Hielscher ultralydteknologi

Ultralydproduksjon av stabile nanoemulsjoner

  • Nanoemulsions – også kjent som miniemulsions eller submikron emulsjoner – brukes i et bredt spekter av applikasjoner i kjemi, maling & belegg, kosmetikk, legemidler og mat.
  • Ultrasoniske systemer er kjent som pålitelig verktøy for produksjon av langvarige stabile nanoemulsions.

 

Ultralyd Dannelse av Nanoemulsions

Ultrasonisk emulgering er forårsaket av kobling av bølger av strøm ultralyd inn i et flytende system. Ved sonikering en væske, to mekanismer forekomme: (1) det akustiske felt genererer bølger som går gjennom væsken og føre microturbulences og en grenseflate-bevegelse. Derved blir grensefase ustabil, slik at den dispergerte (indre) fase til slutt bryter og danner dråper i den kontinuerlige (ytre) fase. (2) Anvendelsen av lavfrekvente, høyeffekts ultralyd frembringer kavitasjon (Kentish et al., 2008). Ved ultrasonisk kavitasjon, er mikrobobler eller hulrom dannes i mediet på grunn av de trykk-sykluser av ultralydbølgen. Mikroboblene / hulrom vokse over flere bølgesykluser før de kollapser voldsomt. Denne boblen implosjon bevirker lokalt ekstreme forhold, slik som meget høy skjærkraft, væskestråler, og ekstrem oppvarming og avkjølingshastigheter (Suslick 1999). Disse ekstreme krefter bryte primær dråper av dispergert (indre) fase ned til nanostørrelse dråpe og blande dem homogent i den kontinuerlige (ytre) fase.
Les her mer om ultralyd kavitasjon!

 

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


farmasøytiske Nanoemulsions

lipid miniemulsions – produsert av Ultrasonics – er mye brukt som bærer for farmakologiske midler i farmasøytiske formuleringer. For eksempel kan miniemulsjoner virke som parenteral medikamentbærer eller medikamentavgivelsesanordning for å målrette vev. Foruten den høye biotilgjengelighet av de innkapslede aktive forbindelser ligger fordelene ved miniemulsjoner i deres høye biokompatibilitet, biologisk nedbrytbarhet, stabilitet og enkel bruk av storskala produksjon. På grunn av deres strukturelle egenskaper kan de inkludere hydrofobe såvel som amfipatiske molekyler. Ultralydforberedte nanoemulsjoner har blitt lastet med tokoferoler, vitaminer, karcurmin og mange andre farmakologiske stoffer.
Hielscher ultrasoniske systemer er pålitelige emulgatorer for fremstilling av legemiddel loded nanoemulsions. For ultralyd emulgering, Hielscher tilbyr ulike tilbehør for å optimalisere emulgering prosessen. Hielscher s MultiPhaseCavitator er en unik add-on for ultralyd strømningsceller, hvor den andre fase injiseres som meget smal strøm direkte inn i det ultrasoniske “varme sonen” av emulgering.

Mat-klasse Nanoemulsions

Nanoemulsjoner tilbyr ulike fordeler for formulering av matvarer. Nanoemulsjoner viser god stabilitet mot gravitasjonsseparasjon, flokkulering, koalescens og tilbyr kontrollert frigivelse og / eller absorpsjon av funksjonelle ingredienser på grunn av deres små dråpestørrelse og store overflateareal. I tillegg tilbyr de høy biotilgjengelighet av aktive forbindelser som er viktig for levering av næringsstoffer og aktive stoffer. Videre gir de gode formuleringsegenskaper siden de er transparente eller visuelt gjennomsiktige, og deres submikron- / nanostørrelsesdråper gir en jevn og kremaktig munnfølelse. Dermed er produksjonen av stabile nanomulsjoner en allestedsnærværende oppgave for næringsmiddelindustrien, for eksempel å formulere vitamin- eller fettsyre-forsterkede produkter (f.eks. Vitamin C, vitamin E omega-3, omega-6, omega-9 avledet av plantefrø eller fiskeolje) eller å produsere smaksatte produkter (f.eks. med essensielle oljer).

kosmetiske Nanoemulsions

Spesielt vann-i-olje (W / O) nanoemulsions gir forskjellige fordeler for innkapsling av bioaktive hydrofil substans inn i nanodråper (i enkle eller doble emulsjoner).
Klikk her for å lese mer om overflatefrie formulering av kosmetiske emulsjoner med ultralyd!

