Ултразвучна нано-емулзификација за микрокапсулирање пре сушења распршивањем
- Да би се активни састојци микрокапсулирали сушењем распршивањем, мора се припремити стабилна микро- или наноемулзија фине величине.
- Ултразвучна емулзификација је лака и поуздана техника за производњу стабилних микро- и нано-емулзија
- Као алтернативни сурфактант, биополимери као што су гума араби или ВПИ могу се користити у процесима ултразвучне емулзификације као стабилизатори за храну.
инкапсулација
Емулзије и квалитет емулзије играју значајну улогу у погледу ефикасности и стабилности уљних микрочестица припремљених процесима енкапсулације као што је сушење распршивањем. Стабилност емулзије, вискозитет, величина капљица и однос уље/вода су кључни фактори. Током обраде, која почиње припремом емулзије и завршава се сушењем распршивањем, морају се одржавати сва физичка и хемијска својства емулзије, како би се спречило пропадање микрочестица. Квалитет микрокапсулирања и стабилност емулзије су уско повезани и значајно утичу на квалитет финалних прашкастих производа. Због тога је потребна поуздана техника емулгирања. Ултразвучна емулзификација је добро успостављена технологија која се користи у различитим индустријама широм света за производњу макро-, нано- и микро-емулзија.
Ултразвучне нано-емулзије
Ултрасоникатори високих перформанси су добро познати за процесе емулгирања у прехрамбеној, фармацеутској и козметичкој индустрији. Примена интензивних ултразвучних таласа је ефикасан метод за производњу емулзија са капљицама микрона или нано величине. Ултразвучна емулзификација се заснива на принципу кавитације, у којој ултразвучни таласи високог интензитета и његови течни млазови велике брзине смичу капљице’ површине, стварајући тако мале капљице и стабилне емулзије.
Стабилизатори емулзије
Ултразвучне емулзије се могу стабилизовати коришћењем конвенционалних емулгатора (нпр. полисорбат, сорбитан итд.), али и коришћењем биополимера (нпр. гуар гума, гума арабика, ВПИ итд.). Индустрије су препознале огроман потенцијал биополимера као стабилизатора емулзије. Посебно за прехрамбене, фармацеутске и козметичке емулзије, биополимери омогућавају развој производа са “чист” етикета. Биополимери и комплекси биополимера доступни су у великим количинама и квалитета за храну. Биополимерни комплекси (као што су полисахарид-протеински комплекси) су супериорнији од биополимера јер нуде побољшана својства од сваког полимера засебно. Биополимер састављен од протеина и полисахарида (= сложени полимери угљених хидрата) нуди предности сваког молекула. Протеин повећава површинску активност тако да се добија већа засићеност површинског слоја при знатно нижој концентрацији. Полисахарид у комплексу смањује међуфазну напетост, а тиме и енергију која је потребна за стварање нових површина. На тај начин, полисахариди појачавају стварање малих капљица. Комплекс биополимера нуди најбоље од обе компоненте и стога чини јак стабилизатор.
Ултрасоникатори високих перформанси
Хиелсцхер-ови ултразвучни процесори високих перформанси су инсталирани широм света за припрему стабилних макро-, нано- и микроемулзија. Са портфолиом производа у распону од малих ручних ултразвучни лабораторијски уређаји до индустријски ултразвучни системи велике снаге за комерцијалну производњу великих инлине токова емулзија, Хиелсцхер Ултрасоницс вам нуди најпогоднији ултрасоникатор за ваш процес.
Улазна снага, амплитуда (померање на сонотроди), температура и брзина протока могу се прилагодити захтевима ваше формулације. Наши индустријски ултразвучни процесори могу да испоруче веома велике амплитуде. Амплитуде до 200 µм могу се лако радити у континуитету у раду 24/7. За још веће амплитуде, доступне су прилагођене ултразвучне сонотроде.
Прецизна контрола параметара соникације и аутоматско снимање података на уграђену СД картицу обезбеђују висок квалитет обраде и омогућавају стандардизацију процеса. Сви наши ултразвучни процесори су дизајнирани за рад 24/7 под пуним оптерећењем. Робусност, ниско одржавање и лакоћа коришћења су даље предности Хиелсцхерових ултрасоникатора, што их чини вашим радним коњем у производњи.
Додатна опрема као што је Хиелсцхер'с уникуе МултиПхасеЦавитатор, уметак проточне ћелије који убризгава другу фазу преко канила директно у кавитациону врућу тачку (погледајте слику лево), помаже у постављању оптималног ултразвучног система за емулзију.
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:
Батцх Волуме | Проток | Препоручени уређаји |
---|---|---|
1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | УП100Х |
10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
0.1 до 20Л | 0.2 до 4Л/мин | УИП2000хдТ |
10 до 100 л | 2 до 10 л/мин | УИП4000хдТ |
на | 10 до 100 л/мин | УИП16000 |
на | већи | кластер оф УИП16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Литература / Референце
- 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
Чињенице које вреди знати
Биополимери као стабилизатори емулзије
Стабилизатори и сурфактанти су потребни за већину емулзија да би биле дугорочно стабилне. Биополимери као што су полисахариди и протеини се широко користе као функционални састојци у емулзионим системима. Биополимери су природни тип емулгатора, који нуде добре перформансе стабилизације емулзије захваљујући свом капацитету желирања и емулговања. Пошто је производња стабилних емулзија предуслов за успешну инкапсулацију сушењем спрејом прехрамбених производа, биополимери су пожељна врста стабилизатора. Биополимери се могу користити као стабилизатори сами или у комбинацији.
Биополимери као што су гума арабика и изолат протеина сурутке (ВПИ) су јефтини и могу се лако прерадити у производњи хране. Арапска гума је мешавина ањонских угљених хидрата и неких протеина. Његови високо разгранати протеини, који су уско повезани са полисахаридном структуром, дају гуми арабици добра својства емулгирања. Изолат протеина сурутке се састоји од мешавине глобуларних протеина. Ови глобуларни протеини могу се брзо адсорбовати на површину капљица уља током хомогенизације, што олакшава формирање малих капљица.
Други уобичајени биополимери који се користе као емулгатори су желатин, ксантан гума, скроб, казеин, пектини, малтодекстрин, овалбумин, натријум алгинат и карбоксиметилцелулоза између осталих.
Биополимерни комплекси се састоје од два или више биополимера. Биополимерни комплекси се могу синтетизовати хемијским, ензимским или термичким третманима. Комплексирање генерално повећава робусност и растворљивост финалног комплекса биополимера, побољшавајући њихову употребљивост и стабилност. Посебно резултирајућа већа стабилност у погледу различитих температура, пХ и јонска снага су важни фактори за процесе емулговања.