ultrasone emulgatoren
Een emulsie is een tweefasensysteem van twee niet-mengbare vloeistoffen, waarbij de ene fase, de zogenaamde interne of gedispergeerde fase, als kleine druppeltjes wordt verdeeld in de andere, de zogenaamde externe of continue fase. Om een emulsie te bereiden, is over het algemeen energie-input in het tweefasensysteem nodig. Het is bewezen dat ultrasone schuifkrachten zeer efficiënt zijn voor het produceren van stabiele emulsies op lange termijn met druppeltjes van nanoformaat en van superieure kwaliteit.
Ultrasoon verbeterde emulsiestabiliteit
De fysische effecten van ultrageluid geïnduceerd door akoestische cavitatie resulteert in de verstoring van olie- en waterdruppels en vergemakkelijkt daardoor de vorming van stabiele O/W- en W/O-emulsies met zeer kleine druppeltjes van micron- en nanogrootte. Door de zeer kleine druppelgrootte en het hoge oppervlak bieden nano-emulsies buitengewoon hoge bioactieve eigenschappen, wat belangrijk is voor de productie van voedingsmiddelen en supplementen, farmaceutica en cosmetica. Door de minuscule druppelgrootte kan de bioactieve verbinding snel in cellen doordringen. Ook in de materiaalkunde en industrie zijn nano-emulsies belangrijk voor de productie van hoogwaardige coatings, verf, polymeren en andere composieten. Ultrasoon bereide nano-emulsies zijn meestal aanzienlijk stabieler dan macro-emulsies en vertonen geen sedimentatie, coalescentie of flocculatie.
- Nano- en mini-emulsies
- Zeer efficiënt
- Batch of continu
- Lage tot viskeuze vloeistoffen
- reproduceerbaarheid / herhaalbaarheid
- Betrouwbare techniek
- Gemakkelijk en veilig in gebruik
UP400St – Ultrasoon apparaat van 400 W voor olie-in-water (O/W) nano-emulsies
Zeer efficiënte ultrasone emulsificatie
Zungur et al. (2015) vergeleken ultrasone homogenisatie met klassieke high-shear homogenisatie voor de bereiding van waterolijfolie-emulsies. Voor de emulsies werden WPI en maltodextrine gebruikt als inkapselingsmiddelen en Tween20 als stabilisator. "De waarden van de schuimindex van emulsies bereid met klassieke en ultrasone homogenisatietechnieken varieerden respectievelijk tussen 20,77 en 86,26% en 15,63 tot 91,55%. In het algemeen toonden de resultaten aan dat de emulsies bereid met ultrasone emulgering stabieler zijn dan die bereid met de klassieke homogenisatiemethode."
De microscopiebeelden (bij 100x vergroting) van emulsies met 40 % (wb) droge stof en 9 % (wb) olie bereid door klassieke homogenisatiemethode met (a) WPI, (b) MD, (c) WPI-MD mengsel (1:1); en bereid door ultrasone homogenisatiemethode met (d) WPI (e) MD (f) WPI-MD mengsel (1:1). Ultrasone emulsificatie resulteert in aanzienlijk kleinere druppels en een betere stabiliteit van de emulsie.
(studie en microscopische beelden: Zungur et al., 2015)
Taha et al. (2020) concluderen in hun overzichtsartikel dat High-Intensity Ultrasonics (HIU) "kan worden gebruikt om de emulgerende eigenschappen van voedselemulgatoren zoals eiwitten en polysacchariden te verbeteren en de stabiliteit van hun emulsies te vergroten. Eiwit-polysacharide complex gestabiliseerde emulsies geproduceerd door HIU vertoonden een betere stabiliteit tegen omgevingsstress dan de emulsies gestabiliseerd door individuele componenten. Bovendien toonden verschillende onderzoeken aan dat HIU-homogenisatoren energiezuiniger waren dan hogedrukhomogenisatoren en microfluidisatoren." (Taha et al., 2020)
- Gemiddelde druppelgrootte (beïnvloed door emulgeringstechniek)
- Druppelgrootteverdeling (beïnvloed door emulgeringstechniek)
- Viscositeit in de interne fase
- Continue-fase viscositeit
- oppervlakte-actieve stof
- Concentratie oliefase
- pH in continue fase
- Optische eigenschappen van emulsie
Ultrasone nano-emulsificatie wordt gebruikt om hoogwaardige emulsies te produceren voor hoogwaardige materialen, verf, coatings, voedingsmiddelen, farmaceutica en cosmetica.
Druppelgrootteverdeling van waterolijfolie-emulsies bereid door (a) klassieke homogenisatiemethode (b) ultrasone homogenisatie (met de UP400S) methode met MD, WPI en hun mengsel, met een drogestofgehalte van 40% en een oliegehalte van 9% (m/m). Ultrasone emulsificatie resulteert in aanzienlijk kleinere druppels, minder schuimvorming en een betere algehele stabiliteit van de emulsie.
