Hielscher Ultrasonics
Биће нам драго да разговарамо о вашем процесу.
Позовите нас: +49 3328 437-420
Пошаљите нам е-пошту: info@hielscher.com

Ултразвучна производња стабилних наноемулзија

  • Наноемулзије – такође познате као миниемулзије или субмикронске емулзије – се користе у широком спектру примена у хемији, бојама, премазима, козметици, фармацији и храни.
  • Ултрасоникатори су познати као високоефикасна и поуздана техника за производњу дуготрајно стабилних наноемулзија.

Зашто ултразвук за наноемулзификацију

Ултразвучна наноемулзификација је техника која користи ултразвучне таласе ниске фреквенције, велике снаге за стварање стабилних и уједначених емулзија ситних капљица, обично у опсегу од 10-200 нм. Ова техника има неколико предности у односу на традиционалне методе емулгирања, које је чине супериорном у различитим применама. Неке од ових предности су:

  • Уједначена величина честица: Ултразвучна наноемулзификација производи мале и уједначене капљице, које нуде бољу стабилност и биодоступност. Ове капљице имају висок однос површине и запремине, што их чини реактивнијим и ефикаснијим у различитим применама.
  • Висока стабилност: Ултразвучне наноемулзије имају високу кинетичку стабилност због своје мале величине и униформности, што их чини отпорним на коалесценцију, флокулацију и седиментацију. Ова стабилност их чини идеалним за употребу у прехрамбеној, фармацеутској, козметичкој и хемијској примени.
  • Смањена потрошња енергије: Ултразвучна наноемулзификација захтева мањи унос енергије од традиционалних метода емулговања као што су хомогенизација или микрофлуидизација, што је чини енергетски ефикаснијом и исплативијом.
  • Свестраност: Ултразвучна наноемулзификација се може користити за емулговање широког спектра материјала, укључујући липиде, хидрофилна једињења и супстанце нерастворљиве у води. То га чини разноврсном техником која се може користити у различитим апликацијама.
    Брзо време обраде: Ултразвучна наноемулзификација је брз процес који се може завршити за неколико минута, што га чини погодним за производњу великих размера.

Све у свему, ултразвучна наноемулзификација нуди неколико предности у односу на традиционалне методе емулгирања, што је чини супериорном техником за различите примене.
 

У овом видеу правимо нано-емулзију уља конопље богатог ЦБД-ом у води користећи Хиелсцхер УП400Ст ултрасоникатор. Затим меримо нано-емулзију користећи НАНО-флек ДЛС. Резултати мерења показују веома уску, запреминско измерену дистрибуцију величине честица у опсегу од 9 до 40 нанометара. 95 процената свих честица је испод 28 нанометара.

ЦБД наноемулзија - Направите провидну нано-емулзију користећи УП400Ст ултразвучни хомогенизатор!

Видео Тхумбнаил

Захтев за информацијама




Обратите пажњу на наше правила о приватности.




Ултразвучна припрема ЦБД нано-емулзије помоћу ултразвучне сонде УП400СТ.

Ултразвучна припрема бистре нано-емулзије користећи ултразвучни апарат УП400СТ.

Ултразвучно формирање наноемулзија

Ултразвучна емулзификација је узрокована спајањем таласа ултразвука снаге у течни систем. Соникацијом течности јављају се два механизма:

  1. Акустичко поље генерише таласе који путују кроз течност и изазивају микротурбуленције и померање међуфаза. При томе, гранична фаза постаје нестабилна, тако да се дисперзована (унутрашња) фаза на крају ломи и формира капљице у континуираној (спољној) фази.
  2. Примена нискофреквентног ултразвука велике снаге ствара кавитацију (Кентисх ет ал. 2008). Ултразвучном кавитацијом, микромехурићи или шупљине се формирају у медијуму услед циклуса притиска ултразвучног таласа. Микромехурићи / празнине расту током неколико таласних циклуса док се не сруше насилно. Ова имплозија мехурића изазива локално екстремне услове као што су веома велики смицање, млазови течности и екстремне брзине грејања и хлађења. (Суслицк 1999).

