Produkcja ultradźwiękowa stabilnych nanoemulsji

  • nanoemulsji – znany również jako miniemulsions lub emulsje submikronowe – znajdują szerokie zastosowanie w chemii, farbach, powłokach, kosmetykach, farmaceutykach i żywności.
  • Ultradźwiękowce są znane jako wysoce wydajna i niezawodna technika produkcji długotrwale stabilnych nanoemulsji.

Dlaczego ultradźwięki do nanoemulsyfikacji?

Ultradźwiękowa nanoemulsyfikacja jest techniką, która wykorzystuje fale ultradźwiękowe o niskiej częstotliwości i dużej mocy do tworzenia stabilnych i jednolitych emulsji z drobnych kropel, zwykle w zakresie 10-200 nm. Technika ta ma kilka zalet w stosunku do tradycyjnych metod emulgowania, które sprawiają, że jest lepsza w różnych zastosowaniach. Niektóre z tych zalet to:

  • Jednolita wielkość cząstek: Ultradźwiękowa nanoemulsyfikacja wytwarza małe i jednolite kropelki, które oferują lepszą stabilność i biodostępność. Te kropelki mają wysoki stosunek powierzchni do objętości, dzięki czemu są bardziej reaktywne i skuteczne w różnych zastosowaniach.
  • Wysoka stabilność: Ultradźwiękowe nanoemulsje mają wysoką stabilność kinetyczną ze względu na ich mały rozmiar i jednorodność, co czyni je odpornymi na koalescencję, flokulację i sedymentację. Ta stabilność sprawia, że są idealne do stosowania w żywności, farmaceutykach, kosmetykach i chemii.
  • Zmniejszone zużycie energii: Ultradźwiękowa nanoemulsyfikacja wymaga mniejszego nakładu energii niż tradycyjne metody emulgacji, takie jak homogenizacja czy mikrofluidyzacja, co czyni ją bardziej energooszczędną i opłacalną.
  • Wszechstronność: Ultradźwiękowa nanoemulsyfikacja może być stosowana do emulgowania szerokiego zakresu materiałów, w tym lipidów, związków hydrofilowych i substancji nierozpuszczalnych w wodzie. Dzięki temu jest to uniwersalna technika, która może być wykorzystywana w różnych zastosowaniach.
    Szybki czas przetwarzania: Ultradźwiękowa nanoemulsyfikacja jest szybkim procesem, który może być zakończony w ciągu kilku minut, co czyni go odpowiednim do produkcji na dużą skalę.

Ogólnie rzecz biorąc, ultradźwiękowa nanoemulsyfikacja oferuje kilka zalet w porównaniu z tradycyjnymi metodami emulgacji, co czyni ją lepszą techniką dla różnych zastosowań.
 

W tym filmie wykonujemy nanoemulsję oleju konopnego CBD w wodzie przy użyciu ultradźwiękowca Hielscher UP400St. Następnie dokonujemy pomiaru nanoemulsji za pomocą urządzenia NANO-flex DLS. Wyniki pomiarów pokazują bardzo wąski, ważony objętościowo rozkład wielkości cząstek w zakresie od 9 do 40 nanometrów. 95 procent wszystkich cząstek jest poniżej 28 nanometrów.

CBD Nanoemulsion - Wyprodukuj półprzezroczystą nanoemulsję za pomocą homogenizatora ultradźwiękowego UP400St!

Miniatura wideo

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


Ultradźwiękowe przygotowanie nanoemulsji CBD przy użyciu sondy ultradźwiękowej UP400ST.

Ultradźwiękowe otrzymywanie klarownej nanoemulsji przy użyciu ultradźwiękowca UP400ST.

