Emulsificatoare cu ultrasunete

O emulsie este un sistem bifazic format din două lichide nemiscibile, în care o fază, așa-numita fază internă sau dispersată, este distribuită sub formă de picături mici în cealaltă fază, așa-numita fază externă sau continuă. Pentru prepararea unei emulsii este, în general, necesar un aport de energie în sistemul bifazic. Forțele de forfecare ultrasonice s-au dovedit pe deplin a fi extrem de eficiente pentru producerea de emulsii stabile pe termen lung, cu picături de dimensiuni nanometrice și de calitate superioară.

Stabilitate a emulsiei îmbunătățită cu ultrasunete

Efectele fizice ale ultrasunetelor induse de cavitația acustică duc la ruperea picăturilor de ulei și apă și facilitează astfel formarea de emulsii O/W și W/O stabile, cu picături de dimensiuni foarte mici, în domeniul micronic și nanometric. Datorită dimensiunii foarte mici a picăturilor și suprafeței lor mari, nanoemulsiile oferă proprietăți bioactive extraordinar de ridicate, ceea ce este important pentru alimente și suplimente, produse farmaceutice și producția cosmetică. Datorită dimensiunii minuscule a picăturilor, compusul bioactiv poate pătrunde rapid în celule. De asemenea, în știința materialelor și în industrie, nanoemulsiile sunt importante pentru fabricarea de acoperiri, vopsele, polimeri și alte compozite de înaltă performanță. Nanoemulsiile preparate cu ultrasunete sunt de obicei semnificativ mai stabile decât macroemulsiile și nu prezintă sedimentare, coalescență sau floculare.

Emulsificare cu ultrasunete foarte eficientă

Zungur et al. (2015) au comparat omogenizarea cu ultrasunete cu omogenizarea clasică prin forfecare intensă pentru prepararea emulsiilor apă-ulei de măsline. Pentru emulsii s-au folosit WPI și maltodextrină ca agenți de încapsulare, iar Tween20 a fost folosit ca stabilizator. „Valorile indicelui de cremare ale emulsiilor preparate prin tehnicile de omogenizare clasică și cu ultrasunete au variat între 20,77 și 86,26 % și, respectiv, între 15,63 și 91,55 %. În termeni generali, rezultatele au arătat că emulsiile preparate prin emulsificare cu ultrasunete sunt mai stabile decât cele preparate prin metoda clasică de omogenizare.”

Imaginile de microscopie (la mărire de 100x) ale emulsiilor cu 40 % (wb) substanță uscată și 9 % (wb) ulei, preparate prin metoda clasică de omogenizare cu (a) WPI, (b) MD, (c) amestec WPI-MD (1:1); și preparate prin metoda de omogenizare cu ultrasunete cu (d) WPI (e) MD (f) amestec WPI-MD (1:1). Emulsificarea cu ultrasunete are ca rezultat picături semnificativ mai mici și o stabilitate mai bună a emulsiei.
(studiu și imagini microscopice: Zungur et al., 2015)

Taha et al. (2020) concluzionează în articolul lor de sinteză că ultrasunetele de înaltă intensitate (HIU) „ar putea fi utilizate pentru a îmbunătăți proprietățile de emulsionare ale emulgatorilor alimentari, precum proteinele și polizaharidele, și pentru a spori stabilitatea emulsiilor acestora. Emulsiile stabilizate cu complecși proteină-polizaharidă produse prin HIU au prezentat o stabilitate mai bună la factorii de stres din mediu decât emulsiile stabilizate cu componentele individuale. Mai mult, mai multe studii au arătat că omogenizatoarele HIU au fost mai eficiente energetic decât omogenizatoarele de înaltă presiune și microfluidizatoarele.” (Taha et al., 2020)

Prepararea cu ultrasunete a unei emulsii ulei-în-apă (O/W) (apă roșie / ulei galben). Câteva secunde de sonicare transformă cele două faze, apa și uleiul, într-o emulsie fină.

Emulsificatoare cu ultrasunete de înaltă performanță

Hielscher Ultrasonics furnizează emulsificatoare cu ultrasunete de mare putere și joasă frecvență la orice scară, pentru cercetare, dezvoltarea proceselor, R&D și producția industrială a unor fluxuri de volum foarte mare. Portofoliul nostru vast oferă procesorul cu ultrasunete ideal la orice dimensiune și pentru orice industrie.
Procesoarele industriale cu ultrasunete Hielscher Ultrasonics pot furniza amplitudini foarte mari. Amplitudini de până la 200µm pot fi rulate ușor, în mod continuu, în regim 24/7/365. Pentru amplitudini și mai mari sunt disponibile sonotrode cu ultrasunete personalizate. Toți parametrii procesului pot fi controlați și monitorizați cu exactitate prin intermediul unui software inteligent.

MultiphaseCavitator – Sistemul de injecție cu ultrasunete pentru emulsii stabile

MultiphaseCavitator – MPC48insert – este un insert unic pentru reactoarele cu celulă de flux Hielscher. Designul MultiphaseCavitator include 48 de canule fine care injectează a doua fază a emulsiei direct în punctul fierbinte (hot-spot) de cavitație. În zona de cavitație, firele fine ale celei de-a doua faze injectate sunt tăiate de undele cu frecvență ultrasonică de 20kHz. Aceasta înseamnă că fluidul injectat este tăiat de 20.000 de curse de vibrație pe secundă, ceea ce produce picături extraordinar de minuscule în domeniul nano. Forfecarea ultrasonică, undele de șoc și turbulențele emulsionează aceste picături mici în faza continuă și produc o nanoemulsie superioară, de înaltă stabilitate.

Doriți să cumpărați un emulsificator cu ultrasunete?

Contactați-ne acum completând formularul de contact de mai jos, trimițându-ne un e-mail, sau telefonându-ne!
Echipa noastră cu vastă experiență va fi bucuroasă să discute cu dumneavoastră aplicația de emulsionare și să vă recomande cel mai potrivit sistem emulsificator cu ultrasunete!

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre: