Eļļas emulsijas ūdenī
Eļļas emulsijās ūdenī eļļas fāze tiek iemaisīta ūdens fāzē. Ultraskaņas emulgatori ir ideāli piemēroti šo emulsiju veidošanai, nodrošinot vienmērīgu pilienu dispersiju un ilgtermiņa stabilitāti, tādēļ tie ir populāri laboratorijās un ražošanā.
Hielscher ultraskaņas ierīču priekšrocības eļļas emulsiju ūdenī veidošanā
- Viendabīgas, stabilas emulsijas ar nanometru izmēra pilieniem
- Atkārtojami un reproducējami rezultāti
- Pilnībā mērogojamas no laboratorijas līdz ražošanai
- Hielscher tehniskās komandas ekspertu atbalsts
Izmantojiet Hielscher savā emulsiju projektā
Hielscher Ultrasonics piedāvā modernas ultraskaņas ierīces un plašu atbalstu, lai palīdzētu jums izveidot viendabīgas, stabilas eļļas emulsijas ūdenī ar nanometru izmēra pilieniem. Mūsu tehniskā laboratorija var veikt izmēģinājumus un mērīt emulsijas ar nanometru izmēra pilieniem. Uzlabojiet savus produktus ar mūsu ultraskaņas iekārtām un speciālajām zināšanām. Aizpildiet pieprasījuma veidlapu, lai uzzinātu vairāk.
Pastāstiet mums par savas emulsijas sastāvu. Mūsu ultraskaņas apstrādes eksperts ieteiks jums ideālo ultraskaņas ierīces konfigurāciju un palīdzēs ar padomiem.
Ar ultraskaņu veidotas eļļas emulsijas ūdenī
Eļļas emulsijas ūdenī (O/W) plaši izmanto patēriņa produktos, piemēram, pārtikā, dzērienos, kosmētikā un farmaceitiskajos preparātos, kā arī rūpniecībā (piemēram, materiālzinātnē, polimēru, krāsu, pārklājumu un smalkās ķīmijas produktu ražošanā).
Eļļas emulsijas ūdenī definīcija
Eļļas emulsija ūdenī ir maisījums, kurā sīki eļļas pilieni ir smalki disperģēti ūdenī vai citā ūdeni saturošā šķidrumā. Eļļas emulsiju ūdenī kvalitāte ir atkarīga no sastāva (eļļas un ūdens attiecības, emulgatora) un emulģēšanas metodes. Hielscher ultraskaņas emulgatori izmanto akustisko kavitāciju, radot intensīvus bīdes spēkus un turbulenci, lai nesajaucamos šķidrumus sadalītu ļoti sīkos pilienos un vienmērīgi sajauktu. Ar šo metodi var iegūt nanometru izmēra daļiņas, kuru izmērs var būt pat 10 nm, nodrošinot ļoti sīkus, vienāda izmēra pilienus un padarot apstrādi ar ultraskaņu par vēlamo emulģēšanas metodi.
Nanoemulģēšana ar UP400St ultraskaņas ierīci
Emulģēšanas ar ultraskaņu priekšrocības
Emulģēšana ar ultraskaņu pārspēj citas metodes, piemēram, augstspiediena homogenizāciju un sajaukšanu ar augstu bīdes intensitāti, nodrošinot efektīvu, vienmērīgu nanopilienu iegūšanu un augstu emulsijas stabilitāti. Pētījumi liecina, ka emulģēšana ar ultraskaņu ļauj iegūt viendabīgākas un stabilākas emulsijas nekā citas metodes, turklāt tās saglabā stabilitāti ievērojami ilgāk.
Līkne parāda nanometru mēroga pilienu sadalījumu ar ultraskaņu disperģētā nanoemulsijā. Šī ar ultraskaņu iegūtā emulsija sastāv no eļļas, kas emulģēta nepārtrauktā ūdens fāzē.
Ar ultraskaņu iegūtu emulsiju priekšrocības
- Ļoti efektīvs process
- Veido submikronu izmēra pilienus un nanopilienus
- Nodrošina vienmērīgu pilienu izmēru sadalījumu
- Nodrošina reproducējamus rezultātus
- Piemērota jebkuram tilpumam
- Precīzi vadāma
- Lineāri mērogojama
- Droša un viegli lietojama
Eļļas emulsijas ūdenī (O/W) sagatavošana ar ultraskaņu (sarkans ūdens / dzeltena eļļa). Dažu sekunžu apstrāde ar ultraskaņu pārvērš atsevišķās ūdens/eļļas fāzes smalkā emulsijā.
Emulģēšanas ar ultraskaņu darbības princips
Emulģēšana ar ultraskaņu balstās uz akustisko kavitāciju, ko rada augstas intensitātes zemfrekvences ultraskaņa (16–30kHz). Šī enerģija, kas tiek pārvadīta caur ultraskaņas zondi, rada augsta un zema spiediena ciklus, kuros veidojas un strauji implodē vakuuma burbuļi. Šis process rada intensīvus bīdes spēkus, vienmērīgi sajaucot un sašķeļot pilienus, tādējādi veidojot nanopilienus ar vienmērīgu izmēru sadalījumu.
Hielscher Ultrasonics piedāvā modernas ierīces emulsiju un nanoemulsiju ražošanai, tādēļ tā ir vēlamā izvēle produktu kvalitātes un veiktspējas uzlabošanai.
Apstrāde ar ultraskaņu emulsijas pagatavošanai vārglāzē
Hielscher tehniskais centrs: Nanoflex DLS mērījums precīzai pilienu izmēra noteikšanai
Ultraskaņas intensitātes ietekme uz emulsijas kvalitāti
Emulsijas kvalitāti galvenokārt nosaka stabilitāte, ko ietekmē pilienu izmēru sadalījums un emulsijas sastāvs. Ultraskaņas intensitāte, amplitūda un apstrādes ar ultraskaņu ilgums ir būtiski faktori, kas ietekmē emulsijas kvalitāti. Liela amplitūda un optimizēts apstrādes ar ultraskaņu ilgums ļauj iegūt mazākus, stabilākus pilienus.
Augstas veiktspējas ultraskaņas emulgatori
Emulģēšana ar ultraskaņu ir uzticama tehnoloģija augstas kvalitātes emulsiju ražošanai ar submikronu un nanometru izmēra pilieniem. Hielscher Ultrasonics piedāvā pilnu ierīču klāstu no laboratorijas līdz rūpnieciskam mērogam, nodrošinot jūsu emulģēšanas procesam vispiemērotāko sistēmu. Mūsu komanda sniedz atbalstu no priekšizpētes testiem līdz galīgai ražošanas iekārtu uzstādīšanai. Mūsu ultraskaņas procesoru kompaktā konstrukcija un daudzveidīgās uzstādīšanas iespējas ļauj tos pielāgot jebkurai pārstrādes ražotnei.
Laboratorija un ražošana, apstrāde pa partijām un plūsmā
Hielscher ražo augstas veiktspējas ultraskaņas emulgatorus izmantošanai no maza līdz lielam mērogam. Mūsu galda sistēmas ir ideāli piemērotas priekšizpētes testiem un procesu optimizācijai. Mēroga palielināšana ir vienkārša – pārejot uz jaudīgāku ierīci vai apvienojot vairākas ultraskaņas ierīces grupā. UIP16000 ir pasaulē jaudīgākais ultraskaņas emulgators. Pielāgojami piederumi ļauj izveidot jūsu procesam ideālu konfigurāciju, ņemot vērā apstrādes jaudu, tilpumu, izejvielas un ražošanas vajadzības.
Tālāk redzamajā tabulā norādīta mūsu ultraskaņas ierīču apstrādes jauda emulģēšanai:
| Partijas tilpums | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 1 līdz 500mL | 10 līdz 200mL/min | UP100H |
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 līdz 20L | 0,2 līdz 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lielāks | ierīču grupa ar UIP16000 |
Hielscher ultraskaņas ierīces nodrošina gan apstrādi pa partijām, gan nepārtrauktu caurplūdes apstrādi. Apstrāde pa partijām ir ideāli piemērota testēšanai un mazam līdz vidējam ražošanas mērogam, savukārt apstrāde plūsmā ir efektīva lieliem tilpumiem. Mūsu sistēmas ir izstrādātas atbilstoši jūsu konkrētajām prasībām attiecībā uz emulsijas tilpumu un procesa mērķiem.
