สกัดโดย Cavitation อัลตราโซนิก

ผลิตภัณฑ์ระดับกลางและสินค้าอุปโภคบริโภคที่หลากหลายเช่นเครื่องสําอางและโลชั่นบํารุงผิวขี้ผึ้งยาเคลือบเงาสีและน้ํามันหล่อลื่นและเชื้อเพลิงขึ้นอยู่กับอิมัลชันทั้งหมดหรือบางส่วน Hielscher ผลิตโปรเซสเซอร์ของเหลวอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมที่ใหญ่ที่สุดในโลกสําหรับอิมัลซิไฟเออร์ที่มีประสิทธิภาพของลําธารปริมาณมากในโรงงานผลิต

อัลตราโซนิก Emulsification

ในห้องปฏิบัติการพลังอิมัลชันของอัลตราซาวนด์เป็นที่รู้จักและนําไปใช้มานานเนื่องจากประโยชน์ต่าง ๆ ที่เชื่อมโยงกับการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกและการทําให้เป็นเอกภาพ อิมัลชันอัลตราโซนิกที่เชื่อถือได้ขึ้นอยู่กับการใช้โพรบอัลตราโซนิกที่เรียกว่า sonotrodes ผ่านโพรบอัลตราโซนิกอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงจะถูกจับคู่เป็นของเหลวและสร้างโพรงอากาศอะคูสติก โพรงอากาศอัลตราโซนิกหรืออะคูสติกสร้างแรงเฉือนสูงซึ่งให้พลังงานที่จําเป็นในการทําลายหยดน้ําขนาดใหญ่ลงไปที่หยดขนาดนาโน ดังนั้นเฟสของเหลวสองเฟสขึ้นไปจะถูกผสมลงในซับไมครอนหรือนาโนอิมัลชันที่สม่ําเสมอ

ขอข้อมูล





เครื่องอัลตราโซนิกมีความน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพในการผลิตอิมัลชันขนาดต่ํากว่าไมครอนและนาโน

เครื่องอัลตราโซนิกมีความน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพในการผลิตอิมัลชันขนาดต่ํากว่าไมครอนและนาโน

ข้อดีของอิมัลชันอัลตราโซนิก

อิมัลชันอัลตราโซนิกโดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบมีข้อดีหลายประการเหนือเทคนิคอิมัลซิไฟเออร์อื่น ๆ :

  1. ปรับปรุงเสถียรภาพของอิมัลชัน: อิมัลชันอัลตราโซนิกสร้างขนาดหยดที่เล็กลงและการกระจายหยดที่สม่ําเสมอมากขึ้นส่งผลให้ความเสถียรของอิมัลชันดีขึ้นและอายุการเก็บรักษาที่ยาวนานขึ้น หยดขนาดซับไมครอนและนาโนสามารถผลิตได้อย่างน่าเชื่อถือโดยใช้อัลตราซาวนด์พลังงาน
  2. ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: อิมัลชันอัลตราโซนิกต้องการพลังงานน้อยกว่าวิธีการอิมัลชันอื่น ๆ ทําให้เป็นกระบวนการที่ประหยัดพลังงานมากขึ้น
  3. ความสามารถในการปรับขนาด: อิมัลชันอัลตราโซนิกสามารถปรับขนาดขึ้นหรือลงได้อย่างง่ายดายขึ้นอยู่กับปริมาตรที่ต้องการทําให้เป็นกระบวนการอเนกประสงค์สําหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม
  4. ประหยัดเวลา: อิมัลชันอัลตราโซนิกอาจเป็นกระบวนการที่รวดเร็วมากโดยมีอิมัลชันก่อตัวเป็นวินาทีต่อนาทีขึ้นอยู่กับของเหลวปริมาตรและอุปกรณ์
  5. ลดความต้องการสารลดแรงตึงผิว: อิมัลชันอัลตราโซนิกสามารถลดความต้องการสารลดแรงตึงผิวซึ่งมักจะต้องใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพของอิมัลชัน อย่างไรก็ตามด้วยขนาดหยดที่ลดลงพื้นที่ผิวของอนุภาคจะเพิ่มขึ้นและต้องใช้สารลดแรงตึงผิวมากขึ้น Ultrasonication เข้ากันได้กับสารลดแรงตึงผิวเกือบทุกชนิดรวมถึงอิมัลซิไฟเออร์ทางเลือกและแปลกใหม่
  6. การสร้างความร้อนน้อยที่สุดและควบคุมได้: อิมัลชันอัลตราโซนิกเป็นกระบวนการที่ไม่ใช่ความร้อนและการสร้างความร้อนในระหว่างการประมวลผลสามารถหลีกเลี่ยงหรือลดลงได้ในระดับเล็กน้อย ดังนั้นความเสี่ยงของการเสื่อมสภาพทางความร้อนของสารประกอบหรือส่วนผสมที่ละเอียดอ่อนจะลดลง

