Hielscher tecnologia de ultra-som

Nano-emulsificação ultra-sônica para microencapsulação antes da pulverização-secagem

  • A fim de microencapsular ingredientes ativos via spray-secagem, um fino-tamanho estável micro-ou Nanoemulsão deve ser preparado.
  • A emulsificação ultra-sônica é uma técnica facile e de confiança para produzir micro-e nano-emulsões estáveis
  • Como surfactante alternativo, os biopolímeros tais goma Arabi ou WPI podem ser usados em processos ultra-sônicos da emulsificação como estabilizadores da alimento-classe.

 

encapsulamento

Emulsões e qualidade de emulsão desempenham um papel significativo em relação à eficiência e estabilidade de micropartículas oleosas preparadas através de processos de encapsulamento, como secagem por pulverização. A estabilidade da emulsão, a viscosidade, o tamanho da gota e a relação óleo/água são fatores cruciais. Durante o processamento, que começa com a preparação da emulsão e termina com o spray de secagem, todas as propriedades físicas e químicas da emulsão deve ser mantida, a fim de evitar uma deterioração das micropartículas. A qualidade da estabilidade da microencapsulação e das emulsões está intimamente relacionada e influencia significativamente a qualidade dos produtos finais em pó. Portanto, uma técnica de emulsificação confiável é necessária. Emulsificação ultra-sônica é uma tecnologia bem estabelecida, que é usado em várias indústrias em todo o mundo para produzir macro, nano-, e micro-emulsões.

Ultrasonic Emulsificação

Nano-emulsões Ultrassônicas

Ultrasonicators de alto desempenho são bem estabelecidos para processos de emulsificação na indústria alimentar, farmacêutica e cosmética. A aplicação de ondas intensas do ultra-som é um método eficiente para produzir emulsões com gotas mícron-ou nano-feitas medida. Emulsificação ultra-sônica baseia-se no princípio da cavitação, em que ondas de ultra-som de alta intensidade e seus jatos líquidos de alta velocidade de cisalhamento as gotículas’ superfície, criando assim pequenas gotículas e emulsões estáveis.

Estabilizadores de emulsão

Emulsões Ultrassônicas podem ser estabilizadas usando agentes emulsionantes convencionais (por exemplo, polissorbato, sorbitano etc.), mas também usando biopolímeros (por exemplo, goma de guar, goma arábica, WPI etc.). As indústrias reconheceram o enorme potencial de biopolímeros como estabilizadores de emulsão. Especialmente para emulsões alimentares, farmacêuticas e cosméticas, os biopolímeros permitem o desenvolvimento de produtos com um “limpar limpo” Rótulo. Os biopolímeros e os complexos do biopolímero estão disponíveis em grandes volumes e na qualidade do alimento-classe. Os complexos de biopolímeros (como os complexos polissacarílicos) são superiores aos biopolímeros, pois oferecem propriedades melhoradas do que cada polímero por conta própria. Um biopolímero composto por uma proteína e um polissacarde (= polímeros de carboidratos complexos) oferece os benefícios de cada molécula. A proteína aumenta a atividade de superfície de modo que uma maior saturação da camada superficial em uma concentração significativamente menor seja obtida. O polissacárido no complexo reduz a tensão interfacial e, portanto, a energia que é necessária para gerar novas superfícies. Assim, os polissacarídeos aumentam a formação de pequenas gotas. Um complexo do biopolímero oferece o melhor de seu componente e faz conseqüentemente um estabilizador forte.

Sonication é uma técnica bem estabelecida para preparar Nanoemulsões.

Ultrasonic Emulsificação

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Ultrasonicators de alto desempenho

