ultrazvukové emulgátory
Emulzia je dvojfázový systém dvoch nemiešateľných kvapalín, kde jedna fáza, takzvaná vnútorná alebo dispergovaná fáza, je distribuovaná ako malé kvapôčky do druhej, takzvanej vonkajšej alebo kontinuálnej fázy. Na prípravu emulzie je vo všeobecnosti potrebný energetický vstup do dvojfázového systému. Ultrazvukové šmykové sily sa osvedčili ako vysoko účinné pri výrobe dlhodobo stabilných emulzií s nanokvapôčkami a vynikajúcej kvality.
Ultrazvukovo vylepšená stabilita emulzie
Fyzikálne účinky ultrazvuku indukované akustickou kavitáciou majú za následok narušenie kvapiek oleja a vody, a tým uľahčujú tvorbu stabilných emulzií O/W a W/O s veľmi malou veľkosťou kvapiek v mikrónovej a nanoveľkosti. Vďaka veľmi malej veľkosti kvapiek a veľkému povrchu ponúkajú nanoemulzie mimoriadne vysoké bioaktívne vlastnosti, čo je dôležité pre potraviny a doplnky, farmaceutickú a kozmetickú výrobu. Vďaka malej veľkosti kvapôčok môže bioaktívna zlúčenina rýchlo preniknúť do buniek. Aj v materiálovej vede a priemysle sú nanoemulzie dôležité pri výrobe vysokovýkonných náterov, farieb, polymérov a iných kompozitov. Ultrazvukom pripravené nanoemulzie sú zvyčajne výrazne stabilnejšie ako makroemulzie a nevykazujú sedimentáciu, koalescenciu ani flokuláciu.
- Nano- a miniemulzie
- Vysoko efektívny
- Dávkové alebo kontinuálne
- Kvapaliny s nízkym až viskóznym obsahom
- reprodukovateľnosť / opakovateľnosť
- Spoľahlivá technika
- Jednoduché a bezpečné použitie
UP400St – 400W ultrazvukové zariadenie na nanoemulzie olej vo vode (O/W)
Vysoko účinná ultrazvuková emulgácia
Zungur et al. (2015) porovnali ultrazvukovú homogenizáciu s klasickou homogenizáciou s vysokým šmykom na prípravu emulzií voda-olivový olej. Pre emulzie sa ako enkapsulačné činidlá použili WPI a maltodextrín a ako stabilizátor bol použitý Tween20. "Hodnoty krémového indexu emulzií pripravených klasickými a ultrazvukovými homogenizačnými technikami sa zmenili medzi 20,77 a 86,26 % a 15,63 až 91,55 %. Vo všeobecnosti výsledky ukázali, že emulzie pripravené ultrazvukovou emulgáciou sú stabilnejšie ako emulzie pripravené klasickou homogenizačnou metódou."
mikroskopické snímky (pri zväčšení 100x) obsahujúce 40 % (wb) sušiny a 9 % (wb) olejových emulzií pripravených klasickou homogenizačnou metódou s a) zmesou WPI, b) MD, c) WPI-MD (1:1); a pripravené metódou ultrazvukovej homogenizácie s (d) WPI (e) MD (f) zmesou WPI-MD (1:1). Ultrazvuková emulgácia má za následok výrazne menšie kvapôčky a lepšiu stabilitu emulzie.
(štúdia a mikroskopické snímky: Zungur et al., 2015)
Taha et al. (2020) vo svojej prehľadovej práci dospeli k záveru, že ultrazvuk s vysokou intenzitou (HIU) "by sa mohol použiť na zlepšenie emulgačných vlastností potravinárskych emulgátorov, ako sú proteíny a polysacharidy, a na zvýšenie stability ich emulzií. Proteín-polysacharid komplex stabilizované emulziami produkované HIU vykazovali lepšiu stabilitu proti environmentálnym stresom ako emulzie stabilizované jednotlivými zložkami. Okrem toho niekoľko štúdií ukázalo, že homogenizátory HIU sú energeticky účinnejšie ako vysokotlakové homogenizátory a mikrofluidizátory." (Taha a kol., 2020)
- Priemerná veľkosť kvapiek (ovplyvnená emulgačnou technikou)
- Distribúcia veľkosti kvapiek (ovplyvnená emulgačnou technikou)
- Viskozita vnútornej fázy
- Viskozita v kontinuálnej fáze
- povrchovo aktívna látka
- Koncentrácia v olejovej fáze
- Kontinuálne fázové pH
- Optické vlastnosti emulzie
Ultrazvuková nanoemulzifikácia sa používa na výrobu vysokovýkonných emulzií pre vysokovýkonné materiály, farby, nátery, potraviny, farmáciu a kozmetiku.
Distribúcia veľkosti kvapiek emulzií voda-olivový olej pripravená a) klasickou homogenizačnou metódou, b) ultrazvukovou homogenizáciou (s použitím UP400S) s MD, WPI a ich zmesou, ktorá má 40 % sušiny s 9 % podielom oleja. Ultrazvuková emulgácia má za následok výrazne menšie kvapôčky, menej krémovania a lepšiu celkovú stabilitu emulzie.
