Ультразвуковая технология Хильшера

Ультразвуковое производство стабильных наноэмульсий

  • наноэмульсии – также известные как миниэмульсии или субмикронные эмульсии – используются в широком спектре применений в химии, красках & покрытий, косметики, фармацевтических препаратов и продуктов питания.
  • Ультразвуковые системы известны как надежные инструменты для производства долговременных стабильных наноэмульсий.

 

Ультразвуковая форма наноэмульсий

Ультразвуковая эмульсификация вызвана соединением волн мощного ультразвука в жидкую систему. При ультразвуковой обработке жидкости возникают два механизма: (1) Звуковое поле генерирует волны, которые проходят через жидкость и вызывают микротурбуленты и межфазное движение. Таким образом, граничная фаза становится неустойчивой, так что дисперсная (внутренняя) фаза в конечном итоге разрушается и образует капли в непрерывной (внешней) фазе. (2) Применение низкочастотного ультразвука высокой мощности создает кавитацию (Kentish et al., 2008), При ультразвуковой кавитации в среде образуются микропузырьки или пустоты из-за циклов давления ультразвуковой волны. Микропузырьки / пустоты растут в течение нескольких волновых циклов, пока они не рухнут. Эта имплозия пузырьков вызывает локальные экстремальные условия, такие как очень высокие сдвиговые, жидкие струи и экстремальные скорости нагрева и охлаждения (Suslick, 1999), Эти экстремальные силы разрушают первичные капли дисперсной (внутренней) фазы до наноразмерной капли и однородно перемешивают их в непрерывную (внешнюю) фазу.
Читайте здесь больше об ультразвуковой кавитации!

 

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Фармацевтические наноэмульсии

Липидные миниэмульсии – произведенный ультразвуком – широко применяются в качестве носителя для фармакологических агентов в фармацевтических композициях. Например, миниэмульсии могут выступать в качестве парентерального носителя лекарственного средства или устройства доставки лекарственного средства в целевые ткани. Помимо высокой биодоступности инкапсулированных активных соединений, преимущества миниэмульсий заключаются в их высокой биосовместимости, биоразлагаемости, стабильности и простоте крупномасштабного производства. Благодаря своим структурным свойствам они могут включать гидрофобные, а также амфипатические молекулы. Ультразвуковые подготовленные наноэмульсии были загружены токоферолами, витаминами, куркурмином и многими другими фармакологическими веществами.
Ультразвуковые системы Hielscher являются надежными эмульгаторами для приготовления наноэмульсий с лекарственным покрытием. Для ультразвуковой эмульсии Hielscher предлагает различные аксессуары для оптимизации процесса эмульгирования. Хильшер-х Мультифафакавитатор является уникальным дополнением для ультразвуковых проточных элементов, где вторая фаза вводится как очень узкий поток непосредственно в ультразвуковой “горячая зона” эмульгирования.

Наноэмульсии пищевого класса

Наноэмульсии предлагают различные преимущества для приготовления пищевых продуктов. Наноэмульсии демонстрируют хорошую устойчивость к гравитационному разделению, флокуляции, коалесценции и обеспечивают контролируемое высвобождение и / или абсорбцию функциональных ингредиентов из-за их небольшого размера капель и большой площади поверхности. Кроме того, они обеспечивают высокую биодоступность активных соединений, что важно для доставки питательных веществ и активных веществ. Кроме того, они обладают хорошими свойствами состава, поскольку они прозрачны или визуально прозрачны, а их субмикронные / наноразмерные капли вызывают гладкое и кремообразное ощущение рта. Таким образом, производство стабильных наноэмульсий является вездесущей задачей для пищевой промышленности, например, для разработки обогащенных витаминами или жирных кислот (например, витамина С, омега-3 витамина Е, омега-6, омега-9, полученного из семян растений или рыбий жир) или для производства ароматизированных продуктов (например, с эфирными маслами).

Косметические наноэмульсии

В частности, наноэмульсии типа вода-в-масле (W / O) предлагают различные преимущества для инкапсуляции биологически активного гидрофильного вещества в наноразмерные капли (в виде одиночных или двойных эмульсий).
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о свободной от поверхностно-активных веществ препаратах косметических эмульсий с ультразвуком!