Ове екстремне силе разбијају примарне капљице дисперговане (унутрашње) фазе до нановеличине капљице и хомогено их мешају у континуалну (спољну) фазу.
Прочитајте овде више о ефектима ултразвучне кавитације на емулзификацију!

Фармацеутске наноемулзије

Липидне миниемулзије – произведен ултразвуком – се широко примењују као носачи за фармаколошке агенсе у фармацеутским формулацијама. На пример, миниемулзије могу деловати као парентерални носач лека или уређај за испоруку лека у циљна ткива. Поред високе биодоступности инкапсулираних активних једињења, предности миниемулзија леже у њиховој високој биокомпатибилности, биоразградивости, стабилности и лакоћи производње великих размера. Због својих структурних особина, могу да инкорпорирају хидрофобне као и амфипатске молекуле. Ултразвучно припремљене наноемулзије напуњене су токоферолима, витаминима, куркурмином и многим другим фармаколошким супстанцама.
Хиелсцхер-ови ултразвучни системи су поуздани емулгатори за припрему наноемулзија са лековима. За ултразвучну емулзификацију, Хиелсцхер нуди различите додатке за оптимизацију процеса емулгирања. Хиелсцхерс МултиПхасеЦавитатор је јединствени додатак за ултразвучне проточне ћелије, где се друга фаза убризгава као веома уски млаз директно у ултразвучну врућу зону емулговања.

Ултразвучна припрема наносуспензија је ефикасна техника за производњу фармацеутских формулација са повећаном биодоступношћу.

Ултрасоникатор УП400Ст за формулацију фармацеутских наносуспензија са повећаном биодоступношћу.

Захтев за информацијама




Обратите пажњу на наше правила о приватности.




 

Ултразвучне нано-емулзије: Овај видео је демонстрирао брзу производњу нано-емулзије уља у води. УП200Хт хомогенизује уље и воду за неколико секунди.

Ултразвучно емулговање са УП200Хт са С26д14 сондом

Видео Тхумбнаил

 

Наноемулзије за храну

Наноемулзије нуде различите предности за формулацију прехрамбених производа. Наноемулзије показују добру стабилност на гравитационо одвајање, флокулацију, коалесценцију и нуде контролисано ослобађање и/или апсорпцију функционалних састојака због њихове мале величине капљица и велике површине. Поред тога, нуде високу биорасположивост активних једињења што је важно за испоруку хранљивих материја и активних супстанци. Штавише, они нуде добра својства формулације јер су провидни или визуелно провидни, а њихове капљице субмикронске/нано величине стварају глатки и кремасти осећај у устима. Стога је производња стабилних нано-емулзија свеприсутан задатак за прехрамбену индустрију, нпр. формулисање производа обогаћених витаминима или масним киселинама (нпр. витамин Ц, витамин Е омега-3, омега-6, омега-9 добијени из семена биљака или рибљег уља) или за производњу ароматизованих производа (нпр. са есенцијалним уљима).

Мерење дистрибуције капљица ултразвучно дисперговане нано-емулзије.

Дистрибуција капљица нано величине ултразвучно дисперговане наноемулзије (емулзија уља лаванде у води). Емулзија је припремљена са ултразвучном сондом УП400Ст.

Козметичке наноемулзије

Наноемулзије вода-у-уљу (В/О) посебно нуде различите предности за инкапсулацију биоактивне хидрофилне супстанце у капљице наноразмера (у појединачним или двоструким емулзијама).
Кликните овде да прочитате више о формулацији козметичких емулзија без сурфактаната са ултразвуком!

Миниемулзиона полимеризација

Ултразвучно потпомогнута миниемулзиона полимеризација се примењује у различитим процесима – од инкапсулације неорганских честица до синтезе честица латекса. Примена снажног ултразвука на хемијске реакције као што су полимеризација, синтеза итд. познате су као сонохемија.
Кликните овде да прочитате више о Соноцхемистри, ултразвучна синтеза латекса и ултразвучне падавине!

стабилизација емулзије

Иако неке наноемулзије могу бити стабилне на полици без употребе било каквих сурфактаната или емулгатора због величине и дистрибуције капљица у нано скали, друге наноемулзије захтевају употребу стабилизујућих агенаса да би се добила дугорочна стабилност и оптималан квалитет производа. Стабилизација се може постићи додавањем сурфактаната (тензида) или чврстих честица које делују као стабилизатори. Емулзије, које су стабилизоване чврстим честицама, познате су као Пицкерингове емулзије. Лактоза, албумин, лецитин, хитозан, циклодекстрин, малтодекстрин, скроб итд. могу се користити као колоидни стабилизатори у Пикеринговим емулзијама. Кликните овде да сазнате више о ултразвучно генерисаним Пицкеринг емулзијама!
Ултразвучна емулзификација се може извести за све врсте емулзија. Ако је средство за стабилизацију потребно за одређену емулзију, може се лако тестирати у малом обиму.
Имајте на уму да се количина потребног сурфактанта повећава са смањењем величине капљице пошто је однос површине и запремине (С/В) за сфере дат са: С/В = 3/Р. На пример, што је мањи пречник честице или капљице, то има већу површину у односу на своју запремину.

Опрема за ултразвучну емулзију

Производња стабилних субмикронских и нано-емулзија захтева моћну ултразвучну опрему. Хиелсцхер ултразвучна опрема за емулзију испоручује веома високе амплитуде (до 200 µм за индустријске ултрасоникаторе, веће амплитуде на захтев) за генерисање интензивног акустичног поља.
Међутим, за производњу стабилних наноемулзија, сама ултразвучна опрема често није довољна. Поред довољне ултразвучне снаге, неопходна је прецизна контрола параметара процеса и софистицирани додаци (као што су сонотроде, реактори са проточним ћелијама, хлађење) да би се добиле капљице нано величине и хомогена дисперзија оба, водене и уљне фазе једна у другу.
Хиелсцхер МултиПхасеЦавитатор: Да би произвео врхунске емулзије са веома уском дистрибуцијом капљица, Хиелсцхер је развио јединствени уметак проточне ћелије – тхе МултиПхасеЦавитатор. Са овим посебним додатком за проточне ћелије, друга фаза емулзије се континуирано убризгава преко 48 малих канила у зону кавитације. Ова технологија омогућава поуздану и ефикасну производњу веома малих капљица нано величине и високо стабилних емулзија.

Хиелсцхер Ултрасоницс је специјализован за снабдевање врхунских ултразвучних система и прибора за оптималне резултате обраде. Наше дугогодишње искуство у ултразвучној обради и блиска сарадња са нашим клијентима осигуравају успешну имплементацију ултразвука у производне линије.
За почетна испитивања, развој процеса и оптимизацију процеса нудимо потпуно опремљену процесну лабораторију и технички центар.
Осим тога, нудимо детаљне консултације, развој прилагођених ултразвучних система и темељне техничке услуге за инсталацију, обуку и одржавање.

Видео приказује високо ефикасну емулгацију уља. Ултразвучни процесор који се користи је Хиелсцхер УП400Ст ултрасоникатор, који је идеалан за припрему средње великих серија висококвалитетних емулзија.

Направите стабилне наноемулзије са Хиелсцхер Ултрасоницс УП400Ст (400 вати)

Видео Тхумбнаил

Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:

Батцх Волуме Проток Препоручени уређаји
0.5 до 1.5 мЛ на ВиалТвеетер
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
15 до 150Л 3 до 15 л/мин УИП6000хдТ
на 10 до 100 л/мин УИП16000
на већи кластер оф УИП16000

Контактирајте нас! / Питајте нас!

Питајте за више информација

Молимо користите образац испод да затражите додатне информације о ултразвучним процесорима, апликацијама и цени. Биће нам драго да разговарамо о вашем процесу са вама и да вам понудимо ултразвучни систем који задовољава ваше захтеве!









Обратите пажњу на наше правила о приватности.




Овај видео приказује Хиелсцхер ултразвучни процесор УП400С који припрема емулзију биљног уља у води нано величине.

Емулговање биљног уља у води помоћу УП400С

Видео Тхумбнаил

 



Чињенице које вреди знати

Емулзије, величина капљица и сурфактанти

Емулзије се дефинишу као две течности које се не мешају: Једна од течности – такозвана дисперзована или унутрашња фаза – диспергује се као сферне капљице унутар друге течности, познате као континуирана или спољна фаза. Најистакнутије течности које се користе за формирање емулзије су уље и вода. Када је уљна фаза диспергована у фази вода/водена, систем је емулзија уље у води, док када је фаза вода/водена диспергована у уљној фази, то је емулзија вода у уљу. Емулзије се разликују по величини честица и термодинамичкој стабилности као макроемулзије, микроемулзије и наноемулзије, респективно.

Наноемулзије

Наноемулзије су дисперзије наночестица, које се састоје од капљица нано величине. Велике силе смицања снажног ултразвука разбијају капљице тако да се оне смањују на субмикронски и нано пречник. Генерално, мање величине капљица доводе до веће стабилности емулзије. Наноемулзије се могу разликовати као О/В (уље у води), В/О (вода у уљу) или као вишеструке/двоструке емулзије као што су В/О/В и О/В/О. Наноемулзије су провидне или чак провидне (у видљивом спектру) у зависности од конзистенције и величине капљица. Наноемулзије су генерално дефинисане величином капљице између 20 и 200 нм. Са опадајућом величином капљица, склоност емулзије ка коалесценцији се смањује (смањује Оствалдово сазревање).
Наноматеријале и наноемулзије карактеришу физичка својства која се разликују од микроемулзија. Честице нано величине показују или потпуно другачија својства или су њихова типична својства изражена у веома екстремном облику. Видљиви изглед наноемулзија има другачији изглед од емулзија микронске величине јер су капљице премале да би ометале оптичке таласне дужине видљивог спектра. Због тога наноемулзије показују врло мало расипања светлости и делују провидно или оптички провидно.
На величину капљице емулзије утичу састав уљне фазе, међуфазна својства и вискозитет обе, континуиране и дисперговане фазе, тип емулгатора/сурфактанта, брзина смицања током емулговања, као и растворљивост уљне фазе у води.
Наноемулзије се широко користе у различитим применама као што су испорука лекова, храна & пића, козметика, фармацеутски производи и наука о материјалима & синтеза.

сурфактанти

Емулгатори су битан фактор за припрему стабилне емулзије/наноемулзије. Емулгатори су површински активни агенси који формирају заштитни слој око капљице и смањују међуфазну напетост, чиме спречавају Оствалдово сазревање, коалесценцију и стварање креме.
Врсте сурфактаната:

  • Сурфактанти са малим молекулима: Нејонски емулгатори као што су Твеен и Спан показују ниску токсичност и иритацију када се примењују орално, парентерално и дермално и стога су пожељнији у односу на јонске емулгаторе. Твеен и Спан су пожељни стабилизатори за формулације емулзија у прехрамбеној, фармацеутској и козметичкој индустрији.
    Твеенс: Твеен 20/60/80 су познати као полисорбат 20/60/80 (ПЕГ-20 дехидрирани сорбиерит монолаурат, ПЕГ-20 дехидрирани сорбиерит моностеарат, полиоксиетилен сорбитан моноолеат). Они су нејонски сурфактанти / емулгатори добијени од сорбитола. Лако се растварају у води, етанолу, метанолу или етил ацетату, али само мало у минералном уљу.
    распони: Спан20/40/60/80 су естри сорбитан масних киселина / сорбитан естри, који су нејонски сурфактанти са својствима емулговања, дисперговања и влажења. Спан сурфактанти се производе дехидратацијом сорбитола.
  • Фосфолипиди: жуманце, соја или млечни лецитин
  • Амфифилни протеини: изолат протеина сурутке, казеинат
  • Амфифилни полисахариди: арапска гума, модификовани скробови

Литература / Референце


Ultrazvuk visokih performansi! Hielscherov asortiman proizvoda pokriva čitav spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrazvučnog uređaja preko jedinica na klupi do potpuno industrijskih ultrazvučnih sistema.

Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лаб до индустријска величина.

Биће нам драго да разговарамо о вашем процесу.

Hajde da stupimo u kontakt.