초음파 유화제
에멀젼은 두 개의 혼합되지 않는 액체로 구성된 2상 시스템으로, 한 상, 소위 내부 또는 분산상이라고 하는 상이 다른 상(소위 외부 또는 연속상)에 작은 방울로 분포됩니다. 에멀젼을 준비하려면 일반적으로 2상 시스템에 에너지를 입력해야 합니다. 초음파 전단력은 나노 크기의 액적과 우수한 품질의 장기간 안정적인 에멀젼을 생산하는 데 매우 효율적인 것으로 잘 입증되었습니다.
초음파로 향상된 에멀젼 안정성
음향 캐비테이션에 의해 유도된 초음파의 물리적 효과는 기름과 물방울의 파괴를 초래하고 미크론 및 나노 크기의 매우 작은 물방울 크기로 안정적인 O/W 및 W/O 에멀젼의 형성을 촉진합니다. 매우 작은 입자 크기와 높은 표면적으로 인해 나노 에멀젼은 식품 및 보충제, 의약품 및 화장품 생산에 중요한 매우 높은 생체 활성 특성을 제공합니다. 미세한 입자 크기로 인해 생체 활성 화합물은 세포에 빠르게 침투할 수 있습니다. 또한 재료 과학 및 산업에서 나노 에멀젼은 고성능 코팅, 페인트, 폴리머 및 기타 복합 재료의 제조에 중요합니다. 초음파로 제조 된 나노 에멀젼은 일반적으로 매크로 에멀젼보다 훨씬 안정적이며 침전, 유착 또는 응집을 나타내지 않습니다.
- 나노 및 미니 에멀젼
- 고효율
- 배치 또는 연속식
- 점성이 낮거나 점성이 높은 액체
- 재현성/반복성
- 신뢰할 수 있는 기술
- 쉽고 안전한 사용
UP400ST – 400W 초음파 장치(O/W) 나노 에멀젼용
고효율 초음파 유화
Zungur et al. (2015)는 물-올리브 오일 에멀젼의 제조를 위해 초음파 균질화와 고전적인 고전단 균질화를 비교했습니다. 에멀젼의 경우 WPI와 말토덱스트린을 캡슐화제로 사용하고 Tween20을 안정제로 사용했습니다. "고전 및 초음파 균질화 기술로 제조 된 에멀젼의 크림 지수 값은 각각 20.77 %와 86.26 % 및 15.63 %에서 91.55 % 사이에서 변경되었습니다. 일반적으로 결과는 초음파 유화로 제조 된 에멀젼이 고전적인 균질화 방법으로 제조 된 에멀젼보다 더 안정적임을 보여주었습니다.
(a) WPI, (b) MD, (c) WPI-MD 혼합물 (1 : 1)을 사용하여 고전적인 균질화 방법으로 제조 된 40 % (wb) 건조 물질 및 9 % (wb) 오일 에멀젼을 포함하는 현미경 이미지 (100x 확대에서); (d) WPI (e) MD (f) WPI-MD 혼합물 (1 : 1)을 사용하여 초음파 균질화 방법으로 제조했습니다. 초음파 유화는 훨씬 더 작은 방울과 더 나은 에멀젼 안정성을 제공합니다.
(연구 및 현미경 이미지: Zungur et al., 2015)
Taha et al. (2020)은 리뷰 논문에서 고강도 초음파(HIU)가 "단백질 및 다당류와 같은 식품 유화제의 유화 특성을 개선하고 에멀젼의 안정성을 향상시키는 데 사용할 수 있다"고 결론지었습니다. HIU에 의해 생산 된 단백질 - 다당류 복합체 안정화 에멀젼은 개별 구성 요소에 의해 안정화 된 에멀젼보다 환경 스트레스에 대해 더 나은 안정성을 보여주었습니다. 또한 여러 연구에 따르면 HIU 균질화기는 고압 균질화기 및 미세유동화기보다 에너지 효율이 더 높습니다." (타하 외, 2020)
- 평균 액적 크기(유화 기법의 영향을 받음)
- 액적 크기 분포(유화 기법의 영향을 받음)
- 내부상 점도
- 연속상 점도
- 계면활성제
- 오일상 농도
- 연속상 pH
- 에멀젼의 광학적 특성
초음파 나노 유화는 고성능 재료, 페인트, 코팅, 식품, 제약 및 화장품용 고성능 에멀젼을 생산하는 데 사용됩니다.
(a) 고전적인 균질화 방법 (b) 초음파 균질화에 의해 제조 된 물-올리브 오일 에멀젼의 액적 크기 분포 ( 업400S) MD, WPI 및 그 혼합물을 사용한 방법, 9% 오일(w/w) 함량의 40% 건조 물질. 초음파 유화는 현저히 더 작은 물방울, 더 적은 크리밍 및 더 나은 전반적인 에멀젼 안정성을 초래합니다.
(연구 및 그래프: Zungur et al., 2015)
수중 유(O/W) 에멀젼(적색 물/황색 유)의 초음파 제조. 몇 초의 초음파 처리는 물과 기름의 두 단계를 미세한 에멀젼으로 바꿉니다.
