Ultrazvukový Nano-emulsification pre Microencapsulation pred Spray-sušenie
- Aby bolo možné mikrozapiť účinné zložky cez sušenie striekaním, musí sa pripraviť jemná stabilná mikro-alebo Nanoemulzia.
- Ultrazvukový emulsification je facile a spoľahlivú techniku produkovať stabilné mikro-a nano-emulzie
- Ako alternatívny povrchovo aktívne látky, biopolyméry, ako guma Arabi alebo WPI môžu byť použité v ultrazvukovom emulsification procesy ako potraviny-Grade stabilizátory.
Zapuzdrenia
Emulzie a kvalita emulzie zohrávajú významnú úlohu v súvislosti s účinnosťou a stabilitou olejových mikročastíc pripravených prostredníctvom zapuzdrenia, ako je sušenie rozprašovaním. Stabilita emulzie, viskozita, veľkosť kvapôčky a pomer oleja a vody sú kľúčovými faktormi. Počas spracovania, ktoré začína prípravou emulzie a končí striekaním, sa musia zachovať všetky fyzikálne a chemické vlastnosti emulzie, aby sa zabránilo zhoršeniu mikročastíc. Kvalita mikrozapuzdrenia a emulzií stability sú úzko späté a ovplyvňujú kvalitu konečných práškových výrobkov v konečnom znení výrazne. Preto je potrebné spoľahlivú emulzifikačnú techniku. Ultrazvukový emulsification je dobre zavedené technológie, ktorá sa používa v rôznych priemyselných odvetviach po celom svete produkovať makro-, nano-, a mikro-emulzie.
Ultrazvukové nano-emulzie
Vysokovýkonné ultrasonicators sú dobre zavedené pre emulgačné procesy v potravinárskom, farmaceutickom a kozmetickým priemyslom. Použitie intenzívnych ultrazvukových vĺn je efektívna metóda na výrobu emulzií s mikrónov-alebo nano-veľké kvapôčky. Ultrazvukový emulsification je založený na princípe kavitácie, v ktorom vysoká intenzita ultrazvukových vĺn a jeho vysoká rýchlosť tekuté trysky šmyku kvapôčky’ povrchu, vytvára tak malé kvapôčky a stabilné emulzie.
Stabilizátory emulzie
Ultrazvukové emulzie môžu byť stabilizované pomocou konvenčných emulgačných látok (napr. polysorbát, sorbitan atď.), ale aj pomocou biopolymérov (napr. guarová guma, arabská guma, WPI atď.). Priemyselné odvetvia uznali obrovský potenciál biopolymérov ako stabilizátory emulzie. Najmä pre potravinárske, farmaceutické a kozmetické emulzie, biopolyméry umožňujú vývoj produktov s “Čisté” Štítok. Biopolyméry a biopolymérne komplexy sú k dispozícii vo veľkých objemoch a kvalite potravín. Biopolymérne komplexy (ako sú polysacharidové-proteínové komplexy) sú lepšie ako biopolyméry, pretože ponúkajú vylepšené vlastnosti ako každý polymér samostatne. Biopolymér zložený z bielkovín a polysacharidu (= komplex sacharidov polymérov) ponúka výhody každej molekuly. Proteín zvyšuje povrchovú aktivitu tak, aby sa dosiahla vyššia saturácia povrchovej vrstvy pri výrazne nižšej koncentrácii. Polysacharid v komplexe znižuje medzidodé napätie a tým aj energiu, ktorá je potrebná na vytvorenie nových povrchov. Tým, polysacharidy zvyšujú tvorbu malých kvapôčok. Biopolymér komplex ponúka to najlepšie z jeho oboch komponentov, a preto je silný stabilizátor.
Vysokovýkonné ultrasonicators
Hielscher je high-výkon ultrazvukové procesory sú inštalované po celom svete pre prípravu stabilných makro-, nano-a mikroemulzie. S produktovým portfóliom od malých vreckových Ultrazvukové laboratórne zariadenia na vysoko výkonové Priemyselné ultrazvukové systémy pre obchodnú výrobu veľkých inline prúdy emulzií, Hielscher Ultrasonics vám ponúka najvhodnejší ultrasonicator pre váš proces.
Príkon, amplitúda (posunutie na sonotrode), teplota a prietok môžu byť upravené podľa požiadaviek vášho zloženia. Naše priemyselné ultrazvukové procesory môžu dodávať veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy až do 200 μm sa dajú ľahko plynule spustiť v 24/7 prevádzke. Pre ešte vyššie amplitúdy, prispôsobené ultrazvukové sonotród sú k dispozícii.