Ultraskaņas reaktors ražošanai – UIP2000hdT
Precīzi regulējama amplitūda optimāliem rezultātiem
Visas Hielscher ultraskaņas ierīces ir precīzi regulējamas, nodrošinot efektīvu un rezultatīvu emulģēšanu. Amplitūda ir viens no galvenajiem parametriem, kas ietekmē emulsijas kvalitāti. Hielscher rūpnieciskie procesori var nepārtraukti darboties ar lielu amplitūdu, izmantojot iestatījumus, kas optimizē apstrādes ar ultraskaņu apstākļus vislabāko rezultātu sasniegšanai. Mūsu izturīgās iekārtas ir paredzētas darbam 24/7 prasīgos apstākļos.
Vienkārša testēšana bez riska
Ultraskaņas procesu mērogu var palielināt lineāri. Ar laboratorijas vai galda sistēmām sasniegtos rezultātus var atkārtot rūpnieciskā mērogā, izmantojot tos pašus parametrus. Tādēļ apstrāde ar ultraskaņu ir ideāli piemērota priekšizpētes testiem un procesu optimizācijai. Sazinieties ar mums, lai uzzinātu, kā apstrāde ar ultraskaņu var uzlabot jūsu emulsiju ražošanu.
Visaugstākā kvalitāte – projektēts un ražots Vācijā
Kā ģimenes uzņēmums Hielscher piešķir prioritāti kvalitātei. Mūsu ultraskaņas procesori tiek projektēti, ražoti un testēti Vācijā, nodrošinot uzticamību un izturību nepārtrauktai darbībai ar pilnu slodzi.
Bieži uzdotie jautājumi par eļļa ūdenī emulsijām
Kas ir eļļa ūdenī (O/W) emulsija?
Eļļa ūdenī emulsija ir maisījums, kurā sīki eļļas pilieni ir izkliedēti nepārtrauktā ūdens fāzē. Izplatīti piemēri ir piens, majonēze, losjoni un salātu mērces. O/W emulsiju stabilitāte un kvalitāte ir atkarīga no izmantotajiem emulgatoriem un sajaukšanas metodes.
Kāds ir labākais emulgators eļļa ūdenī emulsijām?
Labākais emulgators ir atkarīgs no paredzētā lietojuma. Izplatītas izvēles ir lecitīns (pārtikā un kosmētikā), polisorbāti (farmācijā), SDS (lietošanai laboratorijā) un dabiskās olbaltumvielas. Hielscher tehniskā komanda var palīdzēt izvēlēties jūsu sastāvam piemērotāko emulgatoru.
Kādu pilienu izmēru var sasniegt ar emulģēšanu ar ultraskaņu?
Hielscher ultraskaņas procesori spēj radīt pilienus, kuru izmērs ir mazāks par mikrometru un sasniedz pat 10 nanometrus, veidojot stabilas nanoemulsijas. Šaurs pilienu izmēru sadalījums uzlabo produkta dzidrumu, stabilitāti un biopieejamību.
Kā ultraskaņas emulģēšana atšķiras no augstspiediena homogenizācijas?
Ultraskaņas emulģēšanai ir vairākas priekšrocības:
- Mazāki pilieni ar vienmērīgāku izmēru
- Mazāks enerģijas patēriņš
- Labāka apstrādes parametru kontrole
- Vieglāka mērogošana no laboratorijas līdz ražošanai
- Mazāka siltuma izdalīšanās, ja iekārta ir pareizi konfigurēta
Vai ultraskaņas emulģēšanu var izmantot lielapjoma ražošanā?
Jā. Hielscher piedāvā rūpnieciskos procesorus ar jaudu līdz 16 000W (ultraskaņas aparāta modelis UIP16000hdT), kas nepārtrauktas plūsmas režīmā spēj apstrādāt simtiem litru minūtē. Laboratorijā izstrādātus procesus var lineāri mērogot līdz ražošanas apjomam bez atkārtotas optimizācijas.
Kā stabilizēt emulsiju «eļļa ūdenī»?
Stabilitāti panāk šādi:
Emulgatori/virsmaktīvās vielas: samazina starpfāžu spriegumu starp eļļu un ūdeni
Stēriskie stabilizatori: tādi polimēri kā PEG vai PVA veido fiziskas barjeras
Elektrostatiskā stabilizācija: jonu virsmaktīvās vielas rada savstarpēji atgrūdošus lādiņus
Mazs pilienu izmērs: apstrāde ar ultraskaņu rada mazākus, stabilākus pilienus
Biezinātāji: ksantāna sveķi vai karbomēri palielina viskozitāti
Kāda ir atšķirība starp emulsijām «eļļa ūdenī» un «ūdens eļļā»?
