Hielscher tecnologia de ultra-som

Emulsões de cera com poder Ultrasonics

  • Quando a cera é disperso como gotículas nano com uma distribuição muito homogénea, um estábulo emulsões de cera é obtida.
  • homogeneizadores de ultra-sons gerar altas forças de cisalhamento e são sistemas fiáveis ​​e consistentes para a produção de cera de nano-emulsões estáveis.
  • Hielscher Ultrasonics’ ultrasonicators de alto cisalhamento entregar emulsões superiores para várias indústrias.

 

Ultra-som emulsões de cera

de corte ultra-sónico cria nano-gotículasUltra-sons geradas forças de corte elevadas fornecer a energia necessária para produzir as emulsões de cera de tamanho nano, por exemplo nanoemulsões de cera de parafina estáveis.
Sub-micron e emulsões nano e dispersões podem ser formuladas utilizando uma combinação de várias ceras de modo a obter um produto de qualidade superior com muito altas funcionalidades (e.g. lubriaction, resistência à água, resistência a arranhões, etc.).
As forças de cisalhamento elevadas de homogeneizadores de ultra-sons permitem produzir formulações de cera prontas para uso estáveis ​​com partículas em equilíbrio. Os resultados de emulsificação de ultra-sons em partículas de tamanho nano e uma distribuição uniforme.

emulsificante Ultrasonic entregar resultados superiores:

  • tamanhos de gotículas muito pequenas com menos do que 100 nm
  • Emulsões estáveis
  • tempo de armazenamento prolongado (estabilidade mecânica)
  • maior eficácia
  • controle de processo preciso

Ultrasonic parafina Nanoemulsão

Como preparar uma emulsão de cera de parafina estável
A emulsão de cera nano-size é formulada a partir de cera de parafina derretida (como fase do óleo), água destilada e SDS aniônico como surfactante. Para formar uma pré-mistura grosseira, cera, água e surfactante são homogeneizados usando um agitador magnético a 1000 rpm. Portanto, o surfactante (concentração de 10 mg/ml de emulsão) e a água são misturados em um béquer e heatet a aproximadamente 65-70ºC. Em seguida, a cera de parafina é adicionada por uma fração de volume de 0,2 fase de óleo agitação magnética.
Depois de se completar a adição da cera de parafina, a emulsão pré-misturados grosseiramente é sonicada com um homogeneizador de bancada de ultra-sons UIP1000hdT (1000 W, 20 kHz) durante aprox. 15 min. O processo de emulsificação de ultra-sons resulta numa waxemulsion nano com uma estabilidade muito elevada.

célula de fluxo de vidro na UIP1000hdT emulsificante de ultra-som para a produção de emulsões de cera (Clique para ampliar!)

emulsão de cera no reactor de ultra-sons in-line

Pedido de informação





Este vídeo demonstra o processador ultrassônico Hielscher UP400S preparando uma emulsão de óleo vegetal nano-size nano-in-water.

Emulsificante de óleo vegetal na água usando o UP400S

surfactantes

emulsões de cera podem ser estabilizadas tanto por um mecanismo estérico (usando emulsionantes não iónicos) ou por um mecanismo electrostática (utilizando emulsionantes iónicos, na maioria das vezes aniónicos). A combinação de emulsionantes aniónicos e não iónicos fornece a emulsão a estabilidade óptima, porque as partículas de cera são protegidos através de ambos os mecanismos de estabilização. Isto é referido como o mecanismo de estabilização de electro-estérica.
Para a emulsificação de ceras, vários emulsionantes ou tensioactivos, que pode ser aniónico, catiónico ou não iónico, podem ser usados. Os agentes tensioactivos mais utilizados são os etoxilatos de álcoois gordos como agentes tensioactivos não iónicos, uma vez que oferecem uma estabilidade extraordinária contra água dura, Ph-choques e electrólitos. Por outras características dos materiais específicos, vários outros são utilizados, por exemplo, surfactantes aniónicos para melhor hidrofobicidade ou surfactantes catiónicos para uma melhor adesão.
Nota: Quanto menores forem as gotículas, mais o agente tensioactivo é necessária para cobrir a superfície da gotícula uma vez que a relação V / S de esferas, é a seguinte: S / V = ​​3 / R. Para qualquer aumento, x * l ou X * r em comprimento ou raio, o aumento na área de superfície é x ao quadrado (x2) E o aumento do volume x ao cubo (x3).

Formulação com emulsões e dispersões de cera

homogeneizadores de ultra-sons não são apenas usados ​​para formar emulsões de cera / dispersões – eles são usados ​​para processar as emulsões de cera em outras medidas para incorporar na emulsão como um aditivo no produto final (por exemplo, revestimentos, laquers, tintas, cosméticos, etc).

Heavy-Duty ultra-som Homogeneizadores

Hielscher Ultrasonics é mundial renomado fornecedor de alta potência homogeneizadores ultra-sônicos. Nossos ultrasonicators podem ser encontrados em todo o mundo como confiável e robusto “cavalos de trabalho” na indústria química, farmacêutica, cosmética e comida. Hielscher de ultrasonicators de grau industrial criar muito elevadas amplitudes de até 200 um (e maior a pedido), a fim de gerar cavitação intensa e de elevado cisalhamento. Como resultado, emulsões nano ultra-finas e dispersões com distribuições de partículas muito estreitas são produzidos. Nossos sistemas de ultra-som de alta potência ajudá-lo a obter uma qualidade superior de suas formulações de cera.
A robustez do equipamento de ultra-sons de Hielscher permite a operação 24/7 de serviço pesado e em ambientes exigentes.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
00,5 a 1,5 mL n / D. VialTweeter
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 UIP4000
n / D. 10 a 100L / min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000

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ultrasonicators de Hielscher de laboratório para escala industrial entregar o poder sonicação necessários para nanoemulsões. (Clique para ampliar!)

processador ultra-potente 1,5kW UIP15000hd

Literatura / Referências

  • Behrend, O .; Ax, K .; Schubert, H. (2000): Influência da viscosidade da fase contínua sobre a emulsificação por ultra-som. Ultrasom Sonochem. 7 (2), de 2000. 77-85.
  • Hosseini S .; Tarzi B. G .; Gharachorloo M .; Ghavami M .; Bakhoda H. (2015): Optimização sobre a estabilidade do óleo de linhaça em água nanoemulsões Gerado por ultra-emulsificação utilizando a metodologia de superfície de resposta (RSM). Orient J Chem 31 (2), 2015.
3 etapas para processamento ultra-sônica de sucesso: Otimização Feasibility- - Scale-up (Clique para ampliar!)

Processamento ultra-som: Hielscher apoia-lo a partir de viabilidade e otimização para a produção comercial!



Fatos, vale a pena conhecer

Cera

As ceras são definidas como uma classe diversificada de compostos orgânicos que são sólidos hidrofóbicos e maleáveis perto das temperaturas ambientes. As ceras são compostas de vários componentes, incluindo hidrocarbonetos (alkanes normais ou ramificados e alkenes), cetonas, diketones, alcoólicos primários e secundários, aldeídos, esterol, ácidos alcalicos, terpenos (esqualeno) e moerômetros (esters de cera). A composição química das ceras é complexa e varia, mas em geral as ceras contêm uma proporção relativamente alta de alkanes e os hidrocarbonetos têm cadeias de carbono longas ou muito longas (de 12 até cerca de 38 átomos de carbono). Eles são sólidos em uma grande faixa de temperatura (ponto de fusão entre 60°C e 100°C). Quando derretidos, eles se transformam em um líquido de baixa viscosidade.
Eles são caracterizados pela sua insolubilidade em água, mas a solubilidade em solventes não polares, orgânicos. As ceras podem ser distinguidos em ceras naturais (para plantas, derivados de animais), semi-sintéticos e sintéticos.
Para a produção comercial de ceras, petróleo bruto, é a principal fonte.

