სტაბილური ნანოემულსიების ულტრაბგერითი წარმოება

• ნანოემულსიები – ასევე ცნობილია როგორც მინიემულსიები ან სუბმიკრონული ემულსიები – გამოიყენება ქიმიაში, საღებავებში, საღებავებში, კოსმეტიკაში, ფარმაცევტულ და საკვებში.
• Ultrasonicators ცნობილია, როგორც მაღალეფექტური და საიმედო ტექნიკა გრძელვადიანი სტაბილური ნანოემულსიების წარმოებისთვის.

რატომ ულტრაბგერითი ნანოემულსიფიკაციისთვის?

ულტრაბგერითი ნანოემულსიფიკაცია არის ტექნიკა, რომელიც იყენებს დაბალი სიხშირის, მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ტალღებს, რათა შეიქმნას პატარა წვეთების სტაბილური და ერთიანი ემულსიები, როგორც წესი, 10-200 ნმ დიაპაზონში. ამ ტექნიკას აქვს რამდენიმე უპირატესობა ტრადიციულ ემულსიფიკაციის მეთოდებთან შედარებით, რაც მას უპირატესობას ანიჭებს სხვადასხვა აპლიკაციებში. ზოგიერთი უპირატესობაა:

• ნაწილაკების ერთიანი ზომა: ულტრაბგერითი ნანოემულსიფიკაცია წარმოქმნის პატარა და ერთგვაროვან წვეთებს, რაც უზრუნველყოფს უკეთეს სტაბილურობას და ბიოშეღწევადობას. ამ წვეთებს აქვთ ზედაპირის ფართობის მაღალი თანაფარდობა მოცულობასთან, რაც მათ უფრო რეაქტიულს და ეფექტურს ხდის სხვადასხვა აპლიკაციებში.
• მაღალი სტაბილურობა: ულტრაბგერითი ნანოემულსიებს აქვთ მაღალი კინეტიკური სტაბილურობა მათი მცირე ზომისა და ერთგვაროვნების გამო, რაც მათ მდგრადს ხდის შერწყმის, ფლოკულაციისა და დალექვის მიმართ. ეს სტაბილურობა მათ იდეალურს ხდის საკვებში, ფარმაცევტულ, კოსმეტიკურ და ქიმიურ პროდუქტებში გამოსაყენებლად.
• შემცირებული ენერგიის მოხმარება: ულტრაბგერითი ნანოემულსიფიკაცია მოითხოვს უფრო ნაკლებ ენერგიას, ვიდრე ტრადიციული ემულსიფიკაციის მეთოდები, როგორიცაა ჰომოგენიზაცია ან მიკროფლუიდიზაცია, რაც მას უფრო ენერგოეფექტურს და ეკონომიურს ხდის.
• მრავალფეროვნება: ულტრაბგერითი ნანოემულსიფიკაცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას მასალების ფართო სპექტრის, მათ შორის ლიპიდების, ჰიდროფილური ნაერთების და წყალში უხსნადი ნივთიერებების ემულსიფიკაციისთვის. ეს ხდის მას მრავალმხრივ ტექნიკას, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა აპლიკაციებში.
  დამუშავების სწრაფი დრო: ულტრაბგერითი ნანოემულსიფიკაცია არის სწრაფი პროცესი, რომელიც შეიძლება დასრულდეს წუთებში, რაც მას შესაფერისს ხდის ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის.

საერთო ჯამში, ულტრაბგერითი ნანოემულსიფიკაცია რამდენიმე უპირატესობას გვთავაზობს ტრადიციულ ემულსიფიკაციის მეთოდებთან შედარებით, რაც მას უმაღლეს ტექნიკად აქცევს სხვადასხვა აპლიკაციებისთვის.
 

