ヒールシャー超音波技術

安定したナノエマルションの超音波生産

  • ナノエマルション – また、ミニエマルジョン又はサブミクロンエマルジョンとして知られています – 塗料は、化学で幅広い用途で使用されています & 塗料、化粧品、医薬品、食品。
  • 超音波システムは、長期安定的なナノエマルションを製造するための信頼性の高いツールとして知られています。

 

ナノエマルションの超音波の形成

超音波乳化液体システムに電源超音波の音波を結合することによって引き起こされます。液体を超音波処理することによって、2つのメカニズムが起こる:(1)音場は、液体を通って移動し、microturbulencesと界面運動を引き起こす波を生成します。分散(内部)相が最終的に破壊し、連続的な(外部の)相に液滴を形成するように、これにより、境界相が不安定になります。 (2)低域、高出力超音波の適用は、キャビテーションを発生させます (ケントら、2008)。超音波キャビテーションにより、微小気泡又はボイドが原因超音波の圧力サイクルに媒体に形成されています。彼らは激しく崩壊するまで、マイクロバブル/ボイドは、いくつかの波サイクルにわたって成長します。この気泡内破は、非常に高い剪断、液体ジェット、及び極端な加熱及び冷却速度のような局所的に極端な条件を引き起こします (Suslick 1999)。これらの極端な力は、ナノサイズの液滴まで分散した(内部)相の主液滴を破り、連続相(外相)に均一に混ぜます。
超音波キャビテーションについてここでもっと知ろう!

このビデオは、ヒールシャー超音波プロセッサUP400Sがナノサイズの植物油水中エマルジョンを準備するデモを行っています。

UP400Sを用いた水中の植物油の乳化

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製薬ナノエマルション

脂質ミニエマルジョン – 超音波によって生成 – 薬学的製剤中の薬理学的因子のための担体として広く適用されている。例えば、ミニエマルジョンは、非経口薬物担体または標的組織への薬物送達装置として作用することができる。封入された活性化合物の高いバイオアベイラビリティの他に、ミニエマルジョンの利点は、それらの高い生体適合性、生分解性、安定性、および大規模生産の容易さにある。それらの構造的性質のために、両親媒性分子と同様に疎水性分子を組み込むことができる。超音波で調製されたナノエマルジョンには、トコフェロール、ビタミン、クルクミンおよび他の多くの薬理学的物質が充填されている。
ヒールシャーの超音波システムは、薬物lodedナノエマルションの製造のための信頼性の乳化剤です。超音波乳化のために、ヒールシャーは、乳化プロセスを最適化するために、様々なアクセサリーを提供しています。ヒールシャーさん マルチフェイズキャビター 第二相は、超音波に直接非常に狭い流として噴射される超音波流量細胞のためのユニークなアドオン “ホットゾーン” 乳化の。

食品グレードナノエマルション

ナノエマルションは、食品の製剤化に様々な利点をもたらす。ナノエマルションは、重力分離、凝集、合体に対する良好な安定性を示し、小さな液滴サイズおよび大きな表面積のために機能的成分の制御された放出および/または吸収を提供する。さらに、それらは、栄養素および活性物質の送達にとって重要な活性化合物の高いバイオアベイラビリティを提供する。さらに、それらは、透明または視覚的に半透明であり、そのサブミクロン/ナノサイズの液滴が滑らかでクリーム状の口の感触を引き起こすので、良好な製剤特性を提供する。これにより、安定なナノエマルジョンの製造は、例えばビタミンまたは脂肪酸強化製品(例えばビタミンC、ビタミンEオメガ-3、オメガ-6、植物種子由来のオメガ9または魚油)または味付けされた製品(例えば、精油を用いて)を製造することができる。

化粧品のナノエマルション

特に油中水型(W / O)、ナノエマルションは、(シングルまたはダブルエマルションにおいて)ナノスケールの液滴に生理活性親水性物質のカプセル化のための様々な利点を提供します。
超音波での化粧品エマルションの界面活性剤を含まない製剤についての続きを読むにはこちらをクリック!

ミニエマルション重合

超音波アシストミニエマルジョン重合は、種々のプロセスに適用されます – ラテックス粒子の合成に無機粒子のカプセル化から。例えば、合成等の重合などの化学反応への電力の超音波の適用は、音響化学として知られています。
詳細情報はこちらをクリック ソノケミストリーラテックスの超音波合成 そしてその 超音波降水量

乳化用1.5kWの超音波プロセッサ(クリックすると拡大します!)

超音波乳化 UIP1500hdT (1500W)

エマルジョン安定化

ナノスケールの液滴のサイズと分布により、界面活性剤や乳化剤を使用しなくても安定したものもあるが、他のナノエマルジョンでは、長期安定性と最適な生成物を得るために安定化剤を使用する必要がある。品質。安定化は、安定剤として作用する界面活性剤(テンシド)または固体粒子のいずれかを添加することによって達成することができる。固体粒子によって安定化されるエマルションは、ピカリングエマルションとして知られている。ラクトース、アルブミン、レシチン、キトサン、シクロデキストリン、マルトデキストリン、澱粉等は、ピカリングエマルションにおけるコロイド安定剤として使用することができる。 超音波で生成されたピッカリングエマルションの詳細については、こちらをクリック!
超音波乳化はエマルジョンのすべてのタイプのために行うことができます。安定剤は、特定のエマルジョンのために必要とされる場合、容易に小規模で試験することができます。
S / V = 3 / R:球のための表面積対体積比(S / V)以来減少液滴サイズと必要な界面活性剤の量が増加するが、によって与えられることに注意してください。例えば、粒子または液滴、それはその体積に対して有する複数の表面領域の直径より小さい。

