳化剤であり、ゲル化および乳化能力による良好なエマルジョン安定化性能を提供する。安定したエマルジョンの製造は、食品のスプレー乾燥によるカプセル化を成功させるための前提条件であるため、生体高分子は好ましいタイプの安定剤です。生体高分子は、単独または組み合わせて安定剤として採用することができる。
歯肉アラビア語や乳清タンパク質分離物(WPI)などの生体高分子は安価であり、食品製造で容易に処理することができます。アラビアガムは、アニオン炭水化物といくつかのタンパク質の混合物です。多糖類構造と密接に関連する高度に分岐したタンパク質は、ガムアラビア語の良好な乳化特性を与える。乳清タンパク質単離物は、球状タンパク質の混合物から構成される。これらの球状タンパク質は、均質化中に油滴表面に素早く吸着することができ、小さな液滴の形成を容易にする。
乳化剤として使用される他の一般的な生体高分子は、ゼラチン、キサンタンガム、澱粉、カゼイン、ペクチン、マルトデキストリン、オブアルブミン、アルギン酸ナトリウム、およびカルボキシメチルセルロースなどである。
生体高分子複合体は、2つ以上の生体高分子から構成される。生体高分子複合体は、化学的、酵素的または熱的な処理によって合成することができる。この複雑化は、一般に、最終生体高分子複合体の堅牢性および溶解性を増加させ、そのユーザビリティおよび安定性を高める。特に温度の変化に関して得られる高い安定性、pHおよびイオン強度は、乳化プロセスの重要な要因である。