emulsificantes ultrassônicos

Uma emulsão é um sistema bifásico de dois líquidos imiscíveis, onde uma fase, a chamada fase interna ou dispersa, é distribuída como pequenas gotículas na outra, chamada fase externa ou contínua. Para preparar uma emulsão, geralmente é necessária a entrada de energia no sistema bifásico. As forças de cisalhamento ultrassônicas são comprovadamente altamente eficientes para produzir emulsões estáveis de longo prazo com gotículas nanométricas e de qualidade superior.

Estabilidade de emulsão ultrassonicamente aprimorada

Os efeitos físicos do ultrassom induzidos pela cavitação acústica resultam na ruptura de gotículas de óleo e água e facilitam, assim, a formação de emulsões O / A e A / O estáveis com tamanho de gotículas muito pequeno no tamanho mícron e nano. Devido ao tamanho muito pequeno das gotículas e sua alta área de superfície, as nanoemulsões oferecem propriedades bioativas extraordinariamente altas, o que é importante para alimentos e suplementos, produtos farmacêuticos e produção de cosméticos. Devido ao tamanho da gota minúscula, o composto bioativo pode penetrar rapidamente nas células. Também na ciência dos materiais e na indústria, as nanoemulsões são importantes para a fabricação de revestimentos, tintas, polímeros e outros compósitos de alto desempenho. As nanoemulsões preparadas por ultrassom são geralmente significativamente mais estáveis do que as macroemulsões e não apresentam sedimentação, coalescência ou floculação.

Emulsificação ultrassônica altamente eficiente

Zungur et al. (2015) compararam a homogeneização ultrassônica com a homogeneização clássica de alto cisalhamento para a preparação de emulsões de água-azeite. Para as emulsões foram utilizados WPI e maltodextrina como agentes de encapsulação e Tween20 como estabilizador. "Os valores do índice de creme das emulsões preparadas com as técnicas de homogeneização clássica e ultrassônica, variaram entre 20,77 e 86,26 % e 15,63 a 91,55 %, respectivamente. Em termos gerais, os resultados mostraram que as emulsões preparadas com emulsificação ultrassônica são mais estáveis do que aquelas preparadas com o método clássico de homogeneização."

As imagens de microscopia (com aumento de 100x) de 40 % (wb) de matéria seca e 9 % (wb) de emulsões de óleo, preparadas pelo método clássico de homogeneização com (a) WPI, (b) MD, (c) mistura WPI-MD (1:1); e preparado pelo método de homogeneização ultrassônica com (d) WPI (e) MD (f) mistura WPI-MD (1:1). A emulsificação ultrassônica resulta em gotículas significativamente menores e melhor estabilidade da emulsão.
(estudo e imagens microscópicas: Zungur et al., 2015)

Taha et al. (2020) concluem em seu artigo de revisão que o Ultrassom de Alta Intensidade (HIU) "pode ser usado para melhorar as propriedades emulsificantes de emulsificantes de alimentos, como proteínas e polissacarídeos, e aumentar a estabilidade de suas emulsões. As emulsões estabilizadas com complexo proteína-polissacarídeo produzidas por HIU mostraram melhor estabilidade contra estresses ambientais do que as emulsões estabilizadas por componentes individuais. Além disso, vários estudos mostraram que os homogeneizadores HIU eram mais eficientes em termos de energia do que os homogeneizadores e microfluidificadores de alta pressão. (Taha et al., 2020)

Preparação ultrassônica de uma emulsão de óleo em água (O/A) (água vermelha / óleo amarelo). Alguns segundos de sonicação transformam as duas fases de água e óleo em uma emulsão fina.

Emulsificantes ultrassônicos de alto desempenho

A Hielscher Ultrasonics fornece emulsificantes ultrassônicos de alta potência e baixa frequência em qualquer escala para pesquisa, desenvolvimento de processos, R&D e produção industrial de fluxos de volume muito grande. Nosso amplo portfólio oferece o processador ultrassônico ideal para qualquer tamanho e para qualquer setor.
Hielscher Ultrasonics’ Os processadores ultrassônicos industriais podem fornecer amplitudes muito altas. Amplitudes de até 200μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24/7/365. Para amplitudes ainda maiores, estão disponíveis sonotrodos ultrassônicos personalizados. Todos os parâmetros do processo podem ser controlados e monitorados com precisão por meio de software inteligente.

MultifásicoCavitador – O sistema de injeção ultrassônica para emulsões estáveis

O MultiPhaseCavitator – MPC48com insertos – é um inserto exclusivo para reatores de célula de fluxo Hielscher. O design do MultiPhaseCavitator apresenta 48 cânulas finas que injetam a segunda fase da emulsão diretamente no ponto quente cavitacional. Na zona de cavitação, os fios finos da segunda fase injetada são cortados por ondas de frequência ultrassônica de 20kHz. Isso significa que o fluido injetado é cortado em 20.000 golpes de vibração por segundo, o que produz gotículas extraordinariamente minúsculas na faixa nano. O cisalhamento ultrassônico, as ondas de choque e as turbulências emulsificam essas pequenas gotículas dentro da fase contínua e produzem uma nanoemulsão superior de alta estabilidade.

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