Os processadores ultra-sônicos de alto desempenho da Hielscher são instalados em todo o mundo para a preparação de macro, nano e microemulsões estáveis. Com um portfólio de produtos que varia de pequenas portáteis dispositivos de laboratório de ultra-som para sistemas ultra-sônicos industriais de alta potência para a produção comercial de grandes córregos inline das emulsões, Hielscher ultrasonics oferece-lhe o ultrasonicator o mais apropriado para seu processo.
A entrada de poder, a amplitude (deslocamento no sonotrodo), a temperatura, e a taxa de fluxo podem ser ajustadas às exigências de sua formulação. Nossos processadores ultra-sônicos industriais podem entregar amplitudes muito elevadas. As amplitudes de até 200 μm podem facilmente ser funcionam continuamente na operação 24/7. Para amplitudes ainda mais elevadas, os sonotrodes ultra-sônicos personalizados estão disponíveis.
InsertMPC48 com 48 cânulas finas, que injectam a segunda fase de emulsão directamente para a zona de cavitação ultra-sónicaPrecise control over the sonication parameters and automatic data recording on an built-in SD-card ensure high processing quality and allow for process standardisation. All our ultrasonic processors are designed for the 24/7 operation under full load. Robustness, low maintenance and user-friendliness are further advantages of Hielscher’s ultrasonicators, which makes them your work-horse in production.
Acessórios tais como o original de Hielscher MultiPhaseCavitator, uma inserção da pilha de fluxo que injeta a segunda fase através das cânulas diretamente no quente-ponto cavitacional (veja pic. Left), ajuda setup um sistema ultra-sônico óptimo da emulsificação.
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
1 a 500mL 10 a 200 mL / min UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 a 20L 00,2 a 4 L / min UIP2000hdT
10 a 100L 2 de 10L / min UIP4000hdT
n / D. 10 a 100L / min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000

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Emulsificação ultra-sônica com Hielscher ' s UP200Ht e sonotrodo S26d14

Preparação ultra-sônica de uma emulsão (água vermelha/óleo amarelo). Alguns segundos de sonication transformar as fases separadas de água/óleo em uma emulsão fina.


Hielscher ultrasonics fabrica ultrasonicators de alto desempenho para aplicações sonoquímicas.

Processadores ultra-sônicos de alta potência do laboratório à escala piloto e industrial.

Literatura / Referências

  • Campelo, Pedro Henrique; Junqueira, Luciana Affonso; de Resende, Jaime Vilela; Domingues, Rosana; de Barros Fernandes, Regiane Victória; Botrel, Diego; Vilela Borges, soraia (2017): estabilidade da emulsão de óleo essencial de Cal preparada com biopolímeros e tratamento ultrassonográfico. Jornal internacional de propriedades de alimentos Vol. 20, no. S1, 2017. 564-579.
  • Martins, Maria de; Jideani, Victoria A. (2018): fatores que afetam a estabilidade das emulsões estabilizadas por biopolímeros. In: ciência e tecnologia por trás de Nanoemulsões (editado por Selcan Karakuş). 2018


Fatos, vale a pena conhecer

Biopolímeros como estabilizadores de emulsão

Estabilizadores e surfactantes são necessários para a maioria das emulsões para torná-los estáveis a longo prazo. Biopolímeros como polissacarídeos e proteínas são amplamente empregados como ingredientes funcionais em sistemas de emulsão. Os biopolímeros são um tipo natural de agente emulsificante, que oferecem um bom desempenho de estabilização da emulsão devido à sua capacidade de gelivagem e emulsificante. Desde que a produção de emulsões estáveis é um pré-requisito para um encapsulamento bem sucedido através da pulverização-secagem de produtos alimentares, os biopolímeros são um tipo preferido de estabilizador. Os biopolímeros podem ser utilizados como estabilizadores por conta própria ou em combinação.
Biopolímeros como goma arábica e proteína Whey isolada (WPI) são de baixo custo e podem ser facilmente processados na produção de alimentos. Goma arábica é uma mistura de carboidratos aniônicos e algumas proteínas. Suas proteínas altamente ramificadas, que estão intimamente ligadas à estrutura polissacarde, dão goma arábica boas propriedades emulsificantes. O isolado de proteína de soro de leite é composto de uma mistura de proteínas globulares. Essas proteínas globulares podem ser rapidamente adsorvedas na superfície das gotas de óleo durante a homogeneização, o que facilita a formação de pequenas gotas.
Outros biopolímeros comuns utilizados como agentes emulsionantes são gelatina, goma xantina, amido, caseína, pectinas, maltodextrina, ovalbumina, alginato de sódio e carboximetilcelulose, entre outros.
Os complexos de biopolímeros são compostos por dois ou mais biopolímeros. Os complexos de biopolímero podem ser sintetizados por tratamentos químicos, enzimáticos ou térmicos. A complexação geralmente aumenta a robustez e a solubilidade do complexo biopolímero final, melhorando sua usabilidade e estabilidade. Especialmente a maior estabilidade resultante em relação a temperaturas variadas, pH e força iônica são fatores importantes para processos de emulsificação.