고성능 초음파 유화제
Hielscher 초음파는 연구, 공정 개발, R을 위해 모든 규모의 고출력, 저주파 초음파 유화제를 공급합니다.&D 및 매우 큰 볼륨 스트림의 산업 생산. 당사의 광범위한 포트폴리오는 모든 크기와 모든 산업에 이상적인 초음파 프로세서를 제공합니다.
Hielscher Ultrasonics’ 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭을 24/7/365 작동에서 쉽게 연속적으로 실행할 수 있습니다. 더 높은 진폭을 위해 맞춤형 초음파 소노트로드를 사용할 수 있습니다. 모든 공정 매개변수는 스마트 소프트웨어를 통해 정확하게 제어하고 모니터링할 수 있습니다.
- 모든 볼륨/생산 능력에 적합
- 모든 산업 분야에 적합
- 효과적이고 공정 강화
- 배치 및 인라인 처리용
- 다재다능하고 사용 가능한
- 에너지 효율적
- 쉽고 안전한 작동
- 재현 가능한 결과
- 리니어 확장 가능
- 믿음직한
- 견고하고 유지 보수가 적습니다.
- 간편한 설치 또는 개조 가능
- 빠른 ROI
초음파 반응기 MultiPhaseCavitator (멀티페이즈캐비테이터) 향상된 나노 유화(nano-emulsification)를 위해
MultiPhaseCavitator (멀티페이즈캐비테이터) – 안정적인 에멀젼을 위한 초음파 주입 시스템
MultiPhaseCavitator (멀티페이즈캐비테이터) – MPC48인서트 – Hielscher 플로우 셀 반응기를위한 독특한 인서트입니다. MultiPhaseCavitator의 설계에는 에멀젼의 두 번째 단계를 캐비테이션 핫스팟에 직접 주입하는 48개의 미세한 캐뉼라가 있습니다. 캐비테이션 영역에서 주입된 두 번째 상의 미세한 가닥은 20kHz의 초음파 주파수파에 의해 절단됩니다. 이는 주입된 유체가 초당 20,000번의 진동 스트로크로 절단되어 나노 범위에서 매우 미세한 입자를 생성한다는 것을 의미합니다. 초음파 전단, 충격파 및 난류는 연속상 내에서 이러한 작은 물방울을 유화하고 높은 안정성의 우수한 나노 에멀젼을 생성합니다.
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- 정밀하게 제어 가능한 파라미터
- 높은 진폭
- 에너지 효율
- 배치 및 인라인
- 모든 크기로 확장 가능한 선형
- 프로그래밍 가능한 초음파 처리 설정이 있는 스마트 소프트웨어
- 24/2/365 운영
- 강건한
- Sonotrodes 및 액세서리 사용 가능
아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.
| 배치 볼륨(Batch Volume) | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 1 내지 500mL | 10 내지 200mL/분 | 업100H |
| 10 내지 2000mL | 20 내지 400mL/분 | UP200HT, UP400ST |
| 0.1 내지 20L | 0.2 내지 4L/min | UIP2000hdT 님 |
| 10에서 100L | 2 내지 10L/min | UIP4000hdt 님 |
| N.A. 개시 | 10 내지 100L/min | UIP16000 |
| N.A. 개시 | 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
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문헌 / 참고문헌
- Zungur Bastıoğlu, Aslı; Koç, Mehmet; Kaymak-Ertekin, Figen (2015): Physical Properties of Olive Oil in Water Model Emulsion: Effect of Aqueous and Oil Phase Concentration and Homogenization Types. Akademik gıda 13, 2015. 22-34.
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
알아 둘 만한 가치가 있는 사실
에멀젼이란 무엇입니까? – "에멀젼"이라는 용어의 정의
에멀젼은 적어도 두 개의 혼합되지 않는 액체로 구성된 유체 시스템으로, 액체 중 하나는 다른 액체에 작은 방울로 분산됩니다. 작고 분포된 액적의 단계를 분산상 또는 내부상이라고 하고, 다른 단계를 연속상 또는 외상이라고 합니다. 에멀젼에는 두 가지 주요 유형이 있으며, 이는 수중유(O/W)와 유중수(W/O) 에멀젼으로 구별됩니다. O/W(oil-in-water) 에멀젼에서 내부상은 오일 또는 오일 혼화성 액체이고 외부상은 물 또는 수혼화성 액체입니다. W/O(Water-in-oil) 에멀젼에서 내부 상은 물과 같은 액체이고 외부 상은 기름과 같은 액체입니다.
대부분의 에멀젼에는 안정제 또는 계면활성제로 알려진 유화제가 필요합니다. 액적 크기는 에멀젼 안정성과 관련해서도 중요한 역할을 합니다. 액적 크기가 작을수록 에멀젼이 더 안정적입니다.
고성능 초음파! Hielscher의 제품 범위는 벤치 탑 장치의 소형 실험실 초음파기에서 전체 산업용 초음파 시스템에 이르기까지 전체 스펙트럼을 포괄합니다.