O emulsie este un sistem în două faze de două lichide imiscibile, în cazul 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 a pregăti o emulsie, este necesară, în general, introducerea energiei în sistemul în două faze. Forțele de forfecare cu ultrasunete sunt bine dovedit a fi extrem de eficiente pentru a produce emulsii stabile pe termen lung cu picături nano-dimensiuni și de calitate superioară.

Ultrasonically îmbunătățit emulsie stabilitate

Efectele fizice ale ultrasunetelor induse de cavitația acustică duce la perturbarea picăturilor de ulei și apă și facilitează astfel formarea de emulsii stabile O/W și W/O cu dimensiuni foarte mici ale picăturilor în microni și nano-dimensiuni. Datorită dimensiunii foarte mici a picăturilor și suprafeței sale înalte, nanoemulsiile oferă proprietăți bioactive extraordinar de ridicate, care sunt importante pentru alimente și suplimente, produse farmaceutice și produse cosmetice. Datorită dimensiunii picăturilor, compusul bioactiv poate pătrunde rapid în celule. De asemenea, în știința materialelor și industrie, nanoemulemulele sunt importante pentru fabricarea de acoperiri de înaltă performanță, vopsele, polimeri și alte compozite. Nanoemulsiile preparate cu ultrasunete sunt de obicei semnificativ mai stabile decât macroemulsiile și nu prezintă sedimentare, coalescență sau flocculare.

Emulsificare cu ultrasunete extrem de eficientă

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

Imaginile de microscopie (la 100xmagnificare) conținând 40 % (bm) substanță uscată și 9 % (bm) emulsii de ulei preparate prin metoda clasică de omogenizare cu (a) WPI, (b) MD, (c) amestec WPI-MD (1:1); și preparată prin metoda de omogenizare cu ultrasunete cu (d) WPI (e) MD (f) amestec WPI-MD (1:1). Emulsionarea cu ultrasunete duce la picături semnificativ mai mici și o mai bună stabilitate a emulsiei.
(studiu și imagini microscopice: Zungur et al., 2015)

Taha et al. (2020) concluzionează în lucrarea lor de revizuire că ultrasonics de înaltă intensitate (HIU) ar putea fi folosite pentru a îmbunătăți proprietățile emulsionante ale emulsifianților alimentare, ar fi proteine și polizaharide și de a spori stabilitatea emulsiilor lor. Emulsiile stabilizate ale complexului proteino-polizaharid produs de HIU au arătat o stabilitate mai bună împotriva tensiunilor de mediu decât emulsiile stabilizate de componente individuale. Mai mult decât atât, mai multe studii au arătat că omogenizatoarele HIU au fost mai eficiente din punct de vedere energetic decât omogenizatoarele de înaltă presiune și microfluidizatoarele." (Taha et al., 2020)

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

Emulsifianți cu ultrasunete de înaltă performanță

Hielscher Ultrasonics furnizează emulsifianți cu ultrasunete de înaltă putere, de joasă frecvență, la orice scară pentru cercetare, dezvoltarea proceselor, R&D și producția industrială de fluxuri de volum foarte mare. Portofoliul nostru larg oferă procesorul cu ultrasunete ideal la orice dimensiune și pentru orice industrie.
Hielscher Ultrasonics’ procesoare industriale cu ultrasunete poate oferi amplitudini foarte mari. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor de rulat continuu în funcționarea 24/7/365. Pentru amplitudini chiar mai mare, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile. Toți parametrii procesului pot fi controlați și monitorizați cu strictețe prin intermediul software-ului inteligent.

MultiPhaseCavitator – Sistemul de injecție cu ultrasunete pentru emulsii stabile

The MultiPhaseCavitator – MPC48insert – este o inserție unică pentru reactoarele cu celule de flux Hielscher. Designul multifazecavitatorului are 48 de canule fine care injectează a doua fază a emulsiei direct în punctul fierbinte cavitațional. În zona de cavitație, firele fine ale celei de-a doua faze injectate sunt tăiate prin unde de frecvență cu ultrasunete de 20kHz. Acest lucru înseamnă că lichidul injectat este tăiat cu 20.000 de curse de vibrații pe secundă, ceea ce produce picături extraordinar de mici în gama nano. Forfecare cu ultrasunete, undele de șoc și turbulențele emulsifică aceste picături mici în faza continuă și produce o nano-emulsie superioară de stabilitate ridicată.

Vrei să cumperi un emulgator cu ultrasunete?

Contactati-ne stiu prin completarea formularului de contact de mai jos, trimiterea unui e-mailsau ne cheamă!
Echipa noastră bine experimentată va fi bucuroasă să discute cu dumneavoastră despre aplicarea emulsiei și să vă recomande cel mai potrivit sistem de emulsionare cu ultrasunete!

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre: