Ultraskaņas Nano-emulgācija mikrokapsulācijai pirms izsmidzināšanas žāvēšanas
- Lai mikrokapsulētu aktīvās sastāvdaļas, izmantojot žāvēšanu ar izsmidzināšanu, jāsagatavo smalka izmēra stabila mikro- vai nanoemulsija.
- Ultraskaņas emulgācija ir facile un uzticama tehnika, lai ražotu stabilas mikro- un nano-emulsijas
- Kā alternatīvu virsmaktīvo vielu, biopolimērus, piemēram, gumijas arabi vai WPI, var izmantot ultraskaņas emulgācijas procesos kā pārtikas kvalitātes stabilizatorus.
Iekapsulēšana
Emulsijām un emulsijas kvalitātei ir nozīmīga loma attiecībā uz eļļainu mikrodaļiņu efektivitāti un stabilitāti, kas sagatavotas iekapsulēšanas procesos, piemēram, smidzināšanas žāvēšanā. 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, ir jāsaglabā visas šīs emulsijas fizikālās un ķīmiskās īpašības, lai novērstu mikrodaļiņu pasliktināšanos. Mikrokapsulācijas kvalitāte un emulsiju stabilitāte ir cieši saistītas un būtiski ietekmē gala pulverveida produktu kvalitāti. Tāpēc ir nepieciešama uzticama emulgācijas tehnika. Ultraskaņas emulgācija ir labi izveidota tehnoloģija, ko izmanto dažādās nozarēs visā pasaulē, lai ražotu makro, nano- un mikroemulsijas.
Ultraskaņas Nano-emulsijas
Augstas veiktspējas ultrasonikatori ir labi izveidoti emuulācijas procesiem pārtikas, farmācijas un kosmētikas nozarē. Intensīvu ultraskaņas viļņu pielietošana ir efektīva metode emulsiju ražošanai ar mikronu vai nano izmēra pilieniem. Ultraskaņas emulgācija ir balstīta uz kavitācijas principu, kurā augstas intensitātes ultraskaņas viļņi un tā lielā ātruma šķidruma strūklas nobīdes pilienus’ virsma, tādējādi radot mazus pilienus un stabilas emulsijas.
Emulsijas stabilizatori
Ultraskaņas emulsijas var stabilizēt, izmantojot parastos emulgatorus (piemēram, polisorbātu, sorbitānu uc), bet arī izmantojot biopolimērus (piemēram, guāra sveķus, gumijas arābu, WPI utt.). Nozares ir atzinušas biopolimēru kā emulsijas stabilizatoru milzīgo potenciālu. Īpaši pārtikas, farmācijas un kosmētikas emulsijām biopolimēri ļauj izstrādāt produktus ar “tīrs” Etiķetes. Biopolimēri un biopolimēru kompleksi ir pieejami lielos apjomos un pārtikas kvalitātes kvalitātē. Biopolimēru kompleksi (piemēram, polisaharīdu-proteīnu kompleksi) ir pārāki par biopolimēriem, jo tie piedāvā uzlabotas īpašības nekā katrs polimērs atsevišķi. Biopolimērs, kas sastāv no proteīna un polisaharīda (= kompleksie ogļhidrātu polimēri), piedāvā katras molekulas priekšrocības. Proteīns palielina virsmas aktivitāti tā, lai iegūtu augstāku virsmas slāņa piesātinājumu ievērojami zemākā koncentrācijā. Kompleksā esošais polisaharīds samazina starpfaciālo spriedzi un līdz ar to enerģiju, kas nepieciešama jaunu virsmu radīšanai. Tādējādi polisaharīdi uzlabo mazu pilienu veidošanos. Biopolimēru komplekss piedāvā labāko no abiem komponentiem un tāpēc padara to par spēcīgu stabilizatoru.
UP400St, 400 vati spēcīgs ultraskaņas homogenizators, nanoliposomu ražošanai.
Augstas veiktspējas ultrasonikatori
Hielscher augstas veiktspējas ultraskaņas procesori tiek uzstādīti visā pasaulē, lai sagatavotu stabilas makro, nano- un mikroemulsijas. Ar produktu portfeli, sākot no maziem rokas Ultraskaņas laboratorijas ierīces līdz Lieljaudas rūpnieciskās ultraskaņas sistēmas lielu inline emulsiju plūsmu komerciālai ražošanai, Hielscher Ultrasonics piedāvā jums vispiemērotāko ultrasonicator jūsu procesam.
Jaudas ievadi, amplitūdu (pārvietojumu sonotrodē), temperatūru un plūsmas ātrumu var pielāgot jūsu formulējuma prasībām. Mūsu rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodes.
Precīza ultraskaņas parametru kontrole un automātiska datu ierakstīšana iebūvētajā SD kartē nodrošina augstu apstrādes kvalitāti un ļauj standartizēt procesu. Visi mūsu ultraskaņas procesori ir paredzēti 24/7 darbībai ar pilnu slodzi. Robustums, zema apkope un lietotājdraudzīgums ir vēl citas Hielscher ultrasonikatoru priekšrocības, kas padara tos par jūsu darba zirgu ražošanā.
Aksesuāri, piemēram, Hielscher unikālais MultiPhaseCavitator, plūsmas šūnu ieliktnis, kas injicē otro fāzi caur kanulām tieši kavitācijas karstajā punktā (skatīt attēlu pa kreisi), palīdz izveidot optimālu ultraskaņas emulgācijas sistēmu.
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 1 līdz 500 ml | 10 līdz 200 ml/min | UP100H |
| 10 līdz 2000 ml | 20 līdz 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 02 līdz 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| n.p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.p. | Lielāku | kopa UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Emulsijas ultraskaņas sagatavošana (sarkanais ūdens / dzeltenā eļļa). Dažas sekundes ultraskaņas pārvērš atsevišķās ūdens / eļļas fāzes smalkā emulsijā.
Augstas jaudas ultraskaņas procesori no laboratorijas līdz izmēģinājuma un rūpnieciskajam mērogam.
Literatūra / Atsauces
- Campelo, Pedro Henrique; Junqueira, Luciana Affonso; de Resende, Jaime Vilela; Domingues Zacarias, Rosana; de Barros Fernandes, Regiane Victória; Alvarenga Botrel, Diego; Vilela Borges, Soraia (2017): Stability of lime essential oil emulsion prepared using biopolymers and ultrasound treatment. International Journal of Food Properties Vol.20, No.S1, 2017. 564-579.
- Maphosa, Yvonne; Jideani, Victoria A. (2018): Factors Affecting the Stability of Emulsions Stabilised by Biopolymers. In: Science and Technology Behind Nanoemulsions (Edited by Selcan Karakuş). 2018
Fakti, kurus ir vērts zināt
Biopolimēri kā emulsijas stabilizatori
Stabilizatori un virsmaktīvās vielas ir nepieciešamas lielākajai daļai emulsiju, lai padarītu tās ilgtermiņā stabilas. Biopolimēri, piemēram, polisaharīdi un olbaltumvielas, tiek plaši izmantoti kā funkcionālas sastāvdaļas emulsijas sistēmās. Biopolimēri ir dabisks emulgatora veids, kas piedāvā labu emulsijas stabilizējošu veiktspēju, pateicoties to recēšanas un emulgācijas spējai. Tā kā stabilu emulsiju ražošana ir priekšnoteikums veiksmīgai iekapsulēšanai, izsmidzinot pārtikas produktus, biopolimēri ir vēlamais stabilizatora veids. Biopolimērus var izmantot kā stabilizatorus atsevišķi vai kombinācijā.
Biopolimēri, piemēram, gumijas arābu un sūkalu olbaltumvielu izolāts (WPI), ir lēti un tos var viegli pārstrādāt pārtikas ražošanā. Gumijas arābu ir anjonu ogļhidrātu un dažu olbaltumvielu maisījums. Tās ļoti sazarotie proteīni, kas ir cieši saistīti ar polisaharīdu struktūru, dod gumijas arābu labas emulgācijas īpašības. Sūkalu olbaltumvielu izolāts sastāv no globulāro proteīnu maisījuma. Šos lodveida proteīnus homogenizācijas laikā var ātri adsorbēt uz eļļas pilienu virsmas, kas atvieglo mazu pilienu veidošanos.
Citi izplatīti biopolimēri, ko izmanto kā emulgatorus, cita starpā ir želatīns, ksantāna sveķi, ciete, kazeīns, pektīni, maltodekstrīns, ovalbumīns, nātrija algināts un karboksimetilceluloze.
Biopolimēru kompleksi sastāv no diviem vai vairākiem biopolimēriem. Biopolimēru kompleksus var sintezēt ar ķīmisku, fermentatīvu vai termisku apstrādi. Komplekss parasti palielina galīgā biopolimēra kompleksa izturību un šķīdību, uzlabojot to lietojamību un stabilitāti. Īpaši iegūtā augstākā stabilitāte attiecībā uz dažādām temperatūrām, pH un jonu stiprību ir svarīgi faktori emulgācijas procesos.