ультразвуковые эмульгаторы
Эмульсия представляет собой двухфазную систему из двух несмешивающихся жидкостей, в которой одна фаза, так называемая внутренняя или дисперсная фаза, распределена в виде мелких капель в другую, так называемую внешнюю или непрерывную, фазу. Для приготовления эмульсии обычно требуется ввод энергии в двухфазную систему. Доказано, что ультразвуковые силы сдвига обладают высокой эффективностью для получения долговременных стабильных эмульсий с наноразмерными каплями и превосходного качества.
Улучшенная ультразвуковая стабильность эмульсии
Физическое воздействие ультразвука, индуцированного акустической кавитацией, приводит к разрушению капель масла и воды и тем самым способствует образованию стабильных эмульсий М/В и В/О с очень малыми размерами капель в микронном и наноразмере. Благодаря очень маленькому размеру капель и большой площади поверхности наноэмульсии обладают необычайно высокими биологически активными свойствами, что важно для продуктов питания и пищевых добавок, фармацевтических препаратов и производства косметики. Благодаря мельчайшему размеру капель биоактивное соединение способно быстро проникать в клетки. Также в материаловедении и промышленности наноэмульсии важны для производства высокоэффективных покрытий, красок, полимеров и других композитов. Наноэмульсии, приготовленные ультразвуком, обычно значительно более стабильны, чем макроэмульсии, и не демонстрируют осаждения, коалесценции или флокуляции.
- Нано- и мини-эмульсии
- Высокоэффективный
- Периодический или непрерывный
- Жидкости с низкой и вязкостью
- Воспроизводимость / повторяемость
- Надежная техника
- Простота и безопасность в использовании
УП400Ст – Ультразвуковое устройство мощностью 400 Вт для наноэмульсий типа «масло в воде» (М/В)
Высокоэффективная ультразвуковая эмульгация
Zungur et al. (2015) сравнили ультразвуковую гомогенизацию с классической гомогенизацией с большими сдвиговыми усилиями для приготовления эмульсий водно-оливкового масла. Для эмульсий в качестве инкапсулирующих агентов использовали WPI и мальтодекстрин, а в качестве стабилизатора — Tween20. «Значения индекса взбивания эмульсий, приготовленных классическим и ультразвуковым методами гомогенизации, изменялись в диапазоне от 20,77 до 86,26 % и от 15,63 до 91,55 % соответственно. В общих чертах результаты показали, что эмульсии, приготовленные с помощью ультразвуковой эмульгации, более стабильны, чем эмульсии, приготовленные классическим методом гомогенизации».
Микроскопические изображения (при 100-кратном увеличении) содержащих 40 % (wb) сухого вещества и 9 % (wb) масляных эмульсий, приготовленных классическим методом гомогенизации с (a) WPI, (b) MD, (c) смесью WPI-MD (1:1); и получен методом ультразвуковой гомогенизации с (d) WPI, (e), MD, (f) смесью WPI-MD (1:1). Ультразвуковая эмульгация позволяет значительно уменьшить количество капель и повысить стабильность эмульсии.
(исследование и микроскопические изображения: Zungur et al., 2015)
Taha et al. (2020) заключают в своей обзорной статье, что высокоинтенсивный ультразвук (HIU) «может быть использован для улучшения эмульгирующих свойств пищевых эмульгаторов, таких как белки и полисахариды, и повышения стабильности их эмульсий. Эмульсии, стабилизированные белок-полисахаридным комплексом, полученные с помощью HIU, показали лучшую устойчивость к напряжениям окружающей среды, чем эмульсии, стабилизированные отдельными компонентами. Более того, несколько исследований показали, что гомогенизаторы HIU более энергоэффективны, чем гомогенизаторы высокого давления и микрофлюидизаторы». (Таха и др., 2020)
- Средний размер капель (зависит от метода эмульгирования)
- Распределение капель по размерам (под влиянием техники эмульгирования)
- Внутрифазовая вязкость
- Непрерывная фазовая вязкость
- поверхностно-активное вещество
- Концентрация масляной фазы
- Непрерывнофазный pH
- Оптические свойства эмульсии
Ультразвуковая наноэмульгация используется для производства высокоэффективных эмульсий для высокоэффективных материалов, красок, покрытий, продуктов питания, фармацевтики и косметики.
Распределение капель по размерам эмульсий водно-оливкового масла, полученных (а) классическим методом гомогенизации, (б) ультразвуковой гомогенизацией (с использованием метода УП400С) с MD, WPI и их смесью, имеющей 40% сухого вещества и 9% масла (w/w) содержания. Ультразвуковая эмульгация приводит к значительному уменьшению количества капель, уменьшению образования сливок и повышению общей стабильности эмульсии.