(studie en grafieken: Zungur et al., 2015)
Ultrasone bereiding van een olie-in-water (O/W) emulsie (rood water / gele olie). Enkele seconden van sonicatie veranderen de twee fasen van water en olie in een fijne emulsie.
Ultrasone emulgatoren met hoge prestaties
Hielscher Ultrasonics levert ultrasone emulgatoren met hoog vermogen en lage frequentie op elke schaal voor onderzoek, procesontwikkeling, R&D en industriële productie van zeer grote volumestromen. Ons brede portfolio biedt de ideale ultrasone processor voor elke grootte en voor elke industrie.
Hielscher Ultrasonics’ Industriële ultrasone processors kunnen zeer hoge amplitudes leveren. Amplituden tot 200 µm kunnen gemakkelijk continu worden gebruikt in een 24/7/365 bedrijf. Voor nog hogere amplitudes zijn op maat gemaakte ultrasone sonotrodes verkrijgbaar. Alle procesparameters kunnen exact worden geregeld en bewaakt via slimme software.
- voor elk volume / productiecapaciteit
- voor elke branche
- doeltreffend en procesversterkend
- voor batchverwerking en inline verwerking
- veelzijdig bruikbaar
- energiezuinig
- eenvoudig en veilig te bedienen
- reproduceerbare resultaten
- Lineair schaalbaar
- Betrouwbaar
- robuust, weinig onderhoud
- eenvoudig te installeren of achteraf te monteren
- Snelle ROI
Ultrasone reactor met MultiPhaseCavitator voor verbeterde nano-emulsificatie
MultiPhaseCavitator – Het ultrasone injectiesysteem voor stabiele emulsies
De MultiPhaseCavitator – MPC48 inzetstuk – is een uniek inzetstuk voor Hielscher flowcelreactoren. Het ontwerp van de MultiPhaseCavitator bestaat uit 48 fijne canules die de tweede fase van de emulsie rechtstreeks in de cavitatie hotspot injecteren. In de cavitatiezone worden de fijne strengen van de geïnjecteerde tweede fase gesneden door ultrasone frequentiegolven van 20 kHz. Dit betekent dat de geïnjecteerde vloeistof wordt gesneden door 20.000 trillingsbewegingen per seconde, waardoor buitengewoon kleine druppeltjes in het nanobereik worden geproduceerd. De ultrasone afschuiving, schokgolven en turbulenties emulgeren deze kleine druppeltjes binnen de continue fase en produceren een superieure nano-emulsie met een hoge stabiliteit.
Ultrasone emulgator kopen?
Neem contact met ons op via onderstaand contactformulier, ons een e-mail sturenof ons bellen!
Ons ervaren team bespreekt graag met u uw emulsietoepassing en adviseert u het meest geschikte ultrasone emulgatorsysteem!
- nauwkeurig regelbare parameters
- hoge amplitudes
- energie-efficiëntie
- Batch en inline
- lineair schaalbaar tot elke grootte
- slimme software met programmeerbare sonicatie-instellingen
- 24/2/365 werking
- Robuust
- sonotroden en accessoires verkrijgbaar
De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml/min | UP100H |
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100 liter | 2 tot 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000 |
| n.v.t. | groter | cluster van UIP16000 |
Neem contact met ons op! / Vraag het ons!
Literatuur / Referenties
- 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.
Wetenswaardigheden
Wat is een emulsie? – Definitie van de term "Emulsie
Een emulsie is een vloeistofsysteem dat bestaat uit ten minste twee niet-mengbare vloeistoffen, waarbij een van de vloeistoffen als kleine druppeltjes in de andere gedispergeerd is. De fase van kleine, verdeelde druppeltjes wordt gedispergeerde of interne fase genoemd, terwijl de andere fase continue of externe fase wordt genoemd. Er worden twee hoofdtypen emulsies onderscheiden: De olie-in-water (O/W) en water-in-olie (W/O) emulsies. In de olie-in-water (O/W) emulsie is de interne fase een olie of een met olie mengbaar vloeistof, en de externe fase is water of een met water mengbaar vloeistof. In de water-in-olie (W/O) emulsie is de interne fase een waterachtige vloeistof, terwijl de externe fase een olieachtige vloeistof is.
De meeste emulsies hebben een emulgator nodig, die bekend staat als stabilisator of oppervlakteactieve stof. De druppelgrootte speelt ook een cruciale rol bij de stabiliteit van emulsies. Hoe kleiner de druppelgrootte, hoe stabieler de emulsie.
Ultrasoon systeem met hoge prestaties! Het productassortiment van Hielscher bestrijkt het volledige spectrum van compacte laboratorium-ultrasoneersystemen over werkbankmodellen tot volledig industriële ultrasone systemen.