Presná kontrola parametrov sonikácie a automatického nahrávania dát na vstavanej SD karte zabezpečujú vysokú kvalitu spracovania a umožňujú štandardizáciu procesu. Všetky naše ultrazvukové procesory sú navrhnuté pre prevádzku 24/7 pri plnom zaťažení. Robustnosť, nízka údržba a užívateľsky prívetivosť sú ďalšie výhody ultrasonicators Hielscher, čo z nich robí svoju prácu-kôň vo výrobe.
Príslušenstvo, ako je Hielscher unikátne MultiPhaseCavitator, prietoková bunka vložka, ktorá vstrekuje druhú fázu cez cannulas priamo do cavitational Hot-Spot (pozri pic. left), pomoc pri nastavovaní optimálneho ultrazvukového emulsification systému.
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:
| Objem šarže | prietok | Odporúčané Devices |
|---|---|---|
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 02 až 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10 l / min | UIP4000hdT |
| neuv | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| neuv | väčšia | strapec UIP16000 |
Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!
Ultrazvukový príprava emulzie (červená voda/žltý olej). Niekoľko sekúnd ultrazvukom zase samostatné vody/ropných fáz do jemnej emulzie.
Vysoko výkonové ultrazvukové procesory z laboratória do pilotného a priemyselného rozsahu.
Literatúra/referencie
- Campelo, Pedro Henrique; Junqueira, Luciana Affonso; de Resende, Jaime Vilela; Domingues Zacarias, Rosana; de Barros Fernandes, Regiane Victória; Alvarenga Botrel, Diego; Vilela Borges, Soraia (2017): Stability of lime essential oil emulsion prepared using biopolymers and ultrasound treatment. International Journal of Food Properties Vol.20, No.S1, 2017. 564-579.
- Maphosa, Yvonne; Jideani, Victoria A. (2018): Factors Affecting the Stability of Emulsions Stabilised by Biopolymers. In: Science and Technology Behind Nanoemulsions (Edited by Selcan Karakuş). 2018
Fakty stojí za to vedieť
Biopolyméry ako stabilizátory emulzie
Stabilizátory a povrchovo aktívne látky sú potrebné pre väčšinu emulzií, aby boli dlhodobo stabilné. Biopolyméry, ako sú polysacharidy a bielkoviny, sú široko zamestnané ako funkčné zložky v emulačných systémoch. Biopolyméry sú prirodzený typ emulgačné činidlo, ktoré ponúkajú dobrú emulziu stabilizujúci výkon vďaka ich želírovacie a emulgačné kapacity. Keďže výroba stabilných emulzií je nevyhnutným predpokladom úspešného zapuzdrenia cez sprej-sušenie potravinárskych výrobkov, biopolyméry sú preferovaným typom stabilizátor. Biopolyméry môžu byť použité ako stabilizátory samostatne alebo v kombinácii.
Biopolyméry, ako sú arabská guma a srvátkový proteín izolát (WPI) sú lacné a môžu byť ľahko spracované v potravinárskej výrobe. Arabská guma je zmesou aniónových sacharidov a niektorých bielkovín. Jeho vysoko rozvetvené bielkoviny, ktoré sú úzko späté s polysacharidovou štruktúrou, dávajú arabskej gumy dobré emulgačné vlastnosti. Srvátkový proteínový izolát sa skladá zo zmesi guľových proteínov. Tieto globulárne bielkoviny môžu byť rýchlo adsorb na povrchu oleja kvapôčky pri homogenizácii, čo uľahčuje tvorbu malých kvapôčok.
Ďalšie spoločné biopolyméry používané ako emulgačné činidlá sú želatínové, xantánová guma, škrob, kazeín, pektíny, maltodextrín, ovalbumín, alginát sodný a karboxymetylcelulóza okrem iného.
Biopolymérne komplexy sa skladajú z dvoch alebo viacerých biopolymérov. Biopolymérne komplexy môžu byť syntetizované chemickými, enzymatickými alebo termálnymi procedúrami. Zložitosť všeobecne zvyšuje robustnosť a rozpustnosť konečného biopolyméru komplexu, zvýšenie ich použiteľnosť a stabilitu. Najmä výsledná vyššia stabilita v súvislosti s rôznou teplotou, pH a iónová pevnosť sú dôležitými faktormi pre emulzifikačné procesy.