Полимеризация миниэмульсии

Ультразвуковая полимеризация миниэмульсии применяется к различным процессам – от инкапсуляции неорганических частиц до синтеза латексных частиц. Применение энергетического ультразвука для химических реакций, таких как полимеризация, синтез и т. Д., Известно как сонохимия.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о Sonochemistry, ультразвуковой синтез латекса и ультразвуковые осадки!

1.5kW ультразвуковой процессор для эмульгирования (Нажмите, чтобы увеличить!)

Ультразвуковой эмульгатор UIP1500hdT (1500 Вт)

Стабилизация эмульсии

Хотя некоторые наноэмульсии могут быть стабильными при хранении без использования каких-либо поверхностно-активных веществ или эмульгаторов из-за размера и распределения наноразмерных капель, другие наноэмульсии требуют использования стабилизирующих агентов для обеспечения долговременной стабильности и оптимального качества продукта. Стабилизация может быть достигнута путем добавления либо поверхностно-активных веществ (растяжек), либо твердых частиц, которые действуют как стабилизаторы. Эмульсии, которые стабилизируются твердыми частицами, известны как пикирующие эмульсии. Лактоза, альбумин, лецитин, хитозан, мальтодекстрин, крахмал и т. Д. Могут использоваться в качестве коллоидных стабилизаторов в пипетирующих эмульсиях. Нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковых эмульсиях Пикеринга!
Ультразвуковая эмульсификация может быть выполнена для всех типов эмульсий. Если для конкретной эмульсии требуется стабилизирующий агент, его можно легко протестировать в небольших масштабах.
Обратите внимание, что количество требуемого поверхностно-активного вещества увеличивается с уменьшением размера капель, так как отношение площади поверхности к объему (S / V) для сфер определяется по формуле: S / V = ​​3 / R. Например, чем меньше диаметр частицы или капли, тем больше площадь поверхности она имеет относительно ее объема.

Ультразвуковое оборудование для эмульгирования

Для производства стабильных субмикронных и наноэмульсий требуется мощное ультразвуковое оборудование. Оборудование ультразвуковой эмульсии Hielscher обеспечивает очень высокие амплитуды (до 200 мкм для Промышленные ultrasonicators, более высокие амплитуды по запросу) для создания интенсивного акустического поля.
Однако для производства стабильных наноэмульсий часто бывает недостаточно силового ультразвукового оборудования. Помимо достаточной мощности ультразвука, точного контроля параметров процесса и сложных аксессуаров (таких как сонотроды, реакторы проточных элементов, охлаждения) необходимы для получения наноразмерных капель и гомогенной дисперсии как водной, так и масляной фазы друг в друга.
Для получения превосходных эмульсий мощные ультразвуковые процессоры Hielscher в сочетании с Мультифафакавитатор дает вам оптимальное оборудование.

Hielscher Ultrasonics специализируется на поставке высококачественных ультразвуковых систем и аксессуаров для оптимальной обработки результатов. Наш многолетний опыт в области ультразвуковой обработки и тесное сотрудничество с нашими клиентами обеспечивает успешную реализацию ультразвука в производственных линиях.
Для начальных испытаний, разработки процессов и оптимизации процессов мы предлагаем полностью оборудованные технологическая лаборатория и технический центр,
Кроме того, мы предлагаем углубленное консалтинг, развитие индивидуальные ультразвуковые системы и глубокий техническое обслуживание для установки, обучения и обслуживания.

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Свяжитесь с нами! / Спросите нас!

Пожалуйста, используйте форму ниже, если вы хотите запросить дополнительную информацию о ультразвуковой гомогенизации. Мы будем рады предложить Вам ультразвуковые системы, отвечающей вашим требованиям.









Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Литература / Ссылки

  • Kentish, S .; Wooster, T .; Ashokkumar, M .; Simons, L. (2008): Использование ультразвука для приготовления наноэмульсии. Инновационная пищевая наука & Развивающиеся технологии 9 (2): 170-175.
  • Suslick, KS (1999): Применение химии Ultrasound to Materials. Annu. Rev. Mater. Sci. 1999. 29: 295-326.


