Ултразвучни емулгатори
Емулзија је двофазни систем две течности које се међусобно не мешају, у коме је једна фаза, такозвана унутрашња или диспергована фаза, распоређена у облику ситних капљица у другој, такозваној спољашњој или континуалној фази. За припрему емулзије обично је потребно унети енергију у двофазни систем. Доказано је да су ултразвучне силе смицања веома ефикасне у производњи дугорочно стабилних емулзија врхунског квалитета са капљицама нанометарских димензија.
Побољшање стабилности емулзије ултразвуком
Физички ефекти ултразвука изазвани акустичном кавитацијом доводе до уситњавања капљица уља и воде и тиме олакшавају формирање стабилних O/W и W/O емулзија са веома ситним капљицама микрометарских и нанометарских димензија. Због веома мале величине капљица и њихове велике површине, наноемулзије показују изузетно високу биоактивност, што је важно за производњу хране и додатака исхрани, фармацеутских и козметичких производа. Због изузетно малих димензија капљица, биоактивно једињење може брзо да продре у ћелије. Наноемулзије су важне и у науци о материјалима и индустрији за производњу премаза високих перформанси, боја, полимера и других композита. Ултразвучно припремљене наноемулзије обично су знатно стабилније од макроемулзија и не показују седиментацију, коалесценцију или флокулацију.
- Наноемулзије и миниемулзије
- Висока ефикасност
- Шаржно или континуално
- Од нисковискозних до вискозних течности
- Репродуктивност / поновљивост
- Поуздана техника
- Лака и безбедна употреба
UP400St – 400W ултразвучни уређај за наноемулзије уља у води (O/W)
Високоефикасно ултразвучно емулговање
Zungur et al. (2015) упоредили су ултразвучну хомогенизацију са класичном хомогенизацијом уз високо смицање при припреми емулзија воде и маслиновог уља. За емулзије су као средства за инкапсулацију коришћени WPI и малтодекстрин, док је Tween20 коришћен као стабилизатор. „Вредности индекса издвајања кремастог слоја код емулзија припремљених класичном и ултразвучном хомогенизацијом кретале су се од 20,77 до 86,26 % и од 15,63 до 91,55 %, редом. Уопштено, резултати су показали да су емулзије припремљене ултразвучним емулговањем стабилније од оних припремљених класичном методом хомогенизације.“
Микроскопски снимци (при увећању од 100x) емулзија које садрже 40 % (wb) суве материје и 9 % (wb) уља, припремљених класичном методом хомогенизације са (a) WPI, (b) MD, (c) смешом WPI-MD (1:1); и припремљених методом ултразвучне хомогенизације са (d) WPI (e) MD (f) смешом WPI-MD (1:1). Ултразвучно емулговање даје знатно ситније капљице и бољу стабилност емулзије.
(студија и микроскопски снимци: Zungur et al., 2015)
Taha et al. (2020) у свом прегледном раду закључују да би ултразвук високог интензитета (HIU) „могао да се користи за побољшање емулгујућих својстава прехрамбених емулгатора као што су протеини и полисахариди и за повећање стабилности њихових емулзија. Емулзије стабилизоване комплексом протеина и полисахарида, произведене помоћу HIU, показале су бољу стабилност при стресним утицајима средине од емулзија стабилизованих појединачним компонентама. Поред тога, неколико студија је показало да су HIU хомогенизатори енергетски ефикаснији од хомогенизатора високог притиска и микрофлуидизатора.“ (Taha et al., 2020)
- Средња величина капљица (на коју утиче техника емулговања)
- Расподела величине капљица (на коју утиче техника емулговања)
- Вискозност унутрашње фазе
- Вискозност континуалне фазе
- Површински активна материја
- Концентрација уљне фазе
- pH континуалне фазе
- Оптичка својства емулзије
Ултразвучно наноемулговање користи се за производњу емулзија високих перформанси за материјале високих перформанси, боје, премазе, храну, фармацеутске и козметичке производе.
Расподела величине капљица емулзија воде и маслиновог уља припремљених (a) класичном методом хомогенизације (b) методом ултразвучне хомогенизације (помоћу уређаја UP400S) са MD, WPI и њиховом смешом, које садрже 40% суве материје и 9% уља (w/w). Ултразвучно емулговање даје знатно ситније капљице, мање издвајање кремастог слоја и бољу укупну стабилност емулзије.
(студија и графикони: Zungur et al., 2015)
Ултразвучна припрема емулзије уља у води (O/W) (црвена вода / жуто уље). Неколико секунди соникације претвара две фазе, воду и уље, у фину емулзију.
Ултразвучни емулгатори високих перформанси
Hielscher Ultrasonics испоручује ултразвучне емулгаторе велике снаге и ниске фреквенције за сваки обим рада, за истраживања, развој процеса, истраживање и развој и индустријску производњу са веома великим запреминским протоцима. Наш широк асортиман нуди идеалан ултразвучни процесор било које величине и за сваку индустрију.
Индустријски ултразвучни процесори компаније Hielscher Ultrasonics могу да остваре веома високе амплитуде. Континуални рад са амплитудама до 200µm лако је остварив у режиму рада 24/7/365. За још више амплитуде доступне су ултразвучне сонотроде израђене по мери. Сви параметри процеса могу се прецизно контролисати и пратити помоћу паметног софтвера.
- за сваку запремину / производни капацитет
- за сваку индустрију
- делотворни и интензивирају процес
- за шаржну и проточну обраду
- свестрано применљиви
- енергетски ефикасни
- лаки и безбедни за руковање
- репродуктивни резултати
- линеарно скалабилни
- поуздани
- робусни, са малим потребама за одржавањем
- лаки за уградњу или накнадну уградњу
- брз повраћај улагања
Ултразвучни реактор са MultiPhaseCavitator за побољшано наноемулговање
MultiPhaseCavitator – ултразвучни систем убризгавања за стабилне емулзије
MultiPhaseCavitator – MPC48insert – јединствен је уметак за проточне реакторе компаније Hielscher. Конструкција уметка MultiPhaseCavitator обухвата 48 финих канила које убризгавају другу фазу емулзије директно у кавитационо жариште. У кавитационој зони, танке нити убризгане друге фазе пресецају се ултразвучним таласима фреквенције 20kHz. То значи да се убризгани флуид пресеца са 20.000 вибрационих удара у секунди, чиме се стварају изузетно ситне капљице нанометарских димензија. Ултразвучно смицање, ударни таласи и турбуленције емулгују ове ситне капљице унутар континуалне фазе и производе врхунску наноемулзију високе стабилности.
Желите да купите ултразвучни емулгатор?
Контактирајте нас сада попуњавањем обрасца за контакт у наставку, слањем имејла, или телефонским позивом!
Наш веома искусан тим радо ће са вама разговарати о вашој примени емулзије и препоручити вам најпогоднији систем за ултразвучно емулговање!
- параметри који се могу прецизно контролисати
- високе амплитуде
- енергетска ефикасност
- шаржни и проточни рад
- линеарно скалабилан до било које величине
- паметан софтвер са програмабилним подешавањима соникације
- рад у режиму 24/2/365
- робустан
- доступне сонотроде и додатна опрема
Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја:
| Запремина шарже | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 1 до 500mL | 10 до 200mL/min | UP100H |
| 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 до 20L | 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 до 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | већи | група уређаја UIP16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Литература / Референце
- 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.
Корисне чињенице
Шта је емулзија? – Дефиниција појма „емулзија“
Емулзија је флуидни систем који се састоји од најмање две течности које се међусобно не мешају, при чему је једна течност диспергована у другој у облику ситних капљица. Фаза ситних, распоређених капљица назива се диспергована или унутрашња фаза, док се друга фаза назива континуална или спољашња фаза. Разликују се два главна типа емулзија: емулзије уља у води (O/W) и воде у уљу (W/O). У емулзији уља у води (O/W), унутрашња фаза је уље или течност која се меша са уљем, а спољашња фаза је вода или течност која се меша са водом. У емулзији воде у уљу (W/O), унутрашња фаза је течност слична води, док је спољашња фаза течност слична уљу.
За већину емулзија потребно је средство за емулговање, познато као стабилизатор или површински активна материја. Величина капљица такође има кључну улогу у стабилности емулзије. Што су капљице ситније, емулзија је стабилнија.
Ултразвук високих перформанси! Асортиман производа компаније Hielscher покрива цео спектар, од компактног лабораторијског ултразвучног уређаја, преко стоних уређаја, до потпуно индустријских ултразвучних система.