ultraljud emulgeringsmedel
En emulsion är ett tvåfassystem av två oblandbara vätskor, där den ena fasen, den så kallade inre eller dispergerade fasen, fördelas som små droppar in i den andra, så kallade externa eller kontinuerliga, fasen. För att bereda en emulsion krävs i allmänhet energitillförsel till tvåfassystemet. Ultraljudsskjuvkrafter är väl bevisade att vara mycket effektiva för att producera långsiktigt stabila emulsioner med droppar i nanostorlek och av överlägsen kvalitet.
Ultraljudsförbättrad emulsionsstabilitet
De fysikaliska effekterna av ultraljud inducerat av akustisk kavitation resulterar i störning av olje- och vattendroppar och underlättar därmed bildandet av stabila O/W- och W/O-emulsioner med mycket små droppstorlekar i mikron- och nanostorlek. På grund av den mycket lilla droppstorleken och den stora ytan har nanoemulsioner utomordentligt höga bioaktiva egenskaper, vilket är viktigt för livsmedel och kosttillskott, läkemedel och kosmetisk produktion. På grund av den lilla droppstorleken kan den bioaktiva föreningen tränga in i celler snabbt. Även inom materialvetenskap och industri är nanoemulsioner viktiga för tillverkning av högpresterande beläggningar, färger, polymerer och andra kompositer. Ultraljudspreparerade nanoemulsioner är vanligtvis betydligt mer stabila än makroemulsioner och visar inte sedimentation, koalescens eller flockning.
- Nano- och miniemulsioner
- Mycket effektiv
- Batch eller kontinuerlig
- Vätskor med låg till viskös halt
- Reproducerbarhet / repeterbarhet
- Pålitlig teknik
- Enkel och säker att använda
UP400St – 400W ultraljudsanordning för olja-i-vatten (O/W) nano-emulsioner
Mycket effektiv ultraljudsemulgering
Zungur et al. (2015) jämförde ultraljudshomogenisering med klassisk högskjuvhomogenisering för beredning av vatten-olivoljeemulsioner. För emulsionerna användes WPI och maltodextrin som inkapslingsmedel och Tween20 användes som stabilisator. "Värdena för krämindex för emulsioner framställda med klassiska och ultraljudshomogeniseringstekniker varierade mellan 20,77 och 86,26 % respektive 15,63 till 91,55 %. Generellt sett visade resultaten att de emulsioner som framställs med ultraljudsemulgering är mer stabila än de som framställs med den klassiska homogeniseringsmetoden.
Mikroskopibilderna (vid 100xförstoring) som innehåller 40 % (wb) torrsubstans och 9 % (wb) oljeemulsioner framställda med klassisk homogeniseringsmetod med (a) WPI, (b) MD, (c) WPI-MD-blandning (1:1); och bereds med ultraljudshomogeniseringsmetod med d) WPI, e) MD, f) WPI-MD-blandning (1:1). Ultraljudsemulgering resulterar i betydligt mindre droppar och bättre emulsionsstabilitet.
(studie och mikroskopiska bilder: Zungur et al., 2015)
Taha et al. (2020) drar i sin översiktsartikel slutsatsen att High-Intensity Ultrasonics (HIU) "kan användas för att förbättra de emulgerande egenskaperna hos livsmedelsemulgeringsmedel som proteiner och polysackarider och förbättra stabiliteten hos deras emulsioner. Stabiliserade emulsioner av protein-polysackaridkomplex framställda av HIU visade bättre stabilitet mot miljöpåfrestningar än de emulsioner som stabiliserades av enskilda komponenter. Dessutom visade flera studier att HIU-homogenisatorer var mer energieffektiva än högtryckshomogenisatorer och mikrofluidiserare." (Taha et al., 2020)
- Genomsnittlig droppstorlek (påverkad av emulgeringsteknik)
- Fördelning av droppstorlek (påverkas av emulgeringsteknik)
- Viskositet i den inre fasen
- Viskositet i kontinuerlig fas
- surfaktant
- Koncentration i oljefas
- pH i kontinuerlig fas
- Optiska egenskaper hos emulsion
Ultraljud nano-emulgering används för att producera högpresterande emulsioner för högpresterande material, färger, beläggningar, livsmedel, läkemedel och kosmetika.
Droppstorleksfördelning av vatten-olivoljeemulsioner framställda med (a) klassisk homogeniseringsmetod (b) ultraljudshomogenisering (med hjälp av UP400S) med MD, WPI och deras blandning, med 40 % torrsubstans med 9 % oljeinnehåll. Ultraljudsemulgering resulterar i betydligt mindre droppar, mindre krämning och en bättre övergripande emulsionsstabilitet.