Полезные сведения

Эмульсии

Эмульсии определяются как две несмешивающиеся жидкости: одна из жидкостей – так называемая дисперсная или внутренняя фаза – диспергируется в виде сферических капель внутри другой жидкости, известной как сплошная или внешняя фаза. Наиболее видными жидкостями, используемыми для образования эмульсии, являются масло и вода. Когда масляная фаза диспергируется в водно-водной фазе, система представляет собой эмульсию масло-в-воде, а когда вода / водная фаза диспергируется в масляной фазе, это эмульсия вода-в-масле. Эмульсии выделяют соответственно их размер частиц и термодинамическую стабильность как макроэмульсии, микроэмульсии и наноэмульсии соответственно.

наноэмульсии

Наноэмульсии представляют собой дисперсии наночастиц, которые состоят из наноразмерных капелек. Высокие силы сдвига силового ультразвука разрывают капли так, что они сводятся к субмикронному и нано-диаметру. Как правило, меньшие размеры капель приводят к большей стабильности эмульсии. Наноэмульсии можно различать как O / W (масло-в-воде), W / O (вода-в-масле) или в виде кратных / двойных эмульсий, таких как W / O / W и O / W / O. Наноэмульсия прозрачна или даже полупрозрачна (в видимом спектре) в зависимости от консистенции и размера капель. Наноэмульсии обычно определяются размером капель от 20 до 200 нм. С уменьшающимся размером капель, склонность эмульсии к коалесценции уменьшается (уменьшая оствальдское созревание).
Наноматериалы и наноэмульсии характеризуются физическими свойствами, которые отличаются от микроэмульсий. Наноразмерные частицы проявляют либо совершенно разные свойства, либо их типичные свойства выражаются в очень экстремальной форме. Видимый внешний вид наноэмульсий имеет иной вид, чем микронные эмульсии, поскольку капли слишком малы, чтобы мешать оптическим длинам волн видимого спектра. Поэтому наноэмульсии проявляют очень мало рассеяния света и кажутся прозрачными или оптически просвечивающими.
Размер капель эмульсии зависит от состава масляной фазы, межфазных свойств и вязкости как непрерывной, так и дисперсной фаз, эмульгатора / поверхностно-активного вещества типа, скорости сдвига при эмульгировании, а также растворимости масляной фазы в воде.
Наноэмульсии широко используются в различных применениях, таких как доставка лекарств, питание & напитки, косметика, фармацевтика и материаловедение & синтез.

Поверхностно

Эмульгаторы являются важным фактором для получения стабильной эмульсии / наноэмульсии. Эмульгаторы являются поверхностно-активными агентами, которые образуют защитный слой вокруг капли и уменьшают межфазное натяжение, тем самым предотвращая созревание Оствальда, коалесценцию и кремацию.
Типы поверхностно-активных веществ:

  • Малые молекулы поверхностно-активных веществ: неионный эмульгатор, такой как Tween и Span, проявляет низкую токсичность и раздражительность при пероральном, парентеральном и дермальном лечении и поэтому предпочтительнее ионных эмульгаторов. Tween и Span являются предпочтительными стабилизаторами для эмульсионных составов в пищевой, фармацевтической и косметологической промышленности.
    Подростки: Tween 20/60/80 известны как полисорбат 20/60/80 (ПЭГ-20, дегидратированный сорбиерит монолаурат, ПЭГ-20, дегидратированный сорбиеритовый моностеарат, полиоксиэтиленсорбитанмоноолеат). Это неионные поверхностно-активные вещества / эмульгаторы, полученные из сорбита. Они легко растворяются в воде, этаноле, метаноле или этилацетате, но только немного в минеральном масле.
    Пролеты: Span20 / 40/60/80 представляют собой эфиры жирных кислот сорбита и сложные эфиры сорбитана, которые являются неионными поверхностно-активными веществами с эмульгирующими, диспергирующими и смачивающими свойствами. Span поверхностно-активные вещества получают путем дегидратации сорбита.
  • Фосфолипиды: яичный желток, соевый или молочный лецитин
  • Амфифильные белки: изолят сывороточного белка, казеинат
  • Амфифильные полисахариды: гуммиарабик, модифицированные крахмалы