Ultradźwiękowy Formowanie nanoemulsji

Emulgacja ultradźwiękowa jest spowodowana sprzężeniem fal ultradźwięków mocy z układem cieczy. Poprzez sonikowanie cieczy zachodzą dwa mechanizmy:

  1. Pole akustyczne generuje fale, które przemieszczają się w cieczy i powodują mikroturbulacje oraz ruchy międzyfazowe. W ten sposób faza graniczna staje się niestabilna, tak że faza rozproszona (wewnętrzna) ostatecznie pęka i tworzy kropelki w fazie ciągłej (zewnętrznej).
  2. Zastosowanie ultradźwięków o niskiej częstotliwości i dużej mocy generuje kawitację (Kentish i wsp., 2008). Przez kawitację ultradźwiękową, mikropęcherzyki lub puste przestrzenie powstają w ośrodku w wyniku cykli ciśnieniowych fali ultradźwiękowej. Mikropęcherzyki / puste przestrzenie rosną przez kilka cykli fali, aż do gwałtownego zapadnięcia się. Ta implozja pęcherzyków powoduje lokalnie ekstremalne warunki, takie jak bardzo wysokie ścinanie, strumienie cieczy i ekstremalne prędkości ogrzewania i chłodzenia. (Suslick 1999).

Te ekstremalne siły rozbijają pierwotne kropelki fazy rozproszonej (wewnętrznej) na krople o rozmiarach nanometrycznych i mieszają je homogenicznie z fazą ciągłą (zewnętrzną).
Przeczytaj tutaj więcej o wpływie kawitacji ultradźwiękowej na emulgowanie!

nanoemulsji farmaceutyczne

miniemulsions lipidowe – wytwarzane przez ultradźwięki – jest szeroko stosowany jako nośnik dla środków farmakologicznych w preparatach farmaceutycznych. Na przykład, miniemulsions mogą działać jako nośniki leków lub pozajelitowego podawania leku, urządzenia do docelowych tkanek. Oprócz wysokiej biodostępności kapsułkowanych związków czynnych zalety miniemulsions leżą w ich wysoką biokompatybilność, biodegradowalność, stabilność i łatwość produkcji na dużą skalę. Ze względu na ich właściwości strukturalne, mogą zawierać hydrofobowe i amfipatyczne cząsteczki. Ultradźwiękami preparaty nanoemulsji zostały załadowane z tokoferoli, witamin curcurmin i wiele innych substancji farmakologicznych.
Systemy ultradźwiękowe firmy Hielscher są niezawodnymi emulgatorami do przygotowania nanoemulsji z lekiem. Do emulgowania ultradźwiękowego Hielscher oferuje różne akcesoria, które optymalizują proces emulgowania. Hielschers MultiPhaseCavitator jest unikalnym dodatkiem do ultradźwiękowych komórek przepływowych, gdzie druga faza jest wstrzykiwana w postaci bardzo wąskiego strumienia bezpośrednio do ultradźwiękowej strefy gorącego punktu emulgowania.

Ultradźwiękowe przygotowanie nanozawiesin jest skuteczną techniką wytwarzania preparatów farmaceutycznych o zwiększonej biodostępności.

ultrasonator UP400St do formulacji nanozawiesin farmaceutycznych o zwiększonej biodostępności.

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


 

Ultrasoniczne Nano-Emulsje: Film ten pokazał szybką produkcję nano-emulsji oleju w wodzie. UP200Ht homogenizuje olej i wodę w ciągu kilku sekund.

Emulgowanie ultradźwiękowe za pomocą UP200Ht z sondą S26d14

Miniatura wideo

 

Celów spożywczych nanoemulsji

Nanoemulsje oferują różne korzyści w zakresie formułowania produktów spożywczych. Nanoemulsje wykazują dobrą stabilność w separacji grawitacyjnej, flokulacji, koalescencji i zapewniają kontrolowane uwalnianie i / lub wchłanianie składników funkcjonalnych ze względu na małą wielkość kropelek i dużą powierzchnię. Dodatkowo oferują wysoką biodostępność związków aktywnych, która jest ważna dla dostarczania składników odżywczych i substancji czynnych. Ponadto, oferują one dobre właściwości preparatu, ponieważ są przezroczyste lub półprzezroczyste, a kropelki submikronowe / nanometrowe powodują gładkie i kremowe odczucie w ustach. W związku z tym produkcja stabilnych nanoemulsji jest wszechobecnym zadaniem dla przemysłu spożywczego, np. Do formułowania produktów wzbogaconych w witaminy lub kwasy tłuszczowe (np. Witamina C, witamina E omega-3, omega-6, omega-9 pochodząca z nasion roślin lub olej z ryb) lub do produkcji produktów aromatyzowanych (np. z olejkami eterycznymi).