(studie och grafer: Zungur et al., 2015)
Ultraljudsberedning av en olja-i-vatten-emulsion (O/W) (rött vatten / gul olja). Några sekunders ultraljudsbehandling förvandlar de två faserna av vatten och olja till en fin emulsion.
Högpresterande ultraljudsemulgeringsmedel
Hielscher Ultrasonics levererar högeffekt, lågfrekventa ultraljudsemulgeringsmedel i vilken skala som helst för forskning, processutveckling, R&D och industriell produktion av mycket stora volymströmmar. Vår breda portfölj erbjuder den perfekta ultraljudsprocessorn i alla storlekar och för alla branscher.
Hielscher Ultrasonics’ Industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7/365 drift. För ännu högre amplituder finns anpassade ultraljudssonotroder tillgängliga. Alla processparametrar kan styras och övervakas exakt via smart programvara.
- för alla volymer / produktionskapaciteter
- för alla branscher
- effektiv och processintensifierande
- för batch- och inline-bearbetning
- Mångsidig användbar
- energisnål
- Enkel och säker att använda
- Reproducerbara resultat
- Linjär skalbar
- Pålitlig
- Robust, lågt underhåll
- Lätt att installera eller eftermontera
- Snabb ROI
Ultraljudsreaktor med MultiPhaseCavitator för förbättrad nanoemulgering
MultiPhaseCavitator – Ultraljudsinsprutningssystemet för stabila emulsioner
The MultiPhaseCavitator – MPC48insats – är en unik insats för Hielscher flödescellsreaktorer. MultiPhaseCavitator har 48 fina kanyler som sprutar in den andra fasen av emulsionen direkt i kavitationell hot-spot. I kavitationszonen skärs de fina strängarna i den injicerade andra fasen av ultraljudsfrekvensvågor på 20 kHz. Detta innebär att den injicerade vätskan skärs av med 20 000 vibrationsslag per sekund, vilket producerar extraordinärt små droppar i nanoområdet. Ultraljudsskjuvningen, stötvågorna och turbulensen emulgerar dessa små droppar inom den kontinuerliga fasen och ger en överlägsen nanoemulsion med hög stabilitet.
Vill du köpa ett ultraljudsemulgeringsmedel?
Kontakta oss genom att fylla i kontaktformuläret nedan, Skicka ett e-postmeddelande till osseller Ringer oss!
Vårt erfarna team diskuterar gärna din emulsionsapplikation med dig och rekommenderar dig det mest lämpliga ultraljudsemulgeringssystemet!
- Exakt kontrollerbara parametrar
- höga amplituder
- Energieffektivitet
- batch och infogade
- Linjär skalbar till valfri storlek
- Smart programvara med programmerbara inställningar för ultraljudsbehandling
- Drift 24/2/365
- Robust
- Sonotrodes och tillbehör tillgängliga
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:
| Batchvolym | Flöde | Rekommenderade enheter |
|---|---|---|
| 1 till 500 ml | 10 till 200 ml/min | UP100H |
| 10 till 2000 ml | 20 till 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 till 20L | 0.2 till 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 till 100L | 2 till 10L/min | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 till 100 L/min | UIP16000 |
| N.A. | Större | kluster av UIP16000 |
Kontakta oss! / Fråga oss!
Litteratur / Referenser
- 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.
Fakta som är värda att veta
Vad är en emulsion? – Definition av termen "emulsion"
En emulsion är ett vätskesystem som består av minst två oblandbara vätskor, där den ena vätskan är dispergerad i den andra som små droppar. Fasen för små, distribuerade droppar kallas dispergerad eller intern fas, medan den andra fasen kallas kontinuerlig eller extern fas. Det finns två huvudtyper av emulsioner, som skiljer sig åt: Olja-i-vatten (O/W) och vatten-i-olja (W/O) emulsioner. I olja-i-vatten-emulsionen (O/W) är den inre fasen en olja eller oljeblandbar vätska, och den yttre fasen är vatten eller en vattenblandbar vätska. I vatten-i-olja-emulsionen (W/O) är den inre fasen den vattenliknande vätskan, medan den yttre fasen är den oljeliknande vätskan.
De flesta emulsioner kräver ett emulgeringsmedel, känt som stabilisator eller ytaktivt ämne. Droppstorleken spelar också en avgörande roll för emulsionsstabiliteten. Ju mindre droppstorlek, desto stabilare är emulsionen.
Högpresterande ultraljud! Hielschers produktsortiment täcker hela spektrumet från den kompakta laboratorieultraljudsapparaten över bänkenheter till fullindustriella ultraljudssystem.