ნანოემულსიების ულტრაბგერითი ფორმირება

ულტრაბგერითი ემულსიფიკაცია გამოწვეულია დენის ულტრაბგერითი ტალღების თხევად სისტემაში შეერთებით. სითხის გაჟღერებით წარმოიქმნება ორი მექანიზმი:

1. აკუსტიკური ველი წარმოქმნის ტალღებს, რომლებიც გადაადგილდებიან სითხეში და იწვევენ მიკროტურბულენციას და ინტერფეისურ მოძრაობას. ამრიგად, სასაზღვრო ფაზა ხდება არასტაბილური, ასე რომ, დისპერსიული (შიდა) ფაზა საბოლოოდ იშლება და წარმოქმნის წვეთებს უწყვეტ (გარე) ფაზაში.
2. დაბალი სიხშირის, მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი გამოყენება იწვევს კავიტაციას (კენტიში და სხვ. 2008). ულტრაბგერითი კავიტაციის შედეგად, ულტრაბგერითი ტალღის წნევის ციკლების გამო მიკრობუშტები ან სიცარიელეები იქმნება გარემოში. მიკრობუშტები / სიცარიელეები იზრდება რამდენიმე ტალღის ციკლის განმავლობაში, სანამ ისინი ძალადობრივად არ იშლება. ბუშტის ეს აფეთქება იწვევს ადგილობრივ ექსტრემალურ პირობებს, როგორიცაა ძალიან მაღალი ცვეთა, თხევადი ნაკადები და ექსტრემალური გათბობისა და გაგრილების სიჩქარე. (სუსლიკი 1999).

ეს ექსტრემალური ძალები არღვევს გაფანტული (შიდა) ფაზის პირველად წვეთებს ნანოზომის წვეთამდე და ერთგვაროვნად ურევს მათ უწყვეტ (გარე) ფაზაში.
წაიკითხეთ აქ მეტი ულტრაბგერითი კავიტაციის ეფექტის შესახებ ემულსიფიკაციაზე!

ფარმაცევტული ნანოემულსიები

ლიპიდური მინიემულსიები – წარმოებული ულტრაბგერითი – ფართოდ გამოიყენება, როგორც ფარმაკოლოგიური აგენტების გადამზიდავი ფარმაცევტულ ფორმულირებებში. მაგალითად, მინიემულსიებს შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც წამლის პარენტერალური გადამზიდავი ან წამლის მიწოდების მოწყობილობა სამიზნე ქსოვილებზე. გარდა ინკაფსულირებული აქტიური ნაერთების მაღალი ბიოშეღწევადობისა, მინიემულსიების უპირატესობა მდგომარეობს მათ მაღალ ბიოშეთავსებადობაში, ბიოდეგრადირებაში, სტაბილურობაში და ფართომასშტაბიანი წარმოების სიმარტივეში. მათი სტრუქტურული თვისებების გამო, მათ შეუძლიათ ჰიდროფობიური და ამფიპათიური მოლეკულების ჩართვა. ულტრაბგერით მომზადებული ნანოემულსიები დატვირთულია ტოკოფეროლებით, ვიტამინებით, კურკურმინით და მრავალი სხვა ფარმაკოლოგიური ნივთიერებით.
Hielscher-ის ულტრაბგერითი სისტემები საიმედო ემულგატორებია წამლის შემცველი ნანოემულსიების მოსამზადებლად. ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციისთვის, Hielscher გთავაზობთ სხვადასხვა აქსესუარებს ემულსიფიკაციის პროცესის ოპტიმიზაციისთვის. Hielschers MultiPhaseCavitator არის უნიკალური დანამატი ულტრაბგერითი ნაკადის უჯრედებისთვის, სადაც მეორე ფაზა შეჰყავთ ძალიან ვიწრო ნაკადის სახით პირდაპირ ემულსიფიკაციის ულტრაბგერითი ცხელი წერტილის ზონაში.