Pomiar rozkładu kropel w ultradźwiękowo zdyspergowanej nanoemulsji.

Rozmieszczenie nanokropli w zdyspergowanej ultradźwiękowo nanoemulsji (lawendowa emulsja typu olej w wodzie). Emulsja została przygotowana z sondą ultradźwiękową UP400St.

nanoemulsji kosmetyczne

Szczególnie woda-w-oleju (W / O) lub nanoemulsji oferować różne korzyści kapsułkowania substancji biologicznie czynnej do hydrofilowej kropelek nanoskali (w pojedynczych lub podwójnych emulsji).
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej na temat środków powierzchniowo czynnych preparatu emulsji kosmetycznych z ultradźwięków!

miniemulsja Polimeryzacja

Polimeryzacja miniemulsja wspomagane ultradźwiękami jest stosowany do różnych procesów – od kapsułkowanie cząstek nieorganicznych do syntezy cząstek lateksu. Stosowanie energii ultradźwiękowej do reakcji chemicznych, takich jak polimeryzacja syntezy itp zwane sonochemii.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o przyspieszenie reakcji chemycznych (sonochemia)., ultradźwiękowy syntezy lateksu i ultradźwiękowy wytrącanie!

emulsja stabilizacji

Chociaż niektóre nanoemulsje mogą być stabilne na półce bez użycia jakichkolwiek środków powierzchniowo czynnych lub emulgatorów ze względu na wielkość i dystrybucję kropli w skali nano, inne nanoemulsje wymagają użycia środków stabilizujących w celu uzyskania długotrwałej stabilności i optymalnej jakości produktu. Stabilizacja może być osiągnięta przez dodanie środków powierzchniowo czynnych (naprężeń) lub cząstek stałych, które działają jak stabilizatory. Emulsje, które są stabilizowane przez cząsteczki stałe, znane są jako emulsje zbierające. Laktoza, albumina, lecytyna, chitozan, cyklodekstryna, maltodekstryna, skrobia itp. mogą być stosowane jako stabilizatory koloidalne w emulsjach do zbioru. Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękami generowanych emulsje Pickering!
Ultradźwiękowy emulgowania można przeprowadzić dla wszystkich typów emulsji. Jeśli jest to konieczne środek stabilizujący dla konkretnej emulsji może być łatwo testowane w małej skali.
Należy pamiętać, że ilość środka powierzchniowo czynnego zwiększa wymagane ze zmniejszającą wielkość kropelek ponieważ stosunek powierzchni powierzchni do objętości (S / V) dla kulek jest dana przez: S / V = ​​3 / R. Na przykład, im mniejsza jest średnica cząstki lub kropelki, o większej powierzchni ma ona w stosunku do jego objętości.

Sprzęt ultradźwiękowy Emulsyfikacja

Produkcja stabilnych submikronowych i nanoemulsji wymaga wydajnych urządzeń ultradźwiękowych. Urządzenia do emulgacji ultradźwiękowej firmy Hielscher dostarczają bardzo wysokie amplitudy (do 200µm w ultradźwiękowcach przemysłowych, wyższe amplitudy na życzenie) do wytworzenia intensywnego pola akustycznego.
Jednak do produkcji stabilnych nanoemulsji, urządzenia ultradźwiękowe moc sam często nie jest wystarczające. Oprócz dostatecznej energii ultradźwiękowej, dokładnej regulacji parametrów technologicznych i skomplikowanych wyposażenia (na przykład sonotrody, przepływu reaktorów komórek, chłodzenie) są niezbędne do uzyskania nano-wielkości kropelek i jednorodną dyspersję Zarówno wodnej i fazy olejowej do siebie.
Hielscher MultiPhaseCavitator: W celu wytworzenia doskonałych emulsji o bardzo wąskim rozkładzie kropel firma Hielscher opracowała unikalny wkład do celki przepływowej. – MultiPhaseCavitator. W tym specjalnym dodatku do komórki przepływowej, druga faza emulsji jest w sposób ciągły wstrzykiwana przez 48 małych kaniul do strefy kawitacji. Technologia ta pozwala na niezawodne i wydajne wytwarzanie bardzo małych kropli o rozmiarach nano oraz wysoce stabilnych emulsji.

