Prodhimi tejzanor i Nanoemulsioneve të qëndrueshme

• Nanoemulsione – të njohura edhe si miniemulsione ose emulsione nën mikron – përdoren në një gamë të gjerë aplikimesh në kimi, bojëra, veshje, kozmetikë, farmaceutikë dhe ushqim.
• Ultrasonikët njihen si një teknikë shumë efikase dhe e besueshme për prodhimin e nanoemulsioneve të qëndrueshme afatgjatë.

Pse ultrasonikë për nanoemulsifikim

Nanoemulsifikimi tejzanor është një teknikë që përdor valë ultratinguj me frekuencë të ulët dhe me fuqi të lartë për të krijuar emulsione të qëndrueshme dhe uniforme të pikave të vogla, zakonisht në intervalin 10-200 nm. Kjo teknikë ka disa përparësi ndaj metodave tradicionale të emulsifikimit, të cilat e bëjnë atë superiore në aplikime të ndryshme. Disa nga këto avantazhe janë:

• Madhësia uniforme e grimcave: Nanoemulsifikimi tejzanor prodhon pika të vogla dhe uniforme, të cilat ofrojnë stabilitet dhe biodisponueshmëri më të mirë. Këto pika kanë një raport të lartë të sipërfaqes ndaj vëllimit, duke i bërë ato më reaktive dhe efektive në aplikime të ndryshme.
• Stabilitet i lartë: Nanoemulsionet tejzanor kanë një qëndrueshmëri të lartë kinetike për shkak të madhësisë së tyre të vogël dhe uniformitetit, gjë që i bën ato rezistente ndaj bashkimit, flokulimit dhe sedimentimit. Ky stabilitet i bën ato ideale për përdorim në ushqim, farmaceutikë, kozmetikë dhe aplikime kimike.
• Konsumi i reduktuar i energjisë: Nanoemulsifikimi tejzanor kërkon hyrje më të ulët të energjisë sesa metodat tradicionale të emulsifikimit si homogjenizimi ose mikrofluidizimi, duke e bërë atë më efikas në energji dhe me kosto efektive.
• Shkathtësia: Nanoemulsifikimi tejzanor mund të përdoret për të emulsifikuar një gamë të gjerë materialesh, duke përfshirë lipide, përbërje hidrofile dhe substanca të patretshme në ujë. Kjo e bën atë një teknikë të gjithanshme që mund të përdoret në aplikacione të ndryshme.
  Koha e shpejtë e përpunimit: Nanoemulsifikimi tejzanor është një proces i shpejtë që mund të përfundojë në minuta, duke e bërë atë të përshtatshëm për prodhim në shkallë të gjerë.

Në përgjithësi, nanoemulsifikimi me ultratinguj ofron disa avantazhe mbi metodat tradicionale të emulsifikimit, duke e bërë atë një teknikë superiore për aplikime të ndryshme.
 

Formimi tejzanor i Nanoemulsioneve

Emulsifikimi tejzanor shkaktohet nga bashkimi i valëve të ultrazërit të fuqisë në një sistem të lëngshëm. Me sonikimin e një lëngu, ndodhin dy mekanizma:

1. Fusha akustike gjeneron valë që udhëtojnë nëpër lëng dhe shkaktojnë mikroturbulenca dhe një lëvizje ndërfaqe. Në këtë mënyrë, faza kufitare bëhet e paqëndrueshme, kështu që faza e shpërndarë (e brendshme) përfundimisht thyhet dhe formon pika në fazën e vazhdueshme (të jashtme).
2. Aplikimi i ultrazërit me frekuencë të ulët dhe me fuqi të lartë gjeneron kavitacion (Kentish et al. 2008). Me kavitacion tejzanor, mikroflluska ose zbrazëtira formohen në mjedis për shkak të cikleve të presionit të valës së ultrazërit. Mikroflluska / zbrazëti rriten gjatë disa cikleve valore derisa të shemben me dhunë. Ky shpërthim i flluskave shkakton kushte ekstreme në nivel lokal, të tilla si prerje shumë e lartë, rryma të lëngshme dhe shpejtësi ekstreme të ngrohjes dhe ftohjes. (Suslick 1999).

Këto forca ekstreme thyejnë pikat primare të fazës së shpërndarë (të brendshme) deri në pikëza me madhësi nanoz dhe i përziejnë ato në mënyrë homogjene në fazën e vazhdueshme (të jashtme).
Lexoni këtu më shumë rreth efekteve të kavitacionit tejzanor në emulsifikimin!

Nanoemulsione farmaceutike

Miniemulsione lipidike – prodhuar nga ultrasonikë – aplikohen gjerësisht si bartës për agjentët farmakologjikë në formulimet farmaceutike. Për shembull, miniemulsionet mund të veprojnë si bartës parenteral i drogës ose pajisje për shpërndarjen e drogës në indet e synuara. Përveç biodisponibilitetit të lartë të përbërjeve aktive të kapsuluara, avantazhet e miniemulsioneve qëndrojnë në biokompatibilitetin e tyre të lartë, biodegradueshmërinë, stabilitetin dhe lehtësinë e prodhimit në shkallë të gjerë. Për shkak të vetive të tyre strukturore, ato mund të përfshijnë molekula hidrofobike dhe amfipatike. Nanoemulsionet e përgatitura me ultratinguj janë të ngarkuar me tokoferole, vitamina, kurkurmin dhe shumë substanca të tjera farmakologjike.
Sistemet tejzanor të Hielscher janë emulsifikues të besueshëm për përgatitjen e nanoemulsioneve me drogë. Për emulsifikimin me ultratinguj, Hielscher ofron pajisje të ndryshme për të optimizuar procesin e emulsifikimit. Hielschers MultiPhaseCavitator është një shtesë unike për qelizat e rrjedhës tejzanor, ku faza e dytë injektohet si rrjedhë shumë e ngushtë direkt në zonën e emulsifikimit të pikës së nxehtë tejzanor.

Nanoemulsione të kategorisë ushqimore

Nanoemulsionet ofrojnë përfitime të ndryshme për formulimin e produkteve ushqimore. Nanoemulsionet tregojnë një stabilitet të mirë ndaj ndarjes gravitacionale, flokulimit, bashkimit dhe ofrojnë çlirim të kontrolluar dhe/ose përthithje të përbërësve funksionalë për shkak të madhësisë së tyre të vogël të pikave dhe sipërfaqes së madhe. Përveç kësaj, ato ofrojnë një biodisponibilitet të lartë të komponimeve aktive, e cila është e rëndësishme për shpërndarjen e lëndëve ushqyese dhe substancave aktive. Për më tepër, ato ofrojnë veti të mira formulimi pasi janë transparente ose vizualisht të tejdukshme dhe pikat e tyre me madhësi nën mikron/nano shkaktojnë një ndjenjë të butë dhe kremoze në gojë. Prandaj, prodhimi i nano-emulsioneve të qëndrueshme është një detyrë e gjithanshme për industrinë ushqimore, p.sh. të formulojë produkte të fortifikuara me vitamina ose acide yndyrore (p.sh. vitamina C, vitamina E omega-3, omega-6, omega-9 që rrjedhin nga farat e bimëve ose vaj peshku) ose për të prodhuar produkte me shije (p.sh. me vajra esencialë).

Shpërndarja e pikave me nanozitet të një nanoemulsioni të shpërndarë në mënyrë ultrasonike (emulsioni vaj livando-në-ujë). U përgatit emulsioni me sondën tejzanor UP400St.

Nanoemulsione kozmetike

Veçanërisht nanoemulsionet ujë në vaj (W/O) ofrojnë përfitime të ndryshme për kapsulimin e substancës hidrofile bioaktive në pikat nano-shkallë (në emulsione të vetme ose të dyfishta).
Klikoni këtu për të lexuar më shumë rreth formulimit pa surfaktant të emulsioneve kozmetike me ultrasonikë!

