Emulsifikues nga kavilizimi ultrasonik

Një gamë e gjerë produktesh të ndërmjetme dhe të konsumit, të tilla si kozmetikë dhe locione për lëkurë, pomada farmaceutike, llaqe, bojëra dhe lubrifikantë dhe lëndë djegëse bazohen tërësisht ose pjesërisht në emulsione. Hielscher prodhon procesorët e lëngshëm tejzanor industrialë më të mëdhenj në botë për emulsifikimin efikas të rrymave me vëllim të madh në impiantet e prodhimit.

Emulsifikimi tejzanor

Në laborator, fuqia emulsifikuese e ultrazërit është e njohur dhe aplikuar prej kohësh për shkak të përfitimeve të ndryshme që lidhen me homogjenizimin dhe emulsifikimin tejzanor. Emulsifikimi i besueshëm tejzanor bazohet në përdorimin e sondave tejzanor, të ashtuquajturat sonotrodes. Nëpërmjet sondës tejzanor, ultratingulli me intensitet të lartë bashkohet në lëngje dhe krijon kavitacion akustik. Kavitacioni tejzanor ose akustik gjeneron forca të larta prerjeje, të cilat sigurojnë energjinë e nevojshme për të ndërprerë pikat e mëdha deri në pikat me madhësi nano. Kështu, dy ose më shumë faza të lëngshme përzihen në një submikron ose nano-emulsion uniform.

Kërkesë informacioni





Ultrasonikët janë të besueshëm dhe efikas në prodhimin e emulsioneve me madhësi nën mikron dhe nano.

Ultrasonikët janë të besueshëm dhe efikas në prodhimin e emulsioneve me madhësi nën mikron dhe nano.

Avantazhet e emulsifikimit me ultratinguj

Emulsifikimi tejzanor duke përdorur një ultrasonikator të tipit sondë ofron disa avantazhe mbi teknikat e tjera të emulsifikimit:

  1. Stabilitet i përmirësuar i emulsionit: Emulsifikimi tejzanor krijon përmasa më të vogla të pikave dhe shpërndarje më uniforme të pikave, duke rezultuar në stabilitet të përmirësuar të emulsionit dhe një jetëgjatësi më të gjatë. Pikat me madhësi nën mikron dhe nano mund të prodhohen në mënyrë të besueshme duke përdorur ultratinguj të fuqisë.
  2. Efikasitetit të energjisë: Emulsifikimi tejzanor kërkon më pak energji se metodat e tjera të emulsifikimit, duke e bërë atë një proces më efikas të energjisë.
  3. Shkallëzueshmëria: Emulsifikimi tejzanor mund të zvogëlohet lehtësisht lart ose poshtë në varësi të vëllimit të kërkuar, duke e bërë atë një proces të gjithanshëm si për aplikime laboratorike ashtu edhe për ato industriale.
  4. Kursimi i kohës: Emulsifikimi tejzanor mund të jetë një proces shumë i shpejtë, me formimin e emulsioneve në sekonda deri në minuta, në varësi të lëngjeve, vëllimit dhe pajisjeve.
  5. Nevoja e reduktuar për surfaktantë: Emulsifikimi tejzanor mund të zvogëlojë nevojën për surfaktantë, të cilët shpesh kërkohen për të stabilizuar emulsionet. Megjithatë, me një madhësi të reduktuar të pikave, sipërfaqja e grimcave rritet dhe më shumë zonë duhet të mbulohet nga një surfaktant. Ultratingulli është i pajtueshëm me pothuajse çdo lloj surfaktant, duke përfshirë emulsifikuesit alternativë dhe të rinj.
  6. Prodhimi minimal dhe i kontrollueshëm i nxehtësisë: Emulsifikimi tejzanor është një proces jo termik dhe gjenerimi i nxehtësisë gjatë përpunimit mund të shmanget ose reduktohet në një shkallë të vogël. Kështu, rreziku i degradimit termik të përbërjeve ose përbërësve të ndjeshëm zvogëlohet.

Në përgjithësi, avantazhet e emulsifikimit tejzanor duke përdorur një ultrasonikator të tipit sondë e bëjnë atë një zgjedhje popullore për emulsifikimin në një sërë fushash, duke përfshirë ushqimin dhe pijet, farmaceutikën, kozmetikën, kimikatet e shkëlqyera dhe karburantet.

Ultrasonic emulsification with Hielscher's UP200Ht and sonotrode S26d14

Përgatitja tejzanor e një emulsioni vaj në ujë (O / W) (ujë i kuq / vaj i verdhë). Disa sekonda të sonifikimit kthejnë fazat e ndara të ujit / vajit në një emulsion të imët.

 
 
Videoja më poshtë tregon procesin e emulsifikimit të vajit (të verdhë) në ujë (të kuqe) duke përdorur ultrasonikatorin laboratorik UP400S.

Kjo video demonstron ultrasonicatorin Hielscher UP400S duke përgatitur një emulsion nano me madhësi të naftës në ujë.

Emulsifikimi i naftës në ujë duke përdorur UP400S

Miniatura e videos

 

Ultratingulli është një teknikë efektive e emulsifikimit dhe nano-emulsifikimit.Çfarë është një emulsion?
Emulsione janë dispersione të dy ose më shumë lëngjeve të përzier. Ultratinguj me intensitet të lartë furnizojnë fuqinë e nevojshme për të shpërndarë një fazë të lëngshme (faza e shpërndarë) në pikat e vogla në një fazë të dytë (fazë e vazhdueshme). Në zonën e shpërndarjes, flluskat e kavitacionit të imploduar shkaktojnë valë tronditëse intensive në lëngun përreth dhe rezultojnë në formimin e avionëve të lëngshëm me shpejtësi të lartë likuide.
Miniemulsionet, të cilat mund të krijohen në mënyrë efikase nga ultratingulli, përmirësojnë reaksionet e polimerizimit.

Miniemulsionet, të cilat mund të krijohen në mënyrë efikase me ultratinguj, përmirësojnë reaksionet kimike. Polimerizimi i makroemulsionit (a) kundrejt polimerizimit të miniemulsionit (b) [Schork et al. 2005: 136]

Nano-emulsione – Një aplikim energjie për ultratinguj

Nanoemulsionet janë emulsione me pika që janë zakonisht më pak se 100 nanometra në madhësi. Nanoemulsionet ofrojnë disa përparësi ndaj emulsioneve konvencionale, duke përfshirë vetitë unike funksionale, stabilitetin më të lartë, transparencën, etj.
Ultratingulli i tejkalon teknologjitë tradicionale të emulsifikimit veçanërisht kur bëhet fjalë për formimin e nanoemulsioneve. Kjo është për shkak të parimit të punës shumë efikase dhe intensive të energjisë të ultrazërit.

Parimi i punës i emulsifikimit tejzanor

Ultrasonic cavitation at Hielscher's UIP1000hdT (1kW) ultrasonicatorProceset e emulsifikimit tejzanor përdorin forcat e kavitacionit akustik. Kavitacioni akustik i referohet fenomenit të formimit, rritjes dhe kolapsit imploziv të flluskave të vogla në një mjedis të lëngshëm që i nënshtrohet valëve ultratinguj me intensitet të lartë. Shpërthimi i këtyre flluskave gjeneron presion lokal intensiv dhe gradient të temperaturës, të cilat mund të krijojnë forca me prerje të lartë, valë goditëse dhe mikro-jeta që mund të zbërthejnë grimcat dhe aglomeratet e mëdha në ato më të vogla. Fotografia e majtë tregon kavitacionin tejzanor të krijuar në sondën e aparatit ultrasonik UIP1000hdT (1000 watts) në një kolonë qelqi të mbushur me lëng.
Në emulsifikimin dhe nano-emulsifikimin, intensiteti i kavitacionit akustik luan një rol kritik në zvogëlimin e madhësisë së pikave në emulsion. Kolapsi imploziv i flluskave të kavitacionit mund të krijojë forca të forta prerëse që zbërthejnë pikat më të mëdha në ato më të vogla. Për më tepër, presioni lokal dhe gradientët e temperaturës të krijuara nga kavitacioni mund të nxisin gjithashtu formimin e pikave të reja dhe të stabilizojnë emulsionin.
Aspekti unik i kavitacionit akustik është aftësia e tij për të ofruar energji të lokalizuar dhe intensive në mjedisin e lëngshëm, pa pasur nevojë për strese të larta mekanike ose termike. Kjo e bën atë një teknikë tërheqëse për nano-emulsifikimin, pasi mund të zvogëlojë inputin e energjisë së kërkuar për procesin e emulsifikimit duke arritur një madhësi më të vogël të pikave dhe shpërndarje më të ngushtë të madhësisë së pikave.
Për shkak të këtyre forcave tejzanor saktësisht të kontrollueshme, kavitacioni akustik është një mjet i fuqishëm për nano-emulsifikimin. Aftësia e tij për të gjeneruar input të lokalizuar dhe intensiv të energjisë lejon që të zbërthehen pikat më të mëdha duke formuar ato me madhësi nën mikron dhe nano me një efikasitet shumë të lartë.

Emulsioni ujë-vaj i prodhuar duke përdorur ultratinguj (Hielscher Ultrasonics)Studimet në vajin në ujë (faza e ujit) dhe emulsioni në vaj (vaj) kanë treguar korrelacion midis densitetit të energjisë dhe madhësisë së pikave (p.sh. diametri Sauter). Ekziston një tendencë e qartë për madhësinë më të vogël të pikave në rritjen e densitetit të energjisë (klikoni në të djathtë grafik). Në nivelet e duhura të densitetit të energjisë, ultratingulli mund të arrijë lehtësisht dhe me besueshmëri madhësinë mesatare të pikave në nano-rangun.

Sonda tejzanor për emulsifikimin efikas

Hielscher ofron një gamë të gjerë ultrasonikësh dhe aksesorë të tipit sonda për emulsifikimin dhe shpërndarjen efikase të lëngjeve në modalitetin batch dhe rrjedhës.
Sistemet që përbëhen nga disa procesorë tejzanor deri në 16,000 watts secili, ofrojnë kapacitetin e nevojshëm për ta përkthyer këtë aplikacion laboratorik në një metodë efikase prodhimi për të marrë emulsione të shpërndara imët në rrjedhje të vazhdueshme ose në një grumbull – duke arritur rezultate të krahasueshme me atë të homogjenizimit më të mirë të presionit të lartë të sotëm në dispozicion, si valvula e re e grykës. Përveç kësaj efikasiteti të lartë në emulsifikimin e vazhdueshëm, pajisjet tejzanor Hielscher kërkojnë mirëmbajtje shumë të ulët dhe janë shumë të lehtë për t'u përdorur dhe për t'u pastruar. Ultratinguj në fakt e mbështesin pastrimin dhe shpëlarjen. Fuqia tejzanor është e rregullueshme dhe mund të përshtatet me produkte të veçanta dhe kërkesat e emulsifikimit. Reaktorët e qelizave të veçanta të rrjedhjes që plotësojnë kërkesat e avancuara të CIP-it (të pastër në vend) dhe SIP (sterilizo-në vend) janë gjithashtu në dispozicion.

Homogjenizues industrial tejzanor për emulsifikimin efikas të vajit dhe ujit. Ultratingulli është shumë efikas në prodhimin e nanoemulsioneve të qëndrueshme afatgjatë.

MultiSonoReactor MSR-4 është një reaktor industrial homogjenizimi inline i përshtatshëm për procese (nano-)emulsifikimi me xhiro të larta.

Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë:

Vëllimi i Serisë Shkalla e rrjedhjes Devices rekomanduara
05 deri në 1.5mL na VialTweeter
1 deri 500mL 10 deri 200mL / min UP100H
10 deri në 2000 ml 20 deri 400mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 deri në 20L 0.2 deri në 4L / min UIP2000hdT
10 deri në 100L 2 deri në 10L / min UIP4000hdT
15 deri në 150 litra 3 deri në 15 l/min UIP6000hdT
na 10 deri në 100L / min UIP16000
na më e madhe grup i UIP16000

Na kontaktoni! / Pyet Na!

Pyesni për më shumë informacion

Ju lutemi përdorni formularin e mëposhtëm për të kërkuar informacion shtesë në lidhje me emulsifikuesit tejzanor, aplikacionet dhe çmimin. Ne do të jemi të lumtur të diskutojmë me ju procesin tuaj të emulsifikimit dhe t'ju ofrojmë një sistem tejzanor që plotëson kërkesat tuaja!









Ju lutem vini re tonë Politika e privatësisë.


Kjo video demonstron procesorin tejzanor Hielscher UP400S duke përgatitur një emulsion vaj-perimesh me nano-sasi të naftës.

Emulsifikimi i naftës vegjetale në ujë duke përdorur UP400S

Miniatura e videos

Homogjenizuesit tejzanor me prerje të lartë përdoren në përpunim laboratorik, në tavolinë, pilot dhe në përpunim industrial.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë për përzierjen e aplikacioneve, shpërndarjen, emulsifikimin dhe nxjerrjen në shkallë laboratorike, pilot dhe industriale.



Literatura / Referencat

  • 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.
  • Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound, in: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.
  • Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influence of hydrostatic pressure and gas content on continuous ultrasound emulsification, in: Ultrasonics Sonochemistry 8 (2001) 271-276.
  • F. Joseph Schork; Yingwu Luo; Wilfred Smulders; James P. Russum; Alessandro Butté; Kevin Fontenot (2005): Miniemulsion Polymerization. Adv Polym Sci (2005) 175: 129–255.

Fakte të vlefshme

Përkufizimi i Termit “emulsion”

Një emulsion është një përzierje e dy ose më shumë lëngjeve të papërziershme, të tilla si vaji dhe uji.
Emulsionet mund të jenë ose vaj në ujë (ku pikat e vajit shpërndahen në ujë) ose ujë në vaj (ku pikat e ujit shpërndahen në vaj). Emulsionet përdoren në një sërë aplikimesh, duke përfshirë produktet ushqimore (të tilla si salcat e sallatave dhe majonezën), kozmetikën (si kremrat dhe kremrat) dhe farmaceutikët (të tilla si vaksinat).
Një emulsifikues funksionon duke reduktuar tensionin sipërfaqësor midis dy substancave të papërziershme (të tilla si vaji dhe uji) në një emulsion. Kjo zvogëlon prirjen e dy substancave për t'u ndarë dhe u lejon atyre të formojnë një përzierje të qëndrueshme.

Emulsifikuesit Stabilizues

Në përgjithësi, emulsionet kërkojnë stabilizim duke përdorur një agjent emulsifikues ose surfaktant. Emulsifikuesit janë amfifilë - ata tërheqin si ujin ashtu edhe substancat yndyrore. Kjo do të thotë se ata kanë veti hidrofile (të dashura për ujin) dhe hidrofobike (të dashuruar me vaj), gjë që i lejon ata të ndërveprojnë me fazat e vajit dhe ujit të emulsionit. Pjesa hidrofile e molekulës së emulsifikuesit ngjitet me molekulat e ujit, ndërsa pjesa hidrofobe ngjitet me molekulat e vajit.
Duke rrethuar pikat e vajit me molekula emulguesi, emulsifikuesi krijon një shtresë mbrojtëse rreth pikave që i pengon ato të vijnë në kontakt me njëra-tjetrën dhe të bashkohen (bashkohen) për të formuar pika më të mëdha. Kjo ndihmon për të mbajtur emulsionin të qëndrueshëm dhe parandalon ndarjen.
Meqenëse bashkimi i pikave pas ndërprerjes ndikon në shpërndarjen përfundimtare të madhësisë së pikave, përdoren emulsifikues stabilizues me efikasitet për të ruajtur shpërndarjen përfundimtare të madhësisë së pikëzave në një nivel që është i barabartë me shpërndarjen menjëherë pas ndërprerjes së pikave në zonën e shpërndarjes tejzanor. Stabilizuesit në fakt çojnë në ndërprerje të përmirësuar të pikave me densitet konstant të energjisë.
Shembuj të emulsifikuesve të përdorur zakonisht përfshijnë lecitinë (e cila gjendet në të verdhat e vezëve dhe sojë), mono- dhe digliceride, polisorbat 80 dhe stearoil laktilat natriumi.


Ultrasonikë me performancë të lartë! Gama e produkteve të Hielscher mbulon spektrin e plotë nga ultrasonikatori kompakt laboratorik mbi njësitë e sipërme të stolit deri te sistemet tejzanor të plotë industrial.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues tejzanor me performancë të lartë nga laboratormadhësia industriale.


Ne do të jemi të lumtur të diskutojmë procesin tuaj.

Le të kontaktojmë.