Hielscher Ultrasonics specjalizuje się w dostarczaniu najwyższej systemów ultradźwiękowych i akcesoria dla uzyskania optymalnych rezultatów obróbki. Nasze wieloletnie doświadczenie w obróbce ultradźwiękowej i ścisłej współpracy z naszymi klientami gwarantuje udaną realizację ultradźwięków do linii produkcyjnych.
Do wstępnych testów, rozwoju i optymalizacji procesu oferujemy w pełni wyposażone laboratorium procesowe i centrum techniczne..
Ponadto oferujemy dogłębne doradztwo, rozwój systemów ultradźwiękowych dostosowanych do potrzeb klienta oraz głęboki serwis techniczny w zakresie instalacji, szkoleń i konserwacji.

Film pokazuje wysoce wydajną emulgację oleju. Użyty procesor ultradźwiękowy to ultradźwiękowiec Hielscher UP400St, który idealnie nadaje się do przygotowania średniej wielkości partii wysokiej jakości emulsji.

Twórz stabilne nanoemulsje za pomocą urządzenia Hielscher Ultrasonics UP400St (400 W)

Miniatura wideo

Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:

Wielkość partii natężenie przepływu Polecane urządzenia
0.5-1,5 mL b.d. VialTweeter
1 do 500mL 10-200mL/min UP100H
10 do 2000mL 20-400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
10-100L 2 do 10L/min UIP4000hdT
15 do 150L 3 do 15L/min UIP6000hdT
b.d. 10-100L/min UIP16000
b.d. większe klaster UIP16000

Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Poproś o więcej informacji

Prosimy o skorzystanie z poniższego formularza w celu uzyskania dodatkowych informacji na temat procesorów ultradźwiękowych, zastosowań i ceny. Chętnie omówimy z Państwem proces i zaproponujemy Państwu system ultradźwiękowy spełniający Państwa wymagania!









Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


Film przedstawia procesor ultradźwiękowy UP400S firmy Hielscher przygotowujący nanocząsteczkową emulsję oleju roślinnego w wodzie.

Emulgowanie oleju roślinnego w wodzie przy użyciu UP400S

Miniatura wideo

 



Fakty Warto wiedzieć

Emulsje, wielkość kropli i środki powierzchniowo czynne

Emulsje są określane jako dwóch cieczy: Jedna z cieczy – tak zwana faza zdyspergowana lub wewnętrzna – dysperguje się w postaci kulistych kropel w drugiej cieczy, znane jako fazę ciągłą lub zewnętrzną. Najbardziej znaczące płyny stosowane do wytwarzania emulsji są olej i woda. Gdy faza olejowa jest rozproszona w fazie wodnej / wody, system jest emulsją typu olej w wodzie, podczas gdy woda / faza wodna jest zdyspergowana w fazie olejowej, to jest emulsja typu woda-w-oleju. Emulsje wyróżniają się odpowiednio na ich rozmiary cząstek i stabilności termodynamicznej jak makroemulsje, mikroemulsje i nanoemulsji, odpowiednio.