კვების კლასის ნანოემულსიები

ნანოემულსიები გვთავაზობენ სხვადასხვა სარგებელს საკვები პროდუქტების ფორმულირებისთვის. ნანოემულსიები ავლენენ კარგ სტაბილურობას გრავიტაციული განცალკევების, ფლოკულაციის, შერწყმის მიმართ და გვთავაზობენ ფუნქციური ინგრედიენტების კონტროლირებად გათავისუფლებას და/ან შთანთქმას მათი მცირე წვეთების ზომისა და დიდი ზედაპირის გამო. გარდა ამისა, ისინი გვთავაზობენ აქტიური ნაერთების მაღალ ბიოშეღწევადობას, რაც მნიშვნელოვანია საკვები ნივთიერებებისა და აქტიური ნივთიერებების მიწოდებისთვის. გარდა ამისა, ისინი გვთავაზობენ ფორმულირების კარგ თვისებებს, რადგან ისინი გამჭვირვალე ან ვიზუალურად გამჭვირვალეა და მათი სუბმიკრონული/ნანო ზომის წვეთები იწვევს პირის ღრუს გლუვ და ნაღების შეგრძნებას. ამრიგად, სტაბილური ნანო-ემულსიების წარმოება არის ყოვლისმომცველი ამოცანა კვების მრეწველობისთვის, მაგალითად, ვიტამინებით ან ცხიმოვანი მჟავებით გამაგრებული პროდუქტების ფორმულირება (მაგ. ვიტამინი C, ვიტამინი E ომეგა-3, ომეგა-6, ომეგა-9 მცენარის თესლიდან ან თევზის ზეთი) ან არომატიზებული პროდუქტების წარმოება (მაგ. ეთერზეთებით).

ულტრაბგერითი დისპერსიული ნანოემულსიის ნანოზომის წვეთების განაწილება (ლავანდის ზეთი წყალში ემულსია). მომზადდა ემულსია ულტრაბგერითი ზონდით UP400St.

კოსმეტიკური ნანოემულსიები

განსაკუთრებით წყლის ზეთში (W/O) ნანოემულსიები გვთავაზობენ სხვადასხვა სარგებელს ბიოაქტიური ჰიდროფილური ნივთიერების ნანომასშტაბიან წვეთებში (ერთ ან ორმაგ ემულსიებში) ინკაფსულაციისთვის.
დააწკაპუნეთ აქ, რომ წაიკითხოთ მეტი ულტრაბგერითი კოსმეტიკური ემულსიების სურფაქტანტის გარეშე ფორმულირების შესახებ!

მინიემულსიური პოლიმერიზაცია

ულტრაბგერითი დახმარებით მინიემულსიური პოლიმერიზაცია გამოიყენება სხვადასხვა პროცესებზე – არაორგანული ნაწილაკების ინკაფსულაციიდან ლატექსის ნაწილაკების სინთეზამდე. დენის ულტრაბგერის გამოყენება ქიმიურ რეაქციებზე, როგორიცაა პოლიმერიზაცია, სინთეზი და ა.შ. ცნობილია როგორც სონოქიმია.
დააწკაპუნეთ აქ, რომ წაიკითხოთ მეტი სონოქიმია, ლატექსის ულტრაბგერითი სინთეზი და ულტრაბგერითი ნალექი!

ემულსიის სტაბილიზაცია

მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი ნანოემულსია შეიძლება იყოს შელფზე სტაბილური ნებისმიერი ზედაპირული აქტიური ნივთიერების ან ემულგატორის გამოყენების გარეშე, ნანო-მასშტაბიანი წვეთების ზომისა და განაწილების გამო, სხვა ნანოემულსიები საჭიროებს სტაბილიზატორის გამოყენებას გრძელვადიანი სტაბილურობისა და პროდუქტის ოპტიმალური ხარისხის მისაღებად. სტაბილიზაცია შეიძლება განხორციელდეს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების (ტენსიდების) ან მყარი ნაწილაკების დამატებით, რომლებიც მოქმედებენ როგორც სტაბილიზატორები. ემულსიები, რომლებიც სტაბილიზირებულია მყარი ნაწილაკებით, ცნობილია როგორც Pickering ემულსიები. ლაქტოზა, ალბუმინი, ლეციტინი, ქიტოზანი, ციკლოდექსტრინი, მალტოდექსტრინი, სახამებელი და ა.შ. შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც კოლოიდური სტაბილიზატორები პიკერინგის ემულსიებში. დააწკაპუნეთ აქ, რომ გაიგოთ მეტი ულტრაბგერითი გენერირებული Pickering ემულსიების შესახებ!
ულტრაბგერითი ემულსიფიკაცია შეიძლება შესრულდეს ყველა ტიპის ემულსიისთვის. თუ სპეციფიკური ემულსიისთვის საჭიროა სტაბილიზაციის აგენტი, ის ადვილად შეიძლება შემოწმდეს მცირე მასშტაბით.
გთხოვთ, გაითვალისწინოთ, რომ საჭირო ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების რაოდენობა იზრდება წვეთების ზომის კლებასთან ერთად, ვინაიდან ზედაპირის ფართობის მოცულობის თანაფარდობა (S/V) სფეროებისთვის მოცემულია: S/V = 3/R. მაგალითად, რაც უფრო მცირეა ნაწილაკების ან წვეთების დიამეტრი, მით მეტი ზედაპირი აქვს მას მოცულობასთან შედარებით.

ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის მოწყობილობა

სტაბილური სუბმიკრონული და ნანო ემულსიების წარმოება მოითხოვს მძლავრ ულტრაბგერით აღჭურვილობას. Hielscher ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის მოწყობილობა აწვდის ძალიან მაღალ ამპლიტუდას (200 μm-მდე სამრეწველო ულტრაბგერითი აპარატებისთვის, უფრო მაღალი ამპლიტუდები მოთხოვნით) ინტენსიური აკუსტიკური ველის შესაქმნელად.
თუმცა, სტაბილური ნანოემულსიების წარმოებისთვის, მხოლოდ ელექტროენერგიის ულტრაბგერითი მოწყობილობა ხშირად არ არის საკმარისი. საკმარისი ულტრაბგერითი ენერგიის გარდა, პროცესის პარამეტრების ზუსტი კონტროლი და დახვეწილი აქსესუარები (როგორიცაა სონოტროდები, ნაკადის უჯრედის რეაქტორები, გაგრილება) აუცილებელია ნანო ზომის წვეთების მისაღებად და ორივეს, წყლისა და ზეთის ფაზის ერთმანეთში ერთგვაროვანი დისპერსიისთვის.
Hielscher MultiPhaseCavitator: იმისათვის, რომ წარმოქმნას უმაღლესი ემულსიები ძალიან ვიწრო წვეთოვანი განაწილებით, Hielscher-მა შეიმუშავა უნიკალური ნაკადის უჯრედის ჩანართი – მრავალფაზიანი კავიტატორი. ამ სპეციალური ნაკადის უჯრედის დანამატით, ემულსიის მეორე ფაზა განუწყვეტლივ შეჰყავთ 48 პატარა კანულის მეშვეობით კავიტაციის ზონაში. ეს ტექნოლოგია საშუალებას იძლევა საიმედო და ეფექტური წარმოების ძალიან მცირე ზომის ნანო წვეთები და უაღრესად სტაბილური ემულსიები.

Hielscher Ultrasonics სპეციალიზირებულია უმაღლესი ულტრაბგერითი სისტემებისა და აქსესუარების მიწოდებაში დამუშავების ოპტიმალური შედეგებისთვის. ულტრაბგერითი დამუშავების ჩვენი გრძელვადიანი გამოცდილება და ჩვენს კლიენტებთან მჭიდრო თანამშრომლობა უზრუნველყოფს ულტრაბგერითი წარმოების ხაზებში წარმატებულ დანერგვას.
საწყისი ტესტებისთვის, პროცესის განვითარებისა და პროცესის ოპტიმიზაციისთვის, ჩვენ გთავაზობთ სრულად აღჭურვილ პროცესების ლაბორატორიას და ტექნიკურ ცენტრს.
გარდა ამისა, ჩვენ ვთავაზობთ სიღრმისეულ კონსულტაციას, მორგებული ულტრაბგერითი სისტემების შემუშავებას და ღრმა ტექნიკურ მომსახურებას ინსტალაციის, ტრენინგისა და ტექნიკური მომსახურებისთვის.