Produção de ultra-som de nanoemulsões estáveis

• nanoemulsões – também conhecido como miniemulsions ou emulsões submicrónicas – are used in a wide range of applications in chemistry, paints, coatings, cosmetics, pharmaceuticals and food.
• Os ultrasonicators são conhecidos como uma técnica altamente eficiente e confiável para a produção de nanoemulsões estáveis a longo prazo.

Formação de ultra-som de nanoemulsões

A emulsificação ultra-sônica é causada pelo acoplamento das ondas de ultrassom de potência em um sistema líquido. Ao sonicar um líquido, ocorrem dois mecanismos:

1. O campo acústico gera ondas que viajam através do líquido e causam microturbulências e um movimento interfacial. Assim, a fase limite torna-se instável, de modo que a fase dispersa (interna) eventualmente se rompe e forma gotículas na fase contínua (externa).
2. A aplicação de ultrassom de baixa frequência e alta potência gera cavitação (Kent et ai. 2008). Por cavitação ultra-sônica, microbolhas ou vazios são formados no meio devido aos ciclos de pressão da onda de ultrassom. As microbolhas / vazios crescem ao longo de vários ciclos de onda até colapsarem violentamente. Essa implosão de bolhas causa condições localmente extremas, como cisalhamento muito alto, jatos líquidos e taxas extremas de aquecimento e resfriamento. (Suslick 1999).

Essas forças extremas quebram gotículas primárias de fase dispersa (interna) até gotículas de tamanho nanométrico e as misturam homogeneamente na fase contínua (externa).
Leia aqui mais sobre os efeitos da cavitação ultra-sônica na emulsificação!

nanoemulsões farmacêuticas

miniemulsions lipídios – produzido por ultra-sons – são amplamente aplicados como transportadoras para agentes farmacológicos em formulações farmacêuticas. Por exemplo, as miniemulsões podem atuar como portador de fármaco parenteral ou dispositivo de administração de fármaco para os tecidos alvo. Além da alta biodisponibilidade dos compostos ativos encapsulados, as vantagens dos miniemulsões estão em sua alta biocompatibilidade, biodegradabilidade, estabilidade e facilidade de produção em grande escala. Devido às suas propriedades estruturais, eles podem incorporar moléculas hidrofóbicas e anfipáticas. As nanoemulsões preparadas por ultra-sons foram carregadas com tocoferóis, vitaminas, curcurmin e muitas outras substâncias farmacológicas.
Os sistemas ultrassônicos da Hielscher são emulsificantes confiáveis para a preparação de nanoemulsões distribuídas por drogas. Para a emulsificação ultra-sônica, Hielscher oferece vários acessórios para otimizar o processo de emulsificação. Hielschers MultiPhaseCavitator é um complemento exclusivo para células de fluxo ultra-sônicas, onde a segunda fase é injetada como fluxo muito estreito diretamente no ultra-sônico “Zona quente” de emulsificação.

Food-grade nanoemulsões

Nanoemulsions oferecem vários benefícios para a formulação de produtos alimentares. As nanoemulsões mostram uma boa estabilidade à separação gravitacional, floculação, coalescência e oferecem liberação controlada e / ou absorção de ingredientes funcionais devido ao seu pequeno tamanho de gotícula e grande área de superfície. Além disso, eles oferecem uma alta biodisponibilidade de compostos ativos que é importante para a entrega de nutrientes e substâncias ativas. Além disso, eles oferecem boas propriedades de formulação, pois são transparentes ou visualmente translúcidas e suas gotículas submicronas / nano-tamanho causam uma sensação de boca lisa e cremosa. Assim, a produção de nano-emulsões estáveis ​​é uma tarefa omnipresente para a indústria alimentar, por exemplo, para formular produtos emriquecidos com vitaminas ou ácidos gordos (por exemplo, vitamina C, vitamina O omega-3, omega-6, omega-9 derivadas de sementes de plantas ou óleo de peixe) ou para produzir produtos aromatizados (por exemplo, com óleos essenciais).

Distribuição de gotículas nanométricas de uma nanoemulsão ultrassonicamente dispersa (emulsão de óleo de lavanda em água). A emulsão foi preparada com a sonda ultra-sônica UP400St.

nanoemulsões cosméticos

nanoemulsões especialmente em água em óleo (W / O) oferecem várias vantagens para a encapsulação da substância hidrófila bioactivo em gotas em nano-escala (em emulsões simples ou duplas).
Clique aqui para ler mais sobre a formulação livre de surfactante de emulsões cosméticas com ultra-som!

miniemulsão Polimerização

Ultrassonicamente assistida polimerização em miniemulsão é aplicado a vários processos – do encapsulamento de partículas inorgânicas para a síntese de partículas de látex. A aplicação de ultra-som de energia para reacções químicas, tais como a polimerização, etc síntese são conhecidos como sonoquímica.
Clique aqui para ler mais sobre sonoquímica, a síntese de ultra-sons de látex e a precipitação de ultra-sons!

Estabilização de emulsão

Embora algumas nanoemulsões possam ser estáveis na prateleira sem o uso de quaisquer surfactantes ou emulsionantes devido ao tamanho e distribuição de gotículas em escala nano, outras nanoemulsões exigem o uso de agentes estabilizadores para obter estabilidade a longo prazo e produto ideal Qualidade. A estabilização pode ser realizada adicionando surfactantes (tensides) ou partículas sólidas que agem como estabilizadores. Emulsões, que são estabilizadas por partículas sólidas são conhecidas como emulsões de Pickering. Lactose, albumina, lecitina, quitosana, ciclodextrina, maltodextrina, amido etc. pode ser usado como estabilizadores coloidais em emulsões Pickering. Clique aqui para saber mais sobre as emulsões de Pickering ultra-som gerado!
Ultra-sons de emulsificação pode ser executada para todos os tipos de emulsões. Se um agente de estabilização é necessário para uma emulsão específico, podem ser facilmente testados em pequena escala.
Por favor note que aumenta a quantidade de surfactante necessário com um tamanho de gota a diminuir uma vez que a proporção de área de superfície para volume (S / V) de esferas é dada por: S / V = ​​3 / R. Por exemplo, quanto menor for o diâmetro de uma partícula ou gotícula, a área de superfície mais ele tem em relação ao seu volume.

Equipamento ultra-sônico emulsificação

A produção de submicron- estável e nano-emulsões exige equipamento de ultra-sons poderoso. Hielscher equipamentos emulsificação ultra-sônica proporciona muito elevadas amplitudes (até 200 um para ultrasonicators industriais, As amplitudes mais elevadas, a pedido) para gerar um campo acústico intenso.
No entanto, para a produção de nanoemulsões estáveis, equipamentos de ultra-som de energia só não é muitas vezes suficiente. Além de poder suficiente de ultra-sons, um controle preciso dos parâmetros do processo, e acessórios sofisticados (como eléctrodos sonoros, fluir reactores celulares, arrefecimento) são necessárias para se obter gotículas de tamanho nano e uma dispersão homogénea de ambos, a fase aquosa e fase oleosa para o outro.
O Hielscher MultiPhaseCavitator: A fim de produzir emulsões superiores com uma distribuição de gotículas muito estreita, Hielscher desenvolveu uma inserção de célula de fluxo única – o MultiPhaseCavitator. Com este complemento especial de célula de fluxo, a segunda fase da emulsão é continuamente injetada através de 48 pequenas cânulas na zona de cavitação. Esta tecnologia permite a produção confiável e eficaz de gotículas de tamanho nano muito pequenas e emulsões altamente estáveis.

Hielscher Ultrasonics é especializada no fornecimento de sistemas de ultra-som superiores e acessórios para processamento de resultados ideais. Nossa longa experiência no processamento de ultra-som e nossa estreita cooperação com os nossos clientes garante a implementação bem sucedida de ultra-som em linhas de produção.
Para testes iniciais, desenvolvimento de processos e otimização de processos, oferecemos um laboratório de processos e um centro técnico totalmente equipados..
Além disso, oferecemos consultoria aprofundada, desenvolvimento de sistemas ultrassônicos personalizados e profundo serviço técnico para instalação, treinamento e manutenção.