Ultraskaņas nanoemulģēšana mikrokapsulēšanai pirms žāvēšanas ar izsmidzināšanu

• Lai mikrokapsulētu aktīvās sastāvdaļas, izmantojot žāvēšanu ar izsmidzināšanu, jāsagatavo stabila mikroemulsija vai nanoemulsija ar smalkiem pilieniem.
• Ultraskaņas emulģēšana ir vienkārša un uzticama metode stabilu mikroemulsiju un nanoemulsiju iegūšanai
• Kā alternatīvas virsmaktīvās vielas ultraskaņas emulģēšanas procesos var izmantot tādus biopolimērus kā gumiarābiku vai WPI, kas darbojas kā pārtikas kvalitātes stabilizatori.

Kapsulēšana

Emulsijām un to kvalitātei ir būtiska nozīme tādu eļļainu mikrodaļiņu efektivitātē un stabilitātē, kas iegūtas kapsulēšanas procesos, piemēram, žāvējot ar izsmidzināšanu. Emulsijas stabilitāte, viskozitāte, pilienu izmērs un eļļas/ūdens attiecība ir izšķiroši faktori. Apstrādes laikā, kas sākas ar emulsijas sagatavošanu un beidzas ar žāvēšanu ar izsmidzināšanu, jāsaglabā visas šīs emulsijas fizikālās un ķīmiskās īpašības, lai novērstu mikrodaļiņu kvalitātes pasliktināšanos. Mikrokapsulēšanas kvalitāte un emulsiju stabilitāte ir cieši saistītas un būtiski ietekmē gatavo pulverveida produktu kvalitāti. Tāpēc nepieciešama uzticama emulģēšanas metode. Ultraskaņas emulģēšana ir plaši atzīta tehnoloģija, ko dažādās nozarēs visā pasaulē izmanto makroemulsiju, nanoemulsiju un mikroemulsiju iegūšanai.

Ar ultraskaņu iegūtas nanoemulsijas

Augstas veiktspējas ultraskaņas ierīces ir plaši atzītas izmantošanai emulģēšanas procesos pārtikas, farmācijas un kosmētikas rūpniecībā. Intensīvu ultraskaņas viļņu izmantošana ir efektīva metode emulsiju iegūšanai ar mikrometru vai nanometru izmēra pilieniem. Ultraskaņas emulģēšanas pamatā ir kavitācijas princips, kurā augstas intensitātes ultraskaņas viļņi un to radītās liela ātruma šķidruma strūklas iedarbojas uz pilienu virsmu ar bīdes spēkiem, tādējādi veidojot mazus pilienus un stabilas emulsijas.

Emulsiju stabilizatori

Ar ultraskaņu iegūtas emulsijas var stabilizēt, izmantojot parastos emulgatorus (piemēram, polisorbātu, sorbitānu u. c.), kā arī biopolimērus (piemēram, guāra sveķus, gumiarābiku, WPI u. c.). Rūpniecībā ir atzīts biopolimēru milzīgais potenciāls emulsiju stabilizēšanā. Īpaši pārtikas, farmācijas un kosmētikas emulsijām biopolimēri ļauj izstrādāt produktus ar “tīru” marķējumu. Biopolimēri un biopolimēru kompleksi ir pieejami lielos daudzumos un pārtikas kvalitātē. Biopolimēru kompleksi (piemēram, polisaharīdu un olbaltumvielu kompleksi) ir pārāki par biopolimēriem, jo tiem ir labākas īpašības nekā katram polimēram atsevišķi. Biopolimērs, kas sastāv no olbaltumvielas un polisaharīda (= salikto ogļhidrātu polimēriem), apvieno katras molekulas priekšrocības. Olbaltumviela palielina virsmas aktivitāti, tāpēc tiek panākts augstāks virsmas slāņa piesātinājums pie ievērojami zemākas koncentrācijas. Kompleksā esošais polisaharīds samazina starpfāžu virsmas spraigumu un līdz ar to enerģiju, kas nepieciešama jaunu virsmu veidošanai. Tādējādi polisaharīdi veicina mazu pilienu veidošanos. Biopolimēru komplekss apvieno abu tā sastāvdaļu labākās īpašības un tāpēc ir iedarbīgs stabilizators.

Augstas veiktspējas ultraskaņas ierīces

Hielscher augstas veiktspējas ultraskaņas procesori ir uzstādīti visā pasaulē stabilu makroemulsiju, nanoemulsiju un mikroemulsiju sagatavošanai. Ar produktu klāstu, kas aptver iekārtas no nelielām rokā turamām ultraskaņas laboratorijas ierīcēm līdz lieljaudas rūpnieciskajām ultraskaņas sistēmām liela apjoma emulsiju plūsmu komerciālai ražošanai nepārtrauktā plūsmā, Hielscher Ultrasonics piedāvā jūsu procesam vispiemērotāko ultraskaņas ierīci.
Pievadīto jaudu, amplitūdu (nobīdi pie sonotrodes), temperatūru un plūsmas ātrumu var pielāgot jūsu sastāva prasībām. Mūsu rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti lielas amplitūdas. Ar amplitūdām līdz 200µm var viegli nepārtraukti strādāt 24/7 režīmā. Vēl lielākām amplitūdām ir pieejamas individuāli pielāgotas ultraskaņas sonotrodes.
Precīza apstrādes ar ultraskaņu parametru kontrole un automātiska datu reģistrēšana iebūvētā SD kartē nodrošina augstu apstrādes kvalitāti un ļauj standartizēt procesu. Visi mūsu ultraskaņas procesori ir paredzēti darbībai 24/7 režīmā ar pilnu slodzi. Izturība, nelielas apkopes prasības un lietošanas ērtums ir citas Hielscher ultraskaņas ierīču priekšrocības, kas padara tās par jūsu ražošanas darba zirgiem.
Tādi piederumi kā Hielscher unikālais MultiPhaseCavitator, plūsmas šūnas ieliktnis, kas caur kanilēm ievada otro fāzi tieši kavitācijas visintensīvākās iedarbības zonā (skat. attēlu pa kreisi), palīdz izveidot optimālu ultraskaņas emulģēšanas sistēmu.
Tālāk redzamā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas ierīču aptuveno apstrādes jaudu: