Nanoemulsificare cu ultrasunete pentru microîncapsulare înainte de uscarea prin pulverizare

• Pentru a microîncapsula ingrediente active prin uscare prin pulverizare, trebuie preparată o micro- sau nanoemulsie stabilă, cu picături de dimensiuni fine.
• Emulsificarea cu ultrasunete este o tehnică simplă și fiabilă pentru producerea de micro- și nanoemulsii stabile
• Ca surfactanți alternativi, biopolimeri precum guma arabică sau WPI pot fi utilizați în procesele de emulsificare cu ultrasunete ca stabilizatori de calitate alimentară.

Încapsulare

Emulsiile și calitatea emulsiilor joacă un rol semnificativ în ceea ce privește eficiența și stabilitatea microparticulelor uleioase preparate prin procese de încapsulare precum uscarea prin pulverizare. Stabilitatea emulsiei, vâscozitatea, dimensiunea picăturilor și raportul ulei/apă sunt factori esențiali. Pe parcursul procesării, care începe cu prepararea emulsiei și se încheie cu uscarea prin pulverizare, toate aceste proprietăți fizice și chimice ale emulsiei trebuie menținute, pentru a preveni deteriorarea microparticulelor. Calitatea microîncapsulării și stabilitatea emulsiilor sunt strâns legate și influențează semnificativ calitatea produselor finale sub formă de pulbere. Prin urmare, este necesară o tehnică de emulsificare fiabilă. Emulsificarea cu ultrasunete este o tehnologie bine consacrată, utilizată în diverse industrii din întreaga lume pentru producerea de macro-, nano- și microemulsii.

Nanoemulsii cu ultrasunete

Sonicatoarele de înaltă performanță sunt bine consacrate pentru procesele de emulsificare din industria alimentară, farmaceutică și cosmetică. Aplicarea undelor ultrasonice intense este o metodă eficientă de a produce emulsii cu picături de dimensiuni micrometrice sau nanometrice. Emulsificarea cu ultrasunete se bazează pe principiul cavitației, în care undele ultrasonice de mare intensitate și jeturile de lichid de mare viteză generate de acestea forfecă suprafața picăturilor, creând astfel picături mici și emulsii stabile.

Stabilizatori de emulsie

Emulsiile obținute cu ultrasunete pot fi stabilizate folosind agenți de emulsificare convenționali (de ex. polisorbat, sorbitan etc.), dar și folosind biopolimeri (de ex. gumă guar, gumă arabică, WPI etc.). Industriile au recunoscut potențialul uriaș al biopolimerilor ca stabilizatori de emulsie. În special pentru emulsiile alimentare, farmaceutice și cosmetice, biopolimerii permit dezvoltarea de produse cu etichetă „curată”. Biopolimerii și complecșii de biopolimeri sunt disponibili în volume mari și la calitate alimentară. Complecșii de biopolimeri (precum complecșii polizaharidă-proteină) sunt superiori biopolimerilor, deoarece oferă proprietăți îmbunătățite față de fiecare polimer luat separat. Un biopolimer compus dintr-o proteină și o polizaharidă (= polimeri glucidici complecși) oferă beneficiile fiecărei molecule. Proteina crește activitatea de suprafață, astfel încât se obține o saturație mai mare a stratului de suprafață la o concentrație semnificativ mai mică. Polizaharida din complex reduce tensiunea interfacială și, prin urmare, energia necesară pentru generarea de noi suprafețe. Astfel, polizaharidele favorizează formarea de picături mici. Un complex de biopolimeri oferă ce este mai bun din ambele sale componente și reprezintă, prin urmare, un stabilizator puternic.

Sonicatoare de înaltă performanță

Procesoarele cu ultrasunete de înaltă performanță Hielscher sunt instalate în întreaga lume pentru prepararea de macro-, nano- și microemulsii stabile. Cu un portofoliu de produse care se întinde de la mici dispozitive de laborator cu ultrasunete ținute în mână până la sisteme industriale cu ultrasunete de mare putere pentru producția comercială a unor fluxuri inline mari de emulsii, Hielscher Ultrasonics vă oferă cel mai potrivit sonicator pentru procesul dumneavoastră.
Puterea aplicată, amplitudinea (deplasarea la sonotrodă), temperatura și debitul pot fi ajustate în funcție de cerințele formulării dumneavoastră. Procesoarele noastre industriale cu ultrasunete pot furniza amplitudini foarte mari. Amplitudini de până la 200µm pot fi menținute cu ușurință în funcționare continuă 24/7. Pentru amplitudini și mai mari, sunt disponibile sonotrode ultrasonice personalizate.
Controlul precis al parametrilor de sonicare și înregistrarea automată a datelor pe un card SD încorporat asigură o calitate ridicată a procesării și permit standardizarea procesului. Toate procesoarele noastre cu ultrasunete sunt proiectate pentru funcționare 24/7 la sarcină maximă. Robustețea, întreținerea redusă și ușurința în utilizare sunt alte avantaje ale sonicatoarelor Hielscher, care le transformă în instrumentele de lucru de bază ale producției dumneavoastră.
Accesorii precum unicul MultiphaseCavitator de la Hielscher, o inserție pentru celula de flux care injectează a doua fază prin canule direct în punctul fierbinte al cavitației (vezi imaginea din stânga), ajută la configurarea unui sistem optim de emulsificare cu ultrasunete.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a sonicatoarelor noastre: