Emulzije olja v vodi

Emulzija je sestavljena iz dveh nemogočih tekočin, ki se fino razpršita drug v drugega. Pri emulzijah z oljem v vodi se mastna faza (razpršena faza) prav tako meša v vodno fazo (neprekinjena faza). Ultrazvočni emulgacijski sistemi so dobro uveljavljeni za pripravo emulzije olja v vodi in nano-emulzije. Ultrazvočne emulzije se odlično ujemajo z enotno disperzijo kapljic in dolgoročno stabilnostjo.

Ultrazvočne emulzije olja v vodi

Ultrasonication is an effective technique of emulsification and nano-emulsification.Emulzije olja v vodi (O/W) se pogosto uporabljajo v številnih potrošniških izdelkih, kot so hrana, pijače, kozmetika, farmacevtska industrija itd., kot tudi v industriji (npr. materialna znanost, polimeri, barve, premazi, fina kemija itd.).

Opredelitev emulzije olja v vodi

Emulzija olja v vodi je mešanica, v kateri se mastna faza razprši v vodi ali drugi vodni tekočini. Majhne kapljice olja se drobno razpršijo v vodni fazi (neprekinjena faza), da bi ustvarili to emulzijo olja v vodi. Če se olje (razpršena faza) razprši v vodi (neprekinjena faza), je emulzija olja v vodi; če se kapljice vode dodajo v mastno neprekinjeno fazo, se imenuje emulzija vode v olju.
Za pripravo emulzije olja v vodi je posledične kakovosti emulzije odvisna formulacija (razmerje olja:voda, sredstvo za emulgiranje) in tehnika emulgacije. Ultrazvočni emulgaterji ustvarjajo akustično kavitacijo, kar ima za rezultat intenzivne visoko štrleče sile in turbulence v tekočini. Te zelo intenzivne sile motijo dve nemogoči tekoči fazi v minutne kapljice in jih meša enotno med seboj. Ultrazvočna emulgacija lahko brez težav ustvari nano-velike delce s kapljicami velikosti do 10nm. Zelo majhna velikost kapljic in homogena, celo porazdelitev velikosti kapljic ultrazvočno pripravljenih emulzija spremeni sonication v želeno tehniko emulgacije.

Prednosti ultrazvočne emulgacije

Ultrazvočno emulgiranje se odlično razlikuje od drugih emulgacijskih tehnik, kot so visokotlačna homogenizacija, mešanje visoko omejev in mikrofluidizacija z učinkovitostjo, dosledna proizvodnja nano kapljic, visoko-emulzija stabilnost in sposobnost za zdravljenje vseh volumnih od majhnih cevi in kakljev do velikih tokov.
Na primer, Li in Xiang (2019) sta v svoji primerjalni študiji visokotlačne homogenizacije in ultrazvočne emulgacije pokazali, da ultrazvočna emulgacija prinaša bolj enotne, stabilne emulzije. Združevanje v emulzijah kokosovega olja v vodi se je pojavilo šele po homogenizaciji visokega tlaka, medtem ko je emulzija, narejena z ultrazvočno emulgacijo, ostala stabilna v času 30 dni shranjevanja.
V primerjavi z mehansko agitacijo so ugotovili, da so emulzije, pripravljene z ultrazvočno tehniko, bolj stabilne za daljše trajanje časa v primerjavi z emulzijami, pripravljenimi z mehansko agitacijo, ki se lahko pripiše majhni velikosti kapljic, ki je termodinamično stabilizirana. Ultrazvočna tehnika daje bolj stabilne emulzije kot običajna metoda mehanske agitacije. (prim. Ramisetty in Shyamsunder, 2011)
O'Sullivan et al. (2015) v študiji kažejo, da je ultrazvočna emulgacija dosledno prinesla submikronske emulzije (manj kot 200 nm). Vendar pa je nano-emulzije z enotno velikostjo kapljice 10nm mogoče enostavno in zanesljivo doseči pod optimiziranimi pogoji. Velikost kapljic ultrazvočno proizvedene emulzije je funkcija obdelave časa in ultrazvočne amplitude tako za serije kot za neprekinjeno obdelavo.

Hielscher ultrasonicator UP400St for oil-in-water emulsions

Priprava jasne nano-velikosti emulzije olja v vodi (O/W) z ultrazvočnim UP400St

Prošnja za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Prednosti ultrazvočnih emulzije

  • zelo učinkovit proces
  • sub-mikron in nano kapljice
  • enotna porazdelitev velikosti kapljic
  • ponovljive rezultate
  • za vsako količino
  • Natančno nadzorovati
  • lineano razseljivo
  • varen in enostaven za uporabo
Ultrasonic emulsification with Hielscher's UP200Ht and sonotrode S26d14

Ultrazvočna priprava emulzije olja v vodi (O/W) (rdeča voda / rumeno olje). Nekaj sekund sonikacije spremeni ločene faze vode/olja v fino emulzijo.

Delovno načelo ultrazvočne emulgacije

Ultrazvočna proizvodnja emulzije in nano-emulzije (kot so olje v vodi in emulzije vode v olju) temelji na delovnem principu akustične kavitacije. Da bi ustvarili akustično kavitacijo, visoko intenzivnost, nizko frekvenčni ultrazvok nastane z ultrazvočnim pretvornikom in se preko ultrazvočnega roga in sonde (sonotrode) prenaša v tekočino. Ultrazvok visoke moči velja za ultrazvok v območju od 16-30kHz. Ultrazvočna sonda se širi in pogodbe npr. Ko ultrazvočni valovi potujejo skozi tekočino, izmenično visokega tlaka (kompresija) / nizkega tlaka (redkofakcija / širitev) cikli ustvarjajo minutne votline (vakumske mehurčke), ki rastejo v več tlačni cikli. Med fazo stiskanja tekočine in mehurčkov je tlak pozitiven, medtem ko faza redkega dela proizvaja vakum (negativni tlak). Med cikli kompresije-širitve, votline v tekočini rastejo, dokler ne dosežejo velikosti, pri kateri ne morejo absorbirati nadaljnje energije. V tem trenutku nasilno eksplodirajo. Implozija teh votlin ima za posledico različne zelo energične učinke, ki so znani kot pojav akustične / ultrazvočne kavitacije. Za akustično kavitacijo so značilni zelo energični učinki, ki vplivajo na tekoče, trdno-tekoče in plinsko-tekoče sisteme. Energijsko gosto območje ali kavitacialno območje je znano kot tako imenovano območje vroče točke, ki je najbolj energijsko gosto v bližnji bližini ultrazvočne sonde in upada z naraščajočo razdaljo od sonotrode. Glavne značilnosti ultrazvočne kavitacije vključujejo lokalno pojavlja zelo visoke temperature in pritiske ter ustrezne razlikovanja, turbulence, in tekoče pretakanje. Med implozijo ultrazvočnih votlin v ultrazvočnih vročih mestih se lahko merijo temperature do 5000 Kelvin, tlaki do 200 atmosfer in tekoči mletki z do 1000km/h. Ti izjemni energetsko intenzivni pogoji prispevajo k sonomehanskim učinkom, ki z zelo učinkovitim mešanjem, razpršenjem in emulgiranjem pootrdijo procese. Ultrazvočne omejevane sile, tekoči tok in turbulence motijo kapljice in jih mešajo enotno med seboj. Ultrasonication visoke zmogljivosti proizvaja zanesljivo nano kapljice z enotno porazdelitev velikosti. To naredi ultrazvočno emulgacijo prednostno metodo za pripravo olja v vodi emulzije / nano-emulzije z visoko emulzijo stabilnost in rok uporabnosti.

Ultrazvočni nano-emulzije: ta video pokazala hitro proizvodnjo nano-emulzije olja v vodi. UP200Ht homogenizira olje in vodo v nekaj sekundah.

Ultrasonic emulgiranje z UP200Ht z S26d14 sondo

Ultrasonically prepared nano-emulsion - Clear, stable nano-emulsions with Hielscher Ultrasonics!

Ultrazvočne nanoemulzije, pripravljene s hielscherjem UP400St na različnih energetskih desities

Učinki ultrazvočne intenzivnosti na kakovost emulzije

Za kakovost emulzije je značilna predvsem njegova stabilnost. Stabilnost emulzije pa je dejavnik porazdelitve velikosti kapljic in formulacije emulzije.
Ultrazvočna intenzivnost, to je amplitude in trajanje sonication, so pomembni dejavniki, ki vplivajo na kakovost pridobljene emulzije.
V raziskavah je ultrazvočna emulgacija razdeljena na dve fazi: Med prvim korakom se pojavi kombinacija medfacialnih valov in Rayleigh-Taylorjeva stabilnost, kar povzroča izbruh razpršenih faznih kapljic v neprekinjeno fazo.
Med drugim korakom se kapljice razčlenijo skozi akustično kavitacijo v bližini mejnih faz kapljic. Intenzivni učinki motnje kapljic in mešanja, ki jih povzročajo kavitacialni udarni valovi, ustvarjajo zelo majhne velikosti kapljic. Ultrazvočna intenzivnost, amplitude in čas sonicije so odgovorni za pridobljen vpliv kavitacije in s tem najbolj vplivne parametre v zvezi z emulgacijo fine velikosti. Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvočni predelovalci lahko dostavijo zelo visoke amplitude. Amplitude do 200μm je mogoče enostavno neprekinjeno izvajati v 24/7 operaciji. Za še višje amplitude so na voljo prilagojeni ultrazvočni sonotrodi.

Ultrazvočni emulgacijski sistemi visoke zmogljivosti

Ultrazvočna emulgacija je zanesljiva tehnologija obdelave, ki omogoča in pospešuje proizvodnjo visokokakovostnih emulzija s submikronom in nano-velikimi kapljicami. Hielscher Ultrasonics portfolio zajema celoten razpon od kompaktnih laboratorijskih ultrasonicatorjev do industrijskih sistemov za emulgacijo aplikacij. To nam omogoča na Hielscher, da vam ponudijo najbolj primeren ultrasonicator za vašo predvideno kakovost emulzije in procesne zmogljivosti. Naše dolgotrajno izkušeno osebje vam bo pomagalo od testov izvedljivosti in optimizacije procesov do namestitve vašega ultrazvočnega sistema na končni ravni proizvodnje.
Majhen odtis naših ultrazvočnih ekstraktorjev, kot tudi njihova vsestranskost v možnostih namestitve, jih naredijo, da se prilegajo tudi v naprave za obdelavo majhnih prostorov. Ultrazvočni predelovalci so nameščeni po vsem svetu v prehrambenih, farmacevtskih in prehranskih dopolnilnih proizvodnih zmogljivostih.

Hielscher Ultrazvočna – Sofisticirani emulgacijski sistemi

Hielscher Ultrasonics portfelj izdelkov zajema celotno paleto visoko zmogljivosti ultrazvočnih emulgacijskih od majhnih do velikih razsežnosti. Dodatni dodatki omogočajo enostavno montažo najbolj primerne ultrazvočne konfiguracije naprave za vaš postopek emulgiranja. Optimalna ultrazvočna nastavitev je odvisna od predvidene zmogljivosti, volumna, surovin, serije ali inline procesa in časovnice.

Serija in v vrstici

Hielscher ultrazvočni emulgacijski se lahko uporablja za obdelavo in neprekinjeno obdelavo pretoka. Ultrazvočna obdelava serije je idealna za procesno testiranje, optimizacijo in majhno do srednje veliko raven proizvodnje. Za proizvodnjo velikih količin emulzija je lahko vdelana obdelava bolj ugodna. Za neprekinjeno inline mešanje je potrebna prefinjena nastavitev – sestoji iz črpalke, cevi ali cevi in rezervoarjev -, vendar je zelo učinkovita, hitra in zahteva bistveno manj delovne sile. Hielscher Ultrasonics ima najbolj primerno nastavitev emulgiranja za vaš obseg emulzije in procesnih ciljev.

Ultrazvočne sonde in reaktorji za emulgacijo pri kateri koli velikosti

UIP4000hdT pretočna celica za inline ultrazvočno razbijanje na industrijski lestviciHielscher Ultrasonics paleta izdelkov zajema celoten spekter ultrazvočnih procesorjev od kompaktnih laboratorijskih ultrasonicatorjev nad bench-top in pilotnimi sistemi do popolnoma industrijskih ultrazvočnih procesorjev z zmogljivostjo obdelave tovorov tovornjakov na uro. Celoten nabor izdelkov nam omogoča, da vam ponudimo najbolj primeren ultrazvočni emulgater za vaše procesne zmogljivosti in proizvodne cilje.
Ultrazvočni sistemi klopi so idealni za testiranje izvedljivosti in optimizacijo procesov. Zaradi linearnega obsega, ki temelji na uveljavljenih procesnih parametrih, je zelo enostavno povečati predelovalne zmogljivosti z manjših lotov na popolnoma komercialno proizvodnjo. Up-scaling se lahko opravi z namestitvijo močnejše ultrazvočno ekstraktor enoto ali gruče več ultrasonicators vzporedno. Z UIP16000 hielscher ponuja najmočnejši ultrazvočni emulgacijski emulgacijski sistem po vsem svetu.

Natančno nadzorovati Amplitudes za optimalne rezultate

Vsi Hielscher ultrasonicatorji so natančno pod nadzorom in s tem zanesljivi delovni konji v proizvodnji. Amplitude je eden od ključnih procesnih parametrov, ki vplivajo na učinkovitost in učinkovitost ultrazvočne emulgaciacije Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Amplitude je ključni dejavnik, ki odločilno vpliva na kakovost ultrazvočne emulgacije. Vse Hielscher Ultrasonics’ procesorji omogočajo natančno nastavitev amplitude. Sonotrodes in booster rogovi so dodatki, ki omogočajo, da spremenite amplitudo v še širšem območju. Hielscher je industrijski ultrazvočni procesorji lahko poda zelo visoke amplitude in poda potrebno ultrazvočno intenzivnost za zahtevne aplikacije. Amplitude do 200 μm lahko enostavno neprekinjeno izvajamo v 24/7 delovanju.
Natančna nastavitev amplitude in stalno spremljanje ultrazvočnih procesnih parametrov preko pametne programske opreme vam dajejo možnost, da svojo emulzijo zdravite z najučinkovitejšimi ultrazvočnimi pogoji. Optimalno sonication za najboljše rezultate emulgacije!
Robustnost Hielscherove ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje na težkih dolžnostih in v zahtevnih okoljih. Zaradi tega je Hielscherjeva ultrazvočna oprema zanesljivo delovno orodje, ki izpolnjuje vaše zahteve za emulgacijo.