Os dois tipos de cera de petróleo mais importantes são as ceras de parafina e microcristalino:
ceras de parafina na maior parte possui um, inodoro, insípido, ceroso consistência sólido branco, com um ponto de fusão típico entre 46 ° C e 68 ° C (115 ° F e 154 ° F), e uma densidade de aprox. 900 kg / m3. Ele tem uma estrutura macrocristalina e é insolúvel em água, mas solúvel em éter, benzeno, e certos ésteres. ceras de parafina são derivados a partir de petróleo bruto e de conter entre 20 e 40 átomos de carbono.
cera microcristalina, Também conhecido como vaselina, é usado para aplicações múltiplas, devido ao seu odor, cor, teor de óleo, consistência e propriedades de ligação de óleo.

ceras a-olefina ou são preparados sinteticamente a partir de etileno por meio de síntese de Fischer-Tropsch com um catalisador de Ziegler-Natta ou através de oligomerização de etileno. ceras alfa-olefina são utilizados mais frequentemente em aditivos de óleo lubrificante, lubrificantes em PVC, velas, produtos químicos de perfuração de poços de petróleo e cosméticos.

Cera de polietileno (PE-CERA) é um polietileno de baixo peso molecular ultra-(ULMWPE) que consiste de cadeias de etileno monoméricas. cera de polipropileno (PP-CERA) é um material sintético, resina de baixo peso molecular cristalino.
Ambos, olyethylene e ceras de polipropileno são homopolímeros e são utilizados principalmente para a formulação de corantes para materiais plásticos.

ceras copolímero tais como derivados de etileno-acetato de vinilo (EVA) e de ácido acrílico de etileno (EAA) são amplamente distribuídos nas formulações de revestimentos, por exemplo basecoats metálicas.

Ceras e cera aditivos são amplamente utilizados para dar um produto de lubrificação / deslizamento, reologia, resistência à abrasão, anti-bloqueio / barreira, polonês ou esteiras, resistência anti-oxidação e / ou de repelência à água.
Ceras são um componente amplamente utilizado em muitas indústrias, tais como na produção de produtos químicos (por exemplo fino & química especialidade), revestimentos, tintas & tintas, aditivos & modificadores, adesivos, plásticos & PVC, pneus & borrachas, construção & construção, dispositivos de controle termostáticas, embalagens, alimentos e cosméticos.

Ceras naturais:

  • Ceras de origem animal: cera de abelha, lanolina, sebo, goma-laca, spermaceti
  • Ceras vegetais: de carnaúba, de candelila, de soja, de rino, de farelo de arroz, baga de loureiro, de jojoba, etc.

ceras minerais:

  • Ceras fósseis: ceresinas, Montan, ozocerite, cera de turfa
  • As ceras de petróleo: parafina, ceras microcristalinas, por exemplo petrolatum

Sintetizado Ceras:
As ceras sintéticas: polímeros etilénicos e.g. polietileno & poliol éter-ésteres; ceras de poliolefinas; ceras gordos de amida de ácido; naftalenos clorados; tipo hidrocarboneto, por exemplo Fischer-Tropsch

emulsão de cera

Uma dispersão de emulsão de cera / cera é uma mistura estável de uma ou várias ceras em água. Como ceras e líquidos aquosos são normalmente imiscíveis, surfactantes e um processo de mistura sofisticados, por exemplo ultra-som de energia, são necessários a fim de formar uma emulsão de cera estável. Em termos correctos, uma emulsão de cera deve ser chamado uma dispersão de cera como ceras são sólidos à temperatura ambiente. Mas uma vez que as emulsões de cera / dispersões são preparadas com ceras fundidas, os termos “emulsificação” e “emulsão de cera” são mais comummente utilizados para as formulações aquosas de cera, enquanto o termo “dispersão de cera” principalmente descreve uma formulação de cera à base de solvente.

Emulsão

Uma emulsão é um líquido na dispersão líquida de duas ou mais líquidos imiscíveis.
Uma emulsão pode ocorrer em vários tipos: W / O, O / W, W / o / w, o / w / o
O tipo de emulsão (w / o ou o / w) pode ser examinada por um teste de diluição. A emulsão só pode ser diluído com a fase contínua / externo. Um outro método para identificar o tipo de emulsão é por meio de testes de condutividade. Ionic o / w emulsões não conduzem, enquanto o / w emulsões conduzir corrente elétrica.
Para o uso do CoCl2 teste de papel de filtro, um papel de filtro é impregnado com CoCl2 e secou-se (cor azul). A cor da CoCl2 papel de filtro gira em rosa quando uma emulsão o / w é adicionado.