(štúdia a grafy: Zungur et al., 2015)
Ultrazvuková príprava emulzie olej vo vode (O/W) (červená voda / žltý olej). Niekoľko sekúnd sonikácie premení dve fázy vody a oleja na jemnú emulziu.
Vysokovýkonné ultrazvukové emulgátory
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics dodáva vysokovýkonné, nízkofrekvenčné ultrazvukové emulgátory v akomkoľvek rozsahu pre výskum, vývoj procesov, R&D a priemyselná výroba veľmi veľkých objemových tokov. Naše široké portfólio ponúka ideálny ultrazvukový procesor v akejkoľvek veľkosti a pre akékoľvek odvetvie.
Hielscher Ultrasonics’ Priemyselné ultrazvukové procesory môžu poskytovať veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy až 200 μm je možné ľahko nepretržite prevádzkovať v prevádzke 24/7/365. Pre ešte vyššie amplitúdy sú k dispozícii prispôsobené ultrazvukové sonotródy. Všetky parametre procesu je možné presne kontrolovať a monitorovať pomocou inteligentného softvéru.
- pre akýkoľvek objem / výrobnú kapacitu
- pre každé odvetvie
- účinný a zintenzívňujúci proces
- na dávkové a inline spracovanie
- všestranne použiteľné
- energeticky efektívne
- jednoduchá a bezpečná obsluha
- reprodukovateľné výsledky
- Lineárne škálovateľné
- Spoľahlivý
- robustný, nenáročný na údržbu
- jednoduchá inštalácia alebo dodatočná montáž
- Rýchla návratnosť investícií
Ultrazvukový reaktor s Viacfázový kavitátor pre lepšiu nanoemulgáciu
Viacfázový kavitátor – Ultrazvukový vstrekovací systém pre stabilné emulzie
The MultiPhaseCavitator – MPC48insert – je jedinečná vložka pre reaktory s prietokovými článkami Hielscher. Konštrukcia MultiPhaseCavitator obsahuje 48 jemných kanyly, ktoré vstrekujú druhú fázu emulzie priamo do kavitačného horúceho miesta. V kavitačnej zóne sa jemné vlákna vstreknutej druhej fázy prerezávajú ultrazvukovými frekvenčnými vlnami 20 kHz. To znamená, že vstrekovaná kvapalina sa zníži o 20 000 vibračných zdvihov za sekundu, čo vytvára mimoriadne malé kvapôčky v nanorozsahu. Ultrazvukové šmykovanie, rázové vlny a turbulencie emulgujú tieto malé kvapôčky v kontinuálnej fáze a vytvárajú vynikajúcu nanoemulziu s vysokou stabilitou.
Chcete si kúpiť ultrazvukový emulgátor?
Kontaktujte nás vyplnením kontaktného formulára nižšie, pošlite nám e-mailalebo Volajte nám!
Náš skúsený tím s vami rád prediskutuje vašu aplikáciu emulzie a odporučí vám najvhodnejší ultrazvukový emulgátorový systém!
- Presne kontrolovateľné parametre
- vysoké amplitúdy
- Energetická účinnosť
- Dávka a inline
- lineárne škálovateľné na akúkoľvek veľkosť
- Inteligentný softvér s programovateľným nastavením sonikácie
- Prevádzka 24/2/365
- Robustný
- Sonotrody a príslušenstvo k dispozícii
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml/min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20 l | 00,2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 až 100 l/min | UIP16000 |
| N.A. | väčší | Zhluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Literatúra / Referencie
- 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.
Fakty, ktoré stoja za to vedieť
Čo je emulzia? – Definícia pojmu "emulzia"
Emulzia je kvapalinový systém pozostávajúci z najmenej dvoch nemiešateľných kvapalín, kde jedna z kvapalín je rozptýlená v druhej ako malé kvapôčky. Fáza malých, distribuovaných kvapôčok sa nazýva dispergovaná alebo vnútorná fáza, zatiaľ čo druhá fáza sa nazýva kontinuálna alebo vonkajšia fáza. Existujú dva hlavné typy emulzií, ktoré sa rozlišujú: emulzie olej vo vode (O/W) a emulzie voda v oleji (W/O). V emulzii olej vo vode (O/W) je vnútornou fázou olej alebo kvapalina miešateľná s olejom a vonkajšou fázou je voda alebo kvapalina miešateľná s vodou. V emulzii voda v oleji (W/O) je vnútornou fázou kvapalina podobná vode, zatiaľ čo vonkajšia fáza je kvapalina podobná oleju.
Väčšina emulzií vyžaduje emulgačné činidlo, známe ako stabilizátor alebo povrchovo aktívna látka. Veľkosť kvapiek tiež zohráva kľúčovú úlohu v oblasti stability emulzie. Čím menšia je veľkosť kvapôčok, tým stabilnejšia je emulzia.
Vysoko výkonné ultrazvuky! Sortiment produktov spoločnosti Hielscher pokrýva celé spektrum od kompaktného laboratórneho ultrazvuku cez stolové jednotky až po plne priemyselné ultrazvukové systémy.