Miniemulsion Polimerizimi

Polimerizimi i miniemulsionit me ndihmën tejzanor aplikohet në procese të ndryshme – nga kapsulimi i grimcave inorganike deri te sinteza e grimcave të lateksit. Aplikimi i ultrazërit të fuqisë në reaksione kimike si polimerizimi, sinteza etj. njihen si sonokimi.
Klikoni këtu për të lexuar më shumë rreth Sonokimia, sinteza tejzanor e lateksit dhe reshjet tejzanor!

stabilizimi i emulsionit

Edhe pse disa nanoemulsione mund të jenë të qëndrueshme në raft pa përdorimin e ndonjë surfaktant ose emulsifikuesi për shkak të madhësisë dhe shpërndarjes së pikëzave në shkallë nano, nanoemulsione të tjera kërkojnë përdorimin e agjentëve stabilizues për të marrë stabilitet afatgjatë dhe cilësi optimale të produktit. Stabilizimi mund të arrihet duke shtuar ose surfaktantë (tensidë) ose grimca të ngurta që veprojnë si stabilizues. Emulsionet, të cilat stabilizohen nga grimcat e ngurta njihen si emulsione Pickering. Laktoza, albumina, lecitina, kitozani, ciklodekstrina, maltodekstrina, niseshte etj. mund të përdoren si stabilizues koloidal në emulsionet Pickering. Klikoni këtu për të mësuar më shumë rreth emulsioneve Pickering të gjeneruara në mënyrë ultrasonike!
Emulsifikimi tejzanor mund të kryhet për të gjitha llojet e emulsioneve. Nëse kërkohet një agjent stabilizues për një emulsion specifik, mund të testohet lehtësisht në shkallë të vogël.
Ju lutemi vini re se sasia e surfaktantit të kërkuar rritet me zvogëlimin e madhësisë së pikëzimit pasi raporti sipërfaqe-sipërfaqe ndaj vëllimit (S/V) për sferat jepet nga: S/V = 3/R. Për shembull, sa më i vogël të jetë diametri i një grimce ose pikëze, aq më shumë sipërfaqe ka ajo në krahasim me vëllimin e saj.

Pajisjet e emulsifikimit tejzanor

Prodhimi i emulsioneve të qëndrueshme submikron dhe nano kërkon pajisje të fuqishme ultrasonike. Pajisjet e emulsifikimit tejzanor Hielscher japin amplituda shumë të larta (deri në 200µm për ultrasonikët industrialë, amplituda më të larta sipas kërkesës) për të gjeneruar një fushë akustike intensive.
Megjithatë, për prodhimin e nanoemulsioneve të qëndrueshme, vetëm pajisjet me ultratinguj të fuqisë shpesh nuk janë të mjaftueshme. Përveç fuqisë së mjaftueshme tejzanor, kontrolli i saktë i parametrave të procesit dhe aksesorët e sofistikuar (të tilla si sonotrodes, reaktorët e qelizave rrjedhëse, ftohja) janë të nevojshme për të marrë pikëza me madhësi nano dhe një shpërndarje homogjene të të dyjave, fazës ujore dhe vajore në njëra-tjetrën.
Hielscher MultiphaseCavitator: Për të prodhuar emulsione superiore me një shpërndarje shumë të ngushtë pikash, Hielscher ka zhvilluar një insert unik të qelizave rrjedhëse – Kavitatori Multifazor. Me këtë shtesë të veçantë të qelizave rrjedhëse, faza e dytë e emulsionit injektohet vazhdimisht nëpërmjet 48 kanulave të vogla në zonën e kavitacionit. Kjo teknologji lejon prodhimin e besueshëm dhe efikas të pikave shumë të vogla me madhësi nano dhe emulsione shumë të qëndrueshme.

Hielscher Ultrasonics është e specializuar në furnizimin e sistemeve dhe aksesorëve superiorë tejzanor për rezultate optimale të përpunimit. Përvoja jonë afatgjatë në përpunimin me ultratinguj dhe bashkëpunimi ynë i ngushtë me klientët tanë siguron zbatimin e suksesshëm të ultrazërit në linjat e prodhimit.
Për testet fillestare, zhvillimin e procesit dhe optimizimin e procesit, ne ofrojmë një laborator procesi dhe qendër teknike të pajisur plotësisht.
Për më tepër, ne ofrojmë konsulencë të thelluar, zhvillimin e sistemeve ultrasonike të personalizuara dhe shërbim të thellë teknik për instalim, trajnim dhe mirëmbajtje.