nanoemulsji

Nanoemulsje są dyspersjami nanocząsteczkowymi, które składają się z kropelek o wielkości nanometrowej. Siły ultradźwiękowe o dużej sile ścinającej rozrywają kropelki, tak że zmniejszają się do średnicy submikronowej i nano. Ogólnie, mniejsze rozmiary kropelek prowadzą do większej stabilności emulsji. Nanoemulsje można rozróżnić jako O / W (olej w wodzie), W / O (woda w oleju) lub jako emulsje wielokrotne / podwójne, takie jak W / O / W i O / W / O. Nanoemulsja jest przezroczysta lub nawet półprzezroczysta (w widmie widzialnym) w zależności od konsystencji i wielkości kropli. Nanoemulsje są generalnie definiowane przez wielkość kropel od 20 do 200 nm. Przy malejącej wielkości kropli zmniejsza się skłonność emulsji do koalescencji (zmniejszając dojrzewanie Ostwalda).
Nanomateriały i nanoemulsje charakteryzują się właściwościami fizycznymi, które różnią się od mikroemulsji. Nanocząstki wykazują albo zupełnie inne właściwości, albo ich typowe właściwości wyrażone są w bardzo ekstremalnej postaci. Widoczny wygląd nanoemulsji ma inny wygląd niż emulsje wielkości mikronów, ponieważ kropelki są zbyt małe, aby zakłócać optyczne długości fal widma widzialnego. Dlatego nanoemulsje wykazują bardzo małe rozpraszanie światła i wydają się przezroczyste lub optycznie przeświecające.
Wielkość kropelek emulsji zależy od składu fazy olejowej międzyfazowe właściwości i lepkość Zarówno ciągłej i rozproszonej fazy, typ emulgatora / środka powierzchniowo czynnego, przy szybkości ścinania podczas emulgowania, jak również rozpuszczalność w fazie olejowej w wodzie.
Nanoemulsji są szeroko stosowane w różnych zastosowaniach, takich jak do podawania leków, żywności & napoje, kosmetyki, farmaceutyki, a materiał nauka & synteza.

surfaktanty

Emulgatory są zasadniczym czynnikiem do wytworzenia stabilnej emulsji / nanoemulsji. Emulgatory są środki powierzchniowo czynne, które tworzą powłokę ochronną na temat kropelek i zmniejszające napięcie powierzchniowe, a tym samym zapobiega dojrzewania Ostwalda, koalescencji i kremowanie.
Rodzaje środków powierzchniowo czynnych:

  • Mała cząsteczka, środki powierzchniowo czynne: Niejonowe emulgator, taki jak Tween i Span wykazują niską toksyczność i podrażnienie przy podawaniu doustnie, pozajelitowo i skórę i dlatego są korzystne w porównaniu jonowych emulgatorów. Tween zakresu są korzystnymi stabilizatorami preparatów emulsyjnych w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i cosmectic.
    nastolatków: Tween 20/60/80 są znane jako polisorbat 20/60/80 (PEG-20 odwodnionego sorbierite monolaurynian PEG-20 odwodnionego sorbierite monostearynian polioksyetylenowanego sorbitanu). Są to niejonowe środki powierzchniowo czynne / emulgatory pochodzące z sorbitolu. Łatwo rozpuszcza się w wodzie, etanolu, metanolu i octanu etylu, a jedynie mało oleju mineralnego.
    obejmuje: Span20 / 40/60/80 są estry sorbitanu i kwasów tłuszczowych, estry sorbitanu /, które są niejonowe środki powierzchniowo czynne o właściwościach emulgujących, dyspergujących i zwilżających. środki powierzchniowo czynne wzorcowe są wytwarzane przez odwodnienie sorbitol.
  • Fosfolipidy: żółtko jaja, soja lub lecytynę nabiał
  • Amfifilowe białka: izolat białka serwatki, kazeinian
  • Amfifilowe polisacharydy: guma arabska, modyfikowane skrobie

Literatura / materiały źródłowe


Ultradźwięki o wysokiej wydajności! Paleta produktów firmy Hielscher obejmuje pełne spektrum od kompaktowych ultradźwięków laboratoryjnych, poprzez urządzenia stołowe, aż po przemysłowe systemy ultradźwiękowe.

Firma Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do wielkość przemysłowa.


Chętnie porozmawiamy o Państwa procesie.

Skontaktujmy się.