emulsionantes ultra-sónicos
Uma emulsão é um sistema bifásico de dois líquidos imiscíveis, em que uma fase, a chamada fase interna ou dispersa, é distribuída sob a forma de pequenas gotículas na outra fase, a chamada fase externa ou contínua. Para preparar uma emulsão, é geralmente necessária uma entrada de energia no sistema de duas fases. Está provado que as forças de cisalhamento ultra-sónicas são altamente eficientes para produzir emulsões estáveis a longo prazo com gotículas de tamanho nanométrico e de qualidade superior.
Estabilidade de emulsão ultrassonicamente melhorada
Os efeitos físicos dos ultra-sons induzidos pela cavitação acústica resultam na rutura das gotículas de óleo e de água, facilitando assim a formação de emulsões O/W e W/O estáveis com gotículas de tamanho muito pequeno, na ordem dos microns e nano. Devido ao tamanho muito pequeno das gotículas e à sua elevada área de superfície, as nanoemulsões oferecem propriedades bioactivas extraordinariamente elevadas, o que é importante para a produção de alimentos e suplementos, produtos farmacêuticos e cosméticos. Devido ao tamanho diminuto das gotículas, o composto bioativo pode penetrar rapidamente nas células. Também na ciência dos materiais e na indústria, as nanoemulsões são importantes para o fabrico de revestimentos, tintas, polímeros e outros compostos de elevado desempenho. As nanoemulsões preparadas por ultra-sons são geralmente muito mais estáveis do que as macroemulsões e não apresentam sedimentação, coalescência ou floculação.
- Nano- e mini-emulsões
- Altamente eficiente
- Por lote ou contínuo
- Líquidos pouco ou nada viscosos
- reprodutibilidade / repetibilidade
- Técnica fiável
- Fácil e seguro de utilizar

UP400ST – Dispositivo ultrassónico de 400 W para nano-emulsões de óleo em água (O/W)
Emulsificação ultra-sónica altamente eficiente
Zungur et al. (2015) compararam a homogeneização ultra-sônica com a homogeneização clássica de alto cisalhamento para a preparação de emulsões de óleo de água-oliva. Para as emulsões, o WPI e a maltodextrina foram utilizados como agentes de encapsulamento e o Tween20 foi utilizado como estabilizador. "Os valores do índice de cremeação das emulsões preparadas com as técnicas de homogeneização clássica e ultra-sónica variaram entre 20,77 e 86,26 % e 15,63 e 91,55 %, respetivamente. Em termos gerais, os resultados mostraram que as emulsões preparadas com emulsificação ultra-sónica são mais estáveis do que as preparadas com o método clássico de homogeneização."

As imagens de microscopia (com ampliação de 100x) de emulsões contendo 40 % (wb) de matéria seca e 9 % (wb) de óleo preparadas pelo método de homogeneização clássico com (a) WPI, (b) MD, (c) mistura WPI-MD (1:1); e preparadas pelo método de homogeneização ultra-sónica com (d) WPI (e) MD (f) mistura WPI-MD (1:1). A emulsificação ultra-sónica resulta em gotículas significativamente mais pequenas e numa melhor estabilidade da emulsão.
(estudo e imagens microscópicas: Zungur et al., 2015)
Taha et al. (2020) concluem em seu artigo de revisão que ultrassom de alta intensidade (HIU) "poderia ser usado para melhorar as propriedades emulsificantes de emulsificantes alimentares, como proteínas e polissacarídeos e aumentar a estabilidade de suas emulsões. As emulsões estabilizadas por complexos de proteínas e polissacáridos produzidas por HIU mostraram uma melhor estabilidade contra o stress ambiental do que as emulsões estabilizadas por componentes individuais. Além disso, vários estudos mostraram que os homogeneizadores HIU eram mais eficientes em termos energéticos do que os homogeneizadores de alta pressão e os microfluidizadores." (Taha et al., 2020)
- Tamanho médio das gotas (influenciado pela técnica de emulsificação)
- Distribuição do tamanho das gotículas (influenciada pela técnica de emulsificação)
- Viscosidade da fase interna
- Viscosidade em fase contínua
- surfactante
- Concentração da fase oleosa
- pH em fase contínua
- Propriedades ópticas da emulsão

A nano-emulsificação ultra-sónica é utilizada para produzir emulsões de alto desempenho para materiais de alto desempenho, tintas, revestimentos, alimentos, produtos farmacêuticos e cosméticos.

Distribuição do tamanho das gotículas de emulsões de água e azeite preparadas pelo (a) método clássico de homogeneização (b) homogeneização ultra-sónica (utilizando o UP400S) com MD, WPI e a sua mistura, com 40% de matéria seca e 9% de teor de óleo (w/w). A emulsificação ultra-sônica resulta em gotículas significativamente menores, menos creaming e uma melhor estabilidade geral da emulsão.
(estudo e gráficos: Zungur et al., 2015)

Preparação por ultra-sons de uma emulsão de óleo em água (O/W) (água vermelha / óleo amarelo). Alguns segundos de sonicação transformam as duas fases de água e óleo numa emulsão fina.
Emulsionadores ultra-sónicos de alto desempenho
A Hielscher Ultrasonics fornece emulsionantes ultra-sónicos de alta potência e baixa frequência em qualquer escala para investigação, desenvolvimento de processos, R&D e produção industrial de fluxos de grande volume. O nosso vasto portfólio oferece o processador ultrassónico ideal em qualquer dimensão e para qualquer indústria.
Hielscher Ultrasonics’ Os processadores ultra-sónicos industriais podem fornecer amplitudes muito elevadas. Amplitudes de até 200µm podem ser facilmente executadas de forma contínua em operação 24/7/365. Para amplitudes ainda mais elevadas, estão disponíveis sonotrodos ultra-sónicos personalizados. Todos os parâmetros do processo podem ser exatamente controlados e monitorizados através de software inteligente.
- para qualquer volume / capacidade de produção
- para qualquer sector
- eficaz e intensificador de processos
- para processamento em lote e em linha
- versátil e utilizável
- energeticamente eficiente
- Fácil e seguro de operar
- Resultados reprodutíveis
- Escalável linearmente
- Fiável
- robusto e de baixa manutenção
- fácil de instalar ou readaptar
- ROI rápido

Reator ultrassónico com Cavitador multifásico para uma melhor nano-emulsificação
Cavitador multifásico – O sistema de injeção de ultra-sons para emulsões estáveis
O Cavitador Multifásico – MPC48inserção – é um inserto único para reactores de células de fluxo Hielscher. O design do MultiPhaseCavitator inclui 48 cânulas finas que injectam a segunda fase da emulsão diretamente no ponto quente da cavitação. Na zona de cavitação, os fios finos da segunda fase injectada são cortados por ondas de frequência ultra-sónica de 20kHz. Isto significa que o fluido injetado é cortado por 20.000 movimentos de vibração por segundo, o que produz gotículas extraordinariamente minúsculas na gama nano. O cisalhamento ultrassónico, as ondas de choque e as turbulências emulsionam estas pequenas gotículas na fase contínua e produzem uma nano-emulsão superior de elevada estabilidade.
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A nossa equipa experiente terá todo o prazer em discutir consigo a sua aplicação de emulsão e recomendar-lhe o sistema de emulsionante ultrassónico mais adequado!
- parâmetros controláveis com precisão
- amplitudes elevadas
- eficiência energética
- Em lote e em linha
- escalável linearmente para qualquer tamanho
- software inteligente com definições de sonicação programáveis
- Funcionamento 24/2/365
- Robusto
- sonotrodos e acessórios disponíveis
O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:
Volume do lote | caudal | Dispositivos recomendados |
---|---|---|
1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400ST |
0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdt |
n.d. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
n.d. | maior | grupo de UIP16000 |
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Literatura / Referências
- 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.
Fatos, vale a pena conhecer
O que é uma emulsão? – Definição do termo "Emulsão
Uma emulsão é um sistema fluido constituído por, pelo menos, dois líquidos imiscíveis, em que um dos líquidos se encontra disperso no outro sob a forma de pequenas gotículas. A fase de gotículas pequenas e distribuídas é designada por fase dispersa ou interna, enquanto a outra fase é designada por fase contínua ou externa. Existem dois tipos principais de emulsões, que se distinguem entre si: As emulsões óleo em água (O/W) e as emulsões água em óleo (W/O). Na emulsão óleo em água (O/W), a fase interna é um óleo ou um líquido miscível em óleo, e a fase externa é água ou um líquido miscível em água. Na emulsão água-em-óleo (W/O), a fase interna é o líquido semelhante à água, enquanto a fase externa é o líquido semelhante ao óleo.
A maioria das emulsões requer um agente emulsionante, conhecido como estabilizador ou surfactante. O tamanho das gotículas também desempenha um papel crucial na estabilidade da emulsão. Quanto mais pequeno for o tamanho das gotículas, mais estável é a emulsão.

Ultrassom de alto desempenho! A gama de produtos da Hielscher abrange todo o espectro, desde o ultrasonicator de laboratório compacto sobre unidades de bancada até sistemas ultrassônicos totalmente industriais.