Enostavno, brez tveganja Testiranje

Ultrazvočni procesi so lahko povsem lineažni. To pomeni vsak rezultat, ki ste ga dosegli z uporabo laboratorija ali bench-top ultrasonicator, se lahko meri na popolnoma enak izhod z uporabo popolnoma enakih procesnih parametrov. Zaradi tega je ultrasonication idealen za preskušanje izvedljivosti brez tveganja, optimizacijo procesov in posodnem izvajanju v komercialno proizvodnjo. Kontaktirajte nas, da izvemo, kako lahko sonication izboljša vašo proizvodnjo emulzije.

Najvišja kakovost – Izdelano in izdelano v Nemčiji

Kot družinsko voden in družinsko vodeno podjetje Hielscher daje prednost najvišjim standardom kakovosti za svoje ultrazvočne procesorje. Vsi ultrasonicators so zasnovani, izdelani in temeljito testirajo v naši sedež v Teltow blizu Berlin, Nemčija. Robustnost in zanesljivost Hielscher je ultrazvočne opreme, da je delovni konj v vaši proizvodnji. 24/7 operacija pod polnim tovorom in v zahtevnih okoljih je naravna značilnost Hielscher je visoko zmogljivih mešalniki.

V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:

serija Volume Pretok Priporočena naprave
1 do 500ml 10 do 200 ml / min UP100H
10 do 2000 ml 20 do 400ml / min UP200Ht, UP400St
00,1 do 20L 00,2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100L 2 do 10L / min UIP4000hdT
ni podatkov 10 do 100L / min UIP16000
ni podatkov večja gruča UIP16000

Kontaktiraj nas! / Vprašajte nas!

Vprašajte za več informacij

Prosimo, uporabite spodnji obrazec, da zahteva dodatne informacije o ultrazvočni procesorji, aplikacije in ceno. Mi bo z veseljem razpravljali vaš proces z vami in vam ponudimo ultrazvočni sistem, ki izpolnjuje vaše zahteve!









Prosimo, upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljivost ultrazvočnih homogenizatorjev za mešanje aplikacij, disperzijo, emulgiranje in ekstrakcijo na lab, pilot in industrijske lestvice.

Literatura/reference



Dejstva je treba vedeti

Emulzije z oljem v vodi proti emulzijam vode v olju

Emulzije so lahko olje v vodi ali voda v olju. Tehnično se pri proizvajanju olj v vodi proti emulzijam vode v olju ena faza (znana kot razpršena faza) zmeša v drugo (neprekinjena faza). Z drugimi besedami, ena tekočina služi kot nekakšna osnova, v katero se doda druga tekočina. Ko je emulzija "olje v vodi", je olje razpršena faza, ki se porazdeli v neprekinjeno fazo, voda. V emulzijo vode v olju se vloge zamenjajo. Mleko je primer emulzije olja v vodi, medtem ko je maslo voda-v olju.

Kakšna je razlika med emulzijami olja v vodi in vodo v olju?

Primarna razlika med emulzijo olja v vodi in vodo v olju je struktura sestave vzmetenja – kar pomeni, katera vrsta tekočine je prekinjena po vsej drugi. V emulzijo olja v vodi je olje razpršena faza, ki se meša kot zelo majhne kapljice v vodo / vodno fazo (neprekinjena faza). Po drugi strani je emulzija vode v olju opredeljena kot vzmetenje, kjer je voda razpršena faza, ki se homogenizira kot minutne kapljice v neprekinjeno mastno fazo.
Udarna tehnika emulgatorja, kot je ultrazvočna emulgacija, ustvarja potrebne omejevane sile in turbulence, da razdre tekočine v minutne kapljice in jih temeljito zmeša.
Izbira emulgacijskih sredstev je še en pomemben dejavnik. Čeprav so nekatere emulzije nano velikosti lahko naravno stabilne, večina emulzije v daljšem časovnem obdobju seveda ni stabilna. Zato mora biti formulacija skrbno zasnovana tako, da ustvarja disperzije z okrepljenim rokom uporabnosti. Ni vsak emulgacijski agent združljiv z nobeno vrsto emulzije. Sredstvo za emulgiranje z dobro topnostjo v vodi lahko olajša emulzijo olja v vodi, ki je boljša od emulzije vode v olju, emulgator z dobro topnostjo v olju pa lahko najbolje deluje za emulzije vode v olju.