Emulsijās «eļļa ūdenī» (O/W) eļļas pilieni ir disperģēti ūdenī (piemēram, pienā un losjonos). Emulsijās «ūdens eļļā» (W/O) ūdens pilieni ir disperģēti eļļā (piemēram, sviestā un margarīnā). Emulgatora izvēle nosaka, kurš emulsijas veids izveidosies.
Cik ilgu laiku aizņem ultraskaņas emulģēšana?
Apstrāde ar ultraskaņu parasti ilgst no dažām sekundēm līdz dažām minūtēm atkarībā no tilpuma, amplitūdas un vēlamā pilienu izmēra. Tas ir ievērojami ātrāk nekā tradicionālā sajaukšana ar augstu bīdes intensitāti, kas var aizņemt 30+ minūtes.
Vai ultraskaņas emulģēšana ir droša pārtikas un farmaceitiskajiem produktiem?
Jā. Apstrāde ar ultraskaņu ir netermiska metode, kurā neizmanto ķīmiskas vielas un nepievieno piedevas. Tā ir plaši atzīta pārtikas, kosmētikas un farmācijas nozarēs.
Kas ir nanoemulsija?
Nanoemulsija ir emulsija, kuras pilienu izmērs parasti ir mazāks par 200 nanometriem. Šīs emulsijas izskatās puscaurspīdīgas, tām ir izcila stabilitāte, un tās nodrošina uzlabotu aktīvo sastāvdaļu biopieejamību.
Kāds ir emulsijas «eļļa ūdenī» piemērs farmācijā?
Izplatīts piemērs ir losjons, kurā ārstnieciskās sastāvdaļas ir disperģētas emulsijā «eļļa ūdenī» lokālai lietošanai.
Vai emulsiju «eļļa ūdenī» var sajaukt ar emulsiju «ūdens eļļā»?
Šo divu veidu emulsiju sajaukšana parasti nav ieteicama, jo tām ir atšķirīgas nepārtrauktās fāzes un tās var destabilizēt viena otru.
Kāds ir labākais dabiskais emulgators emulsijai «eļļa ūdenī»?
Dabiski emulgatori, piemēram, lecitīns, bišu vasks un noteikti proteīni, ir efektīvi stabilu emulsiju «eļļa ūdenī» veidošanai.
Vai emulsijas «eļļa ūdenī» var atšķaidīt ar ūdeni vai eļļu?
Emulsijas «eļļa ūdenī» var atšķaidīt ar ūdeni, taču eļļas pievienošana var destabilizēt emulsiju, tāpēc tā jāveic piesardzīgi.
Kāda ir atšķirība starp emulsijām «eļļa ūdenī» un «ūdens eļļā»?
Galvenā atšķirība starp šīm divām emulsijām ir suspensijas sastāvs. Emulsijās «eļļa ūdenī» eļļa ir dispersā fāze, kas izkliedēta nepārtrauktajā fāzē – ūdenī. Savukārt emulsijās «ūdens eļļā» ūdens ir dispersā fāze eļļā. Emulgatoru izvēle būtiski ietekmē emulsiju kvalitāti un stabilitāti. Lai gan dažas nanoizmēra emulsijas ir dabiski stabilas, lielākajai daļai nepieciešams rūpīgi izstrādāts sastāvs, lai pagarinātu glabāšanas laiku. Emulgatoriem jābūt saderīgiem ar emulsijas veidu, jo daži ir labāk piemēroti emulsijām «eļļa ūdenī», savukārt citi labāk darbojas emulsijās «ūdens eļļā».
Literatūra / Atsauces
- O’Sullivan, Jonathan; Murray, Brian; Flynn, Cal; Norton, Ian (2015): Comparison of batch and continuous ultrasonic emulsification processes. Journal of Food Engineering, Volume 167, Part B, Dec. 2015, 114-121.
- Li, Yujie; Xiang, Dong (2019): Stability of oil-in-water emulsions performed by ultrasound power or high-pressure homogenization. PlosOne, March 8, 2019.
- Ramisetty, Kiran A.; Shyamsunder, R. (2011): Effect of Ultrasonication on Stability of Oil in Water Emulsions. International Journal of Drug Delivery, 3, 2011, 133-142.
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no laboratorijas mēroga līdz rūpnieciskam mērogam.