超音波乳化機器

安定したサブミクロンおよびナノエマルジョンの製造は、強力な超音波装置を必要とします。ヒールシャー超音波乳化機は、のために200μMまで(非常に高い振幅を実現します 産業ultrasonicators強烈な音場を生成するためのリクエストに応じて、高振幅)。
しかし、安定したナノエマルジョンの製造のための、パワー超音波装置だけでは、多くの場合、十分ではありません。十分な超音波パワー、プロセスパラメータの正確な制御、および洗練された付属品(例えばソノトロードなどの、細胞の反応器を流れ、冷却)に加えて、お互いに水と油相のナノサイズの液滴との両方の均一な分散を得るために必要です。
との組み合わせで優れたエマルジョン、ヒールシャーの強力な超音波プロセッサを製造するには マルチフェイズキャビター あなたに最適なハードウェアを提供します。

ヒールシャー超音波は、最適な処理結果を得るための優れた超音波システムおよび付属品の供給に特化されています。超音波処理における当社の長年の経験と、お客様との緊密な協力は、生産ラインへの超音波の成功の実装を保証します。
初期テスト、プロセス開発とプロセスの最適化のために、我々は整っています プロセス・ラボと技術センター
さらに、我々は徹底的に提供します コンサルティングの開発 カスタマイズされた超音波システム そして、深遠 技術サービス インストール、トレーニング、およびメンテナンスのため。

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文学/参考文献

  • ケント、S。ウースター、T .; Ashokkumar、M .;シモンズ、L.(2008):ナノエマルジョンの調製のために超音波を使用します。革新的な食品科学 & エマージングテクノロジーズ9(2):170-175。
  • Suslick、K.S. (1999):材料化学の超音波の適用。アンヌ。牧師マーテル。 SCI。 1999年29:295から326まで。


知る価値のある事実

エマルション

エマルジョンは、二種の非混和性液体のように定義されています。液体の一つ – いわゆる分散または内部相 – 連続又は外部相として知られている他の液体中に球状の液滴として分散されます。エマルジョンを形成するために使用される最も顕著な液体は、油及び水です。油相を水/水性相中に分散されている場合、水/水相を油相に分散されている場合、それは油中水型エマルジョンである一方で、システムは、水中油型エマルジョンです。エマルジョンは、それぞれ、マクロエマルジョン、ミクロエマルジョン、およびナノエマルジョンとして、それぞれ、それらの粒径および熱力学的安定性を区別しています。

ナノエマルション

ナノエマルションは、ナノサイズの液滴からなるナノ粒子分散液である。パワー超音波の高せん断力は液滴を破裂させ、サブミクロンおよびナノ直径に減少させる。一般に、より小さい液滴サイズは、より高い乳濁液安定性をもたらす。ナノエマルションは、O / W(水中油)、W / O(油中水)またはW / O / WおよびO / W / Oなどの多重/二重エマルションとして区別することができる。ナノエマルジョンは、コンシステンシーおよび液滴サイズに依存して(可視スペクトルにおいて)透明または半透明でさえある。ナノエマルションは、一般に、20〜200nmの液滴サイズによって定義される。降下する液滴サイズでは、合体のためのエマルジョンの傾向は減少している(オストワルド熟成を減少させる)。
ナノ物質およびナノエマルションは、マイクロエマルジョンとは異なる物理的性質によって特徴付けられる。ナノサイズの粒子は、全く異なる特性を示すか、またはそれらの典型的な特性は非常に極端な形態で表される。ナノエマルションの目に見える外観は、液滴が可視スペクトルの光学波長を妨害するには小さすぎるので、ミクロンサイズのエマルジョンとは異なる外観を有する。したがって、ナノエマルジョンは、光の散乱が非常に少なく、透明または光学的に半透明に見える。
エマルジョンの液滴サイズは、油相の組成によって影響され、界面特性との両方の粘度、連続及び分散相、型乳化剤/界面活性剤、乳化時の剪断速度、ならびに油相の溶解度水中で。
ナノエマルションは広く、そのような薬物送達、食品などの多様な用途に使用されています & 飲料、化粧品、医薬品、および材料科学 & 合成。

界面活性剤

乳化剤は、安定なエマルジョン/ナノエマルジョンを調製するための必須の因子です。乳化剤は、それによってオストワルド、合体を熟成、及びクリーミング予防、液滴約保護層を形成し、界面張力を低下させる界面活性剤です。
界面活性剤の種類:

  • 小分子は、界面活性剤:経口投与、非経口および経皮したがってイオン性乳化剤よりも好まれる場合、そのようなトゥイーンやスパンのような非イオン性乳化剤は、低毒性および刺激性を示します。トゥイーンスパンは、食品、医薬品及びcosmectic業界におけるエマルジョン製剤のための好ましい安定剤です。
    トゥイーン: トゥイーン20/60/80は、ポリソルベート20/60/80(PEG-20脱水sorbieriteラウレート、PEG-20脱水sorbieriteモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート)として知られています。これらは、ソルビトールから誘導される非イオン性界面活性剤/乳化剤です。彼らは容易に水、エタノール、メタノールまたは酢酸エチルに溶解し、鉱油中に少しだけ。
    またがっ: / 40/80分の60 Span20は、乳化、分散、及び湿潤特性を有する非イオン性界面活性剤であるソルビタン脂肪酸エステル/ソルビタンエステルです。スパン界面活性剤は、ソルビトールの脱水によって製造されています。
  • リン脂質:卵黄、大豆や乳製品レシチン
  • 両親媒性タンパク質:ホエイタンパク質単離物、カゼイン
  • 両親媒性多糖類:アラビアゴム、加工デンプン