초음파 유화기

에멀전은 서로 섞이지 않는 두 액체로 이루어진 이상계로, 내상 또는 분산상이라 불리는 한 상이 외상 또는 연속상이라 불리는 다른 상 안에 작은 액적 형태로 분포합니다. 에멀전을 제조하려면 일반적으로 이상계에 에너지를 투입해야 합니다. 초음파 전단력은 나노 크기의 액적을 갖추고 장기간 안정적인 우수한 품질의 에멀전을 제조하는 데 매우 효율적이라는 사실이 충분히 입증되었습니다.

초음파로 향상된 에멀전 안정성

음향 캐비테이션에 의해 유발되는 초음파의 물리적 효과는 기름과 물의 액적을 파쇄하여 마이크로 및 나노 크기의 매우 작은 액적을 갖는 안정적인 O/W 및 W/O 에멀전의 형성을 촉진합니다. 나노에멀전은 액적 크기가 매우 작고 표면적이 넓어 생리활성이 대단히 높으며, 이는 식품과 보충제, 의약품 및 화장품 생산에 중요합니다. 액적 크기가 미세하기 때문에 생리활성 화합물이 세포에 빠르게 침투할 수 있습니다. 재료과학 및 산업 분야에서도 나노에멀전은 고성능 코팅, 도료, 고분자 및 기타 복합재 제조에 중요합니다. 초음파로 제조한 나노에멀전은 일반적으로 매크로에멀전보다 안정성이 현저히 높으며 침강, 합일 또는 응집이 나타나지 않습니다.

고효율 초음파 유화

Zungur et al. (2015)은 물–올리브유 에멀전 제조를 위해 초음파 균질화와 기존의 고전단 균질화를 비교했습니다. 에멀전의 캡슐화제로 WPI와 말토덱스트린을 사용하고 안정화제로 Tween20을 사용했습니다. “기존 균질화 기법과 초음파 균질화 기법으로 제조한 에멀전의 크리밍 지수 값은 각각 20.77–86.26 %와 15.63–91.55 % 범위에서 변했습니다. 전반적으로, 초음파 유화로 제조한 에멀전이 기존 균질화 방법으로 제조한 에멀전보다 안정적이라는 결과가 나타났습니다.”

건물 함량이 40 % (wb)이고 기름 함량이 9 % (wb)인 에멀전의 현미경 이미지(100x 배율). 기존 균질화 방법으로 (a) WPI, (b) MD, (c) WPI-MD 혼합물(1:1)을 사용하여 제조한 에멀전과 초음파 균질화 방법으로 (d) WPI, (e) MD, (f) WPI-MD 혼합물(1:1)을 사용하여 제조한 에멀전입니다. 초음파 유화는 액적 크기를 현저히 줄이고 에멀전 안정성을 높입니다.
(연구 및 현미경 이미지: Zungur et al., 2015)

Taha et al. (2020)은 종설 논문에서 고강도 초음파(HIU)에 관해 다음과 같이 결론지었습니다. “단백질과 다당류 같은 식품 유화제의 유화 특성을 개선하고 이들이 형성하는 에멀전의 안정성을 높이는 데 사용할 수 있다. HIU로 제조한 단백질–다당류 복합체 안정화 에멀전은 개별 성분으로 안정화한 에멀전보다 환경 스트레스에 대한 안정성이 더 높았다. 또한 여러 연구에서 HIU 균질기는 고압 균질기 및 마이크로플루이다이저보다 에너지 효율이 높은 것으로 나타났다.” (Taha et al., 2020)

초음파를 이용한 수중유형(O/W) 에멀전 제조(빨간색 물 / 노란색 기름). 몇 초간의 초음파 처리로 물과 기름의 두 상이 미세한 에멀전으로 변합니다.

고성능 초음파 유화기

Hielscher Ultrasonics는 연구, 공정 개발, R&D 및 매우 큰 체적 유동의 산업 생산을 위해 모든 규모의 고출력 저주파 초음파 유화기를 공급합니다. 당사의 폭넓은 제품군은 모든 규모와 모든 산업에 이상적인 초음파 처리기를 제공합니다.
Hielscher Ultrasonics의 산업용 초음파 처리기는 매우 높은 진폭을 제공할 수 있습니다. 최대 200µm의 진폭으로도 24/7/365 연속 운전을 손쉽게 수행할 수 있습니다. 이보다 더 높은 진폭을 위한 맞춤형 초음파 소노트로드도 제공됩니다. 스마트 소프트웨어를 통해 모든 공정 매개변수를 정밀하게 제어하고 모니터링할 수 있습니다.

MultiPhaseCavitator – 안정적인 에멀전을 위한 초음파 주입 시스템

MultiPhaseCavitator – MPC48insert – 는 Hielscher 플로우 셀 반응기용 고유한 인서트입니다. MultiPhaseCavitator는 에멀전의 두 번째 상을 캐비테이션 핫스폿에 직접 주입하는 48개의 미세 캐뉼라를 갖추도록 설계되었습니다. 캐비테이션 영역에서는 주입된 두 번째 상의 가느다란 줄기가 20kHz 주파수의 초음파에 의해 절단됩니다. 이는 주입된 유체가 초당 20,000회의 진동으로 절단되어 나노 범위의 대단히 미세한 액적이 생성된다는 뜻입니다. 초음파 전단, 충격파 및 난류는 연속상 내에서 이러한 작은 액적을 유화하여 안정성이 높은 우수한 나노에멀전을 생성합니다.

초음파 유화기를 구매하고 싶으신가요?

지금 아래 문의 양식을 작성하거나, 이메일을 보내거나, 또는 전화하여 문의해 주세요!
풍부한 경험을 갖춘 당사 팀이 고객의 에멀전 응용 분야를 함께 논의하고 가장 적합한 초음파 유화 시스템을 기꺼이 추천해 드립니다!

아래 표는 당사 초음파 처리기의 대략적인 처리 용량을 보여 줍니다.