(исследование и графики: Zungur et al., 2015)
Ультразвуковое приготовление эмульсии типа «масло в воде» (М/В) (красная вода / желтое масло). Несколько секунд ультразвуковой обработки превращают две фазы воды и масла в тонкую эмульсию.
Высокопроизводительные ультразвуковые эмульгаторы
Hielscher Ultrasonics поставляет мощные низкочастотные ультразвуковые эмульгаторы любого масштаба для исследований, разработки технологических процессов, R&D и промышленное производство очень больших объемов потоков. Наш широкий ассортимент предлагает идеальный ультразвуковой процессор любого размера и для любой отрасли.
Hielscher Ultrasonics’ Промышленные ультразвуковые процессоры могут обеспечивать очень высокую амплитуду. Амплитуды до 200 μм могут быть легко непрерывно запущены в режиме 24/7/365. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды. Все параметры процесса можно точно контролировать и контролировать с помощью интеллектуального программного обеспечения.
- для любого объема/производственной мощности
- для любой отрасли
- эффективный и интенсифицирующий процесс
- для периодической и поточной обработки
- универсальность использования
- Энергоэффективность
- Простота и безопасность в эксплуатации
- воспроизводимые результаты
- Линейно масштабируемый
- Достоверный
- прочный, неприхотливый в обслуживании
- Простота установки или дооснащения
- Быстрая окупаемость инвестиций
Ультразвуковой реактор с Многофазный кавитатор для улучшенной наноэмульгации
Многофазный кавитатор – Ультразвуковая система впрыска стабильных эмульсий
Многофазный кавитатор – Вставка MPC48 – это уникальная вставка для реакторов с проточной ячейкой Хильшера. Конструкция MultiPhaseCavitator включает в себя 48 тонких канюль, которые впрыскивают вторую фазу эмульсии непосредственно в кавитационную горячую точку. В зоне кавитации тонкие пряди инжектируемой второй фазы разрезаются ультразвуковыми волнами частоты 20 кГц. Это означает, что впрыскиваемая жидкость разрезается на 20 000 колебаний в секунду, что приводит к образованию чрезвычайно мелких капель в нанодиапазоне. Ультразвуковой сдвиг, ударные волны и турбулентность эмульгируют эти мелкие капли в непрерывной фазе и производят превосходную наноэмульсию высокой стабильности.
Хотите купить ультразвуковой эмульгатор?
Свяжитесь с нами, заполнив контактную форму ниже, Отправьте нам электронное письмоили Звоните нам!
Наша опытная команда будет рада обсудить с вами применение эмульсии и порекомендовать вам наиболее подходящую систему ультразвукового эмульгатора!
- Точно контролируемые параметры
- Высокие амплитуды
- энергоэффективность
- Пакетный и поточный
- линейный, масштабируемый до любого размера
- Интеллектуальное программное обеспечение с программируемыми настройками ультразвука
- Работа в режиме 24/2/365
- Крепкий
- Доступны сонотроды и аксессуары
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:
| Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 1 до 500 мл | От 10 до 200 мл/мин | УП100Ч |
| от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
| От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | УИП4000HDT |
| н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Литература / Литература
- Zungur Bastıoğlu, Aslı; Koç, Mehmet; Kaymak-Ertekin, Figen (2015): Physical Properties of Olive Oil in Water Model Emulsion: Effect of Aqueous and Oil Phase Concentration and Homogenization Types. Akademik gıda 13, 2015. 22-34.
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
Факты, которые стоит знать
Что такое эмульсия? – Определение термина «эмульсия»
Эмульсия представляет собой жидкостную систему, состоящую как минимум из двух несмешивающихся жидкостей, где одна из жидкостей диспергируется в другой в виде мелких капель. Фаза мелких, распределенных капель называется дисперсной или внутренней фазой, в то время как другая фаза называется непрерывной или внешней фазой. Существует два основных типа эмульсий, между которыми различают: эмульсии «масло в воде» (М/В) и эмульсии «вода в масле» (В/О). В эмульсии типа «масло в воде» (М/В) внутренняя фаза представляет собой масло или смешиваемую с маслом жидкость, а внешняя фаза представляет собой воду или жидкость, смешивающуюся с водой. В эмульсии «вода в масле» (W/O) внутренняя фаза представляет собой жидкость, похожую на воду, а внешняя фаза — жидкость, похожую на нефть.
Для большинства эмульсий требуется эмульгирующий агент, известный как стабилизатор или поверхностно-активное вещество. Размер капель также играет решающую роль в стабильности эмульсии. Чем меньше размер капель, тем стабильнее эмульсия.
Высокопроизводительный ультразвук! Ассортимент продукции Hielscher охватывает весь спектр от компактных лабораторных ультразвуковых аппаратов и настольных установок до полностью промышленных ультразвуковых систем.