Miniemulsion polymerisering

Ultrasonisk assistert miniemulsion polymerisasjon påføres forskjellige prosesser – fra innkapslingen av uorganiske partikler til syntese av latekspartikler. Påføringen av kraften ultralyd til kjemiske reaksjoner slik som polymerisasjon, etc. syntese er kjent som sonochemistry.
Klikk her for å lese mer om sonochemistry, den ultrasonisk syntese av lateks og ultralyd utfelling!

1.5kW ultralyd prosessor for emulgering (Klikk for å forstørre!)

ultralyd emulgator UIP1500hdT (1500 W)

emulsjon Stabilisering

Selv om noen nanoemulsions kan hylle stabilt uten bruk av noen overflateaktive midler eller emulgatorer på grunn av nano-skalert dråpestørrelse og distribusjon, andre nanoemulsions krever bruk av stabiliserende agenter for å oppnå langsiktig stabilitet og optimal produkt Kvalitet. Stabilisering kan oppnås ved å legge til enten overflateaktive midler (tensider) eller faste partikler som fungerer som stabilisatorer. Emulsjoner, som er stabilisert av faste partikler er kjent som Pickering-emulsjoner. Laktose, albumin, lecithin, Chitosan, cyclodextrin, maltodekstrin, stivelse etc. kan brukes som kolloidalt stabilisatorer i Pickering emulsjoner. Klikk her for å lære mer om ultralydgenererte Pickering emulsjoner!
Ultrasonic emulgering kan utføres for alle typer emulsjoner. Når et stabiliseringsmiddel er nødvendig for en spesifikk emulsjon, kan lett testes i liten målestokk.
Legg merke til at mengden av nødvendig overflateaktivt middel øker med avtagende dråpestørrelse, siden overflateareale-til-volum-forhold (S / V) for kuler er gitt ved: S / V = ​​3 / R. For eksempel, jo mindre diameteren av en partikkel eller dråpe, desto mer overflateareal har den i forhold til dens volum.

Ultralyd Emulgering Utstyr

Fremstillingen av stabile submikron- og nano-emulsjoner krever kraftig ultralyd-utstyr. Hielscher ultrasonisk emulgering utstyr gir meget store amplituder (opp til 200 pm for Industrielle ultralydmaskinerHøyere amplituder på forespørsel) for å generere et intenst akustisk felt.
Imidlertid for fremstilling av stabile nanoemulsions, alene er strøm ultralyd utstyr ofte ikke tilstrekkelig. Foruten tilstrekkelig ultralydeffekt, nøyaktig styring av prosessparametrene, og sofistikert utstyr (for eksempel sonotrodes, flowcelle reaktorer, avkjøling) er nødvendig for å oppnå nanostørrelse dråper og en homogen dispersjon av begge, den vandige og oljefasen inn i hverandre.
For å fremstille overlegne emulsjoner, Hielscher kraftige ultralyd prosessorer i kombinasjon med MultiPhaseCavitator gir deg den beste maskinvaren.

Hielscher Ultrasonics er spesialisert på å levere overlegne ultrasoniske systemer og utstyr for å oppnå optimale behandlingsresultater. Vår lange erfaring i ultralyd behandling og vårt nære samarbeid med våre kunder sikrer en vellykket gjennomføring av ultralyd i produksjonslinjer.
For første testene, prosessutvikling og prosessoptimalisering, tilbyr vi et fullt utstyrt prosess lab og teknisk senter.
Videre tilbyr vi i dybden rådgivning, utviklingen av tilpassede ultralydsystemer og dyp teknisk service for installasjon, opplæring og vedlikehold.

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


Kontakt oss! / Spør oss!

Vennligst bruk skjemaet nedenfor hvis du ønsker å be om ytterligere informasjon om ultralyd homogenisering. Vi vil gjerne tilby deg en ultralyd system møte dine behov.









Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Litteratur / Referanser

  • Kentish, S .; Wooster, T .; Ashok Kumar, M .; Simons L. (2008): Bruken av ultralyd for nanoemulsion forberedelse. Innovative matvitenskap & Emerging Technologies 9 (2): 170-175.
  • Suslick, K.S. (1999): Bruk av ultralyd til materialkjemi. Annu. Rev. Mater. Sci. 1999. 29: 295-326.


Fakta Verdt å vite

emulsjoner

Emulsjoner er definert som to ikke-blandbare væsker: En av væskene – den såkalte dispergerte eller indre fasen – dispergeres som sfæriske dråper i den annen væske, kjent som kontinuerlige eller ytre fasen. De mest fremtredende væsker som brukes for å danne en emulsjon er olje og vann. Når oljefase er dispergert i vann / vandig fase, er systemet et olje-i-vann-emulsjon, mens når vannet / vandige fasen er dispergert i oljefasen, er det en vann-i-olje-emulsjon. Emulsjoner utmerker seg henholdsvis deres partikkelstørrelse og termodynamisk stabilitet som makroemulsjoner, mikroemulsjoner, og nanoemulsions hhv.

Nanoemulsions

Nanoemulsjoner er nanopartikulære dispersjoner, som består i nanostørrelsesdråper. De høye forskyvningskrefter av kraften ultralyd brister dråpene slik at de reduseres til submikron og nanodiameter. Vanligvis fører mindre dråpestørrelser til større emulsjonsstabilitet. Nanoemulsjoner kan skilles som O / W (olje-i-vann), W / O (vann-i-olje) eller som flere / doble emulsjoner som W / O / W og O / W / O. Nanoemulsjon er gjennomsiktig eller til og med gjennomsiktig (i det synlige spektret) avhengig av konsistens og dråpestørrelse. Nanoemulsjoner er vanligvis definert av en dråpestørrelse mellom 20 og 200 nm. Med en nedadgående dråpestørrelse, faller emulsjonens tilbøyelighet til koalescens (reduserende Ostwald-modning).
Nanomaterialer og nanoemulsjoner er preget av fysiske egenskaper som avviger fra mikroemulsjoner. Partikler av nanostørrelse viser enten helt forskjellige egenskaper eller deres typiske egenskaper uttrykkes i en svært ekstrem form. Det synlige utseendet til nanoemulsjoner har et annet utseende enn emulsjoner med mikronstørrelse, siden dråpene er for små til å forstyrre de optiske bølgelengder av det synlige spektret. Derfor utviser nanoemulsjoner svært liten lysfordeling og virker gjennomsiktig eller optisk gjennomskinnelig.
Dråpestørrelsen av en emulsjon er påvirket av sammensetningen av oljefasen, grenseflateegenskaper og viskositet av begge, de kontinuerlige og dispergerte faser, den type som emulgator / overflateaktivt middel, skjærhastighet under emulgeringen, så vel som løseligheten av oljefasen i vann.
Nanoemulsions er mye brukt i ulike applikasjoner som for eksempel medikamentavgivelse, mat & drikke, kosmetikk, legemidler, og materialteknologi & syntese.

tensider

Emulgatorer er en viktig faktor for å fremstille en stabil emulsjon / nanoemulsion. Emulgeringsmidler er overflateaktive midler som danner et beskyttende lag om dråpen og redusere grenseflatespenning, for derved å hindre en Ostwald modning, koalesens, og kremdannelse.
Typer av tensider:

  • Små molekylære overflateaktive midler: Ikke-ionisk emulgeringsmiddel som Tween og Span viser lav toksisitet og irritasjon når det administreres oralt, parenteralt og dermalt, og er derfor foretrukket over ioniske emulgeringsmidler. Tween og Span er de foretrukne stabilisatorene for emulsjonsformuleringer i mat, farmasøytisk og kosmektisk industri.
    tweens: Tween 20/60/80 er kjent som polysorbat 20/60/80 (PEG-20 dehydrert sorbierittmonolaurat, PEG-20 dehydrert sorbierittmonostearat, polyoksyetylensorbitanmonooleat). De er ikke-ioniske overflateaktive midler / emulgeringsmidler avledet fra sorbitol. De løses lett i vann, etanol, metanol eller etylacetat, men bare litt i mineralolje.
    spenner: Span20 / 40/60/80 er sorbitanfettsyreestere / sorbitanestere, som er ikke-ioniske overflateaktive stoffer med emulgerings-, dispergerings- og fukteegenskaper. Span overflateaktive midler fremstilles ved dehydratisering av sorbitol.
  • Fosfolipider: eggeplomme, soya eller meieri lecitin
  • Amfifile proteiner: Myseprotein-isolat, kaseinat
  • Amfifile polysakkarider: gummi arabicum, modifisert stivelse