โดยรวมแล้วข้อดีของอิมัลชันอัลตราโซนิกโดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบทําให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสําหรับการทําอิมัลชันในหลากหลายสาขารวมถึงอาหารและเครื่องดื่มยาเครื่องสําอางสารเคมีชั้นดีและเชื้อเพลิง

Ultrasonic emulsification with Hielscher's UP200Ht and sonotrode S26d14

การเตรียมอัลตราโซนิกของอิมัลชันน้ํามันในน้ํา (O / W) (น้ําสีแดง / น้ํามันสีเหลือง) ไม่กี่วินาทีของ sonication เปลี่ยนเฟสน้ํา / น้ํามันแยกต่างหากเป็นอิมัลชันที่ดี

 
 
วิดีโอด้านล่างแสดงกระบวนการอิมัลชันของน้ํามัน (สีเหลือง) ลงในน้ํา (สีแดง) โดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการ UP400S

วิดีโอนี้สาธิต Hielscher ultrasonicator UP400S เตรียมน้ำมันขนาดนาโนในน้ำอิมัลชัน

สกัดน้ำมันในน้ำโดยใช้ UP400S

ภาพขนาดย่อของวิดีโอ

 

Ultrasonication เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพของอิมัลชันและนาโนอิมัลชันอิมัลชันคืออะไร?
Emulsions คือการกระจายตัวของของเหลวที่ละลายได้ 2 ชนิดขึ้นไป อัลตราซาวนด์ที่ให้ความเข้มสูงเป็นแหล่งจ่ายพลังงานที่จำเป็นในการกระจายตัวของเหลว (เฟสกระจาย) ในละอองขนาดเล็กในเฟสที่สอง (เฟสต่อเนื่อง) ในเขตกระจายตัวการก่อตัวของฟองอากาศใน cavitation ก่อให้เกิดคลื่นช็อกแบบเข้มข้นในของเหลวโดยรอบและส่งผลต่อการก่อตัวของเจ็ตเหลวที่มีความเร็วของของเหลวสูง
Miniemulsions ซึ่งสามารถสร้างขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพโดย ultrasonication เพิ่มปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน

Miniemulsions ซึ่งสามารถสร้างขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพโดย ultrasonication เพิ่มปฏิกิริยาทางเคมี พอลิเมอไรเซชัน Macroemulsion (a) เทียบกับ miniemulsion polymerization (b) [Schork et al. 2005: 136]

นาโนอิมัลชัน – การประยุกต์ใช้พลังงานสําหรับ Ultrasonicators

นาโนอิมัลชันเป็นอิมัลชันที่มีหยดน้ําซึ่งโดยทั่วไปจะมีขนาดน้อยกว่า 100 นาโนเมตร นาโนอิมัลชันมีข้อดีหลายประการเหนืออิมัลชันทั่วไป รวมถึงคุณสมบัติการทํางานที่เป็นเอกลักษณ์ ความเสถียรที่สูงขึ้น ความโปร่งใส ฯลฯ
Ultrasonication เหนือกว่าเทคโนโลยีอิมัลชันแบบดั้งเดิมโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมันมาถึงการก่อตัวของนาโนอิมัลชัน นี่เป็นเพราะหลักการทํางานที่มีประสิทธิภาพสูงและใช้พลังงานสูงของอัลตราซาวนด์

หลักการทํางานของอิมัลชันอัลตราโซนิก

Ultrasonic cavitation at Hielscher's UIP1000hdT (1kW) ultrasonicatorกระบวนการอิมัลชันอัลตราโซนิกใช้แรงของโพรงอากาศอะคูสติก โพรงอากาศอะคูสติกหมายถึงปรากฏการณ์ของการก่อตัวการเจริญเติบโตและการล่มสลายของฟองอากาศขนาดเล็กในสื่อของเหลวที่อยู่ภายใต้คลื่นอัลตราซาวนด์ความเข้มสูง การระเบิดของฟองอากาศเหล่านี้สร้างความดันในท้องถิ่นและการไล่ระดับอุณหภูมิที่รุนแรงซึ่งสามารถสร้างแรงเฉือนสูงคลื่นกระแทกและไมโครไอพ่นที่สามารถสลายอนุภาคขนาดใหญ่และรวมตัวกันเป็นอนุภาคขนาดเล็กได้ ภาพด้านซ้ายแสดงให้เห็นถึงการเกิดโพรงอากาศอัลตราโซนิกที่สร้างขึ้นที่โพรบของ ultrasonicator UIP1000hdT (1000 วัตต์) ในคอลัมน์แก้วที่เต็มไปด้วยของเหลว
ในอิมัลชันและนาโนอิมัลชันความเข้มของโพรงอากาศอะคูสติกมีบทบาทสําคัญในการลดขนาดของหยดในอิมัลชัน การล่มสลายของฟองอากาศโพรงอากาศสามารถสร้างแรงเฉือนที่แข็งแกร่งซึ่งแยกหยดน้ําขนาดใหญ่ออกเป็นหยดเล็ก ๆ นอกจากนี้ความดันท้องถิ่นและการไล่ระดับอุณหภูมิที่เกิดจากโพรงอากาศยังสามารถส่งเสริมการก่อตัวของหยดใหม่และทําให้อิมัลชันมีเสถียรภาพ
ลักษณะเฉพาะของการเกิดโพรงอากาศอะคูสติกคือความสามารถในการป้อนพลังงานที่มีการแปลและเข้มข้นไปยังตัวกลางของเหลวโดยไม่จําเป็นต้องมีความเค้นเชิงกลหรือความร้อนสูง สิ่งนี้ทําให้เป็นเทคนิคที่น่าสนใจสําหรับนาโนอิมัลชันเนื่องจากสามารถลดการป้อนพลังงานที่จําเป็นสําหรับกระบวนการอิมัลชันในขณะที่บรรลุขนาดหยดที่เล็กลงและการกระจายขนาดหยดที่แคบลง
เนื่องจากแรงอัลตราโซนิกที่ควบคุมได้อย่างแม่นยําเหล่านี้โพรงอากาศอะคูสติกจึงเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสําหรับนาโนอิมัลชัน ความสามารถในการสร้างการป้อนพลังงานที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นและเข้มข้นช่วยให้สามารถสลายหยดน้ําขนาดใหญ่ที่ก่อตัวเป็นซับไมครอนและขนาดนาโนได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงมาก

อิมัลชันน้ําและน้ํามันที่ผลิตโดยใช้ ultrasonication (Hielscher Ultrasonics)การศึกษาที่น้ำมันในน้ำ (เฟสน้ำ) และน้ำในน้ำมัน (เฟสน้ำมัน) อิมัลชันได้แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นของพลังงานและขนาดหยด (เช่นเส้นผ่าศูนย์กลาง Sauter) มีแนวโน้มที่ชัดเจนสำหรับขนาดหยดหมึกขนาดเล็กที่การเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน (คือคลิกที่กราฟิกที่เหมาะสม). ในระดับความหนาแน่นของพลังงานที่เหมาะสมอัลตราซาวนด์สามารถบรรลุขนาดหยดเฉลี่ยในช่วงนาโนได้อย่างง่ายดายและเชื่อถือได้

โพรบอัลตราโซนิกสําหรับอิมัลชันที่มีประสิทธิภาพ

Hielscher นําเสนอเครื่องอัลตราโซนิกและอุปกรณ์เสริมชนิดโพรบที่หลากหลายสําหรับอิมัลชันที่มีประสิทธิภาพและการกระจายตัวของของเหลวในโหมดแบทช์และการไหลผ่าน
ระบบที่ประกอบด้วยโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกหลายตัวสูงถึง 16,000 วัตต์แต่ละตัวให้ความจุที่จําเป็นในการแปลแอปพลิเคชันในห้องปฏิบัติการนี้เป็นวิธีการผลิตที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้อิมัลชันที่กระจายตัวอย่างประณีตในการไหลต่อเนื่องหรือเป็นชุด – บรรลุผลเทียบเท่ากับที่ของวันนี้ที่ดีที่สุด homogenizers แรงดันสูงใช้ได้เช่นวาล์วปากใหม่ นอกเหนือจากการที่มีประสิทธิภาพสูงนี้ใน emulsification อย่างต่อเนื่อง Hielscher อุปกรณ์ล้ำต้องการการบำรุงรักษาต่ำมากและมีความง่ายต่อการใช้งานและการทำความสะอาด อัลตราซาวนด์ไม่จริงสนับสนุนการทำความสะอาดและล้าง พลังงานล้ำเสียงสามารถปรับได้และสามารถนำไปปรับใช้กับผลิตภัณฑ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งและความต้องการ emulsification เครื่องปฏิกรณ์เซลล์ไหลพิเศษการประชุมที่ทันสมัย ​​CIP (สะอาดในสถานที่) และ SIP (ฆ่าเชื้อในสถานที่) ความต้องการที่มีมากเกินไป

homogenizer อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมสําหรับอิมัลชันที่มีประสิทธิภาพของน้ํามันและน้ํา Ultrasonication มีประสิทธิภาพสูงในการผลิตนาโนอิมัลชันที่เสถียรในระยะยาว

MultiSonoReactor MSR-4 เป็นเครื่องปฏิกรณ์การทําให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบอินไลน์อุตสาหกรรมที่เหมาะสําหรับกระบวนการอิมัลชัน (นาโน) ที่มีปริมาณงานสูง

ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา:

ปริมาณชุดอัตราการไหลอุปกรณ์ที่แนะนำ
00.5 เพื่อ 1.5mlN.A.VialTweeter
1 ถึง 500mL10 ถึง 200mL / นาทีUP100H
10 ถึง 2000ml20 ถึง 400ml / นาทีUf200 ःที, UP400St
00.1 เพื่อ 20L00.2 เพื่อ 4L / นาทีUIP2000hdT
10 100L2 ถึง 10L / นาทีUIP4000hdT
15 ถึง 150L3 ถึง 15L / นาทีUIP6000hdT
N.A.10 100L / นาทีUIP16000
N.A.ที่มีขนาดใหญ่กลุ่มของ UIP16000

ติดต่อเรา! / ถามเรา!

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม

โปรดใช้แบบฟอร์มด้านล่างเพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับอิมัลซิไฟเออร์อัลตราโซนิกการใช้งานและราคา เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการอิมัลชันของคุณกับคุณและเพื่อเสนอระบบอัลตราโซนิกที่ตรงกับความต้องการของคุณ!










วิดีโอนี้แสดงตัวประมวลผลอัลตราโซนิก Hielscher UP400S เตรียมน้ำมันพืชขนาดนาโนในน้ำอิมัลชัน

สกัดน้ำมันพืชในน้ำโดยใช้ UP400S

ภาพขนาดย่อของวิดีโอ

อัลตราโซนิกสูงเฉือน homogenizers ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ, ม้านั่งด้านบน, นักบินและการประมวลผลอุตสาหกรรม

Hielscher Ultrasonics ผลิต homogenizers อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมกระจาย emulsification และสกัดในห้องปฏิบัติการนักบินและอุตสาหกรรมขนาด



วรรณกรรม / อ้างอิง

  • 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.
  • Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound, in: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.
  • Behrend, O., Schubert, H. (2001): Influence of hydrostatic pressure and gas content on continuous ultrasound emulsification, in: Ultrasonics Sonochemistry 8 (2001) 271-276.
  • F. Joseph Schork; Yingwu Luo; Wilfred Smulders; James P. Russum; Alessandro Butté; Kevin Fontenot (2005): Miniemulsion Polymerization. Adv Polym Sci (2005) 175: 129–255.

ข้อเท็จจริงที่รู้

ความหมายของคํา “อิมัลชัน”

อิมัลชันเป็นส่วนผสมของของเหลวสองชนิดขึ้นไปเช่นน้ํามันและน้ํา
อิมัลชันสามารถเป็นได้ทั้งน้ํามันในน้ํา (ที่หยดน้ํามันกระจายอยู่ในน้ํา) หรือน้ําในน้ํามัน (ที่หยดน้ํากระจายตัวในน้ํามัน) อิมัลชันถูกนํามาใช้ในการใช้งานที่หลากหลายรวมถึงผลิตภัณฑ์อาหาร (เช่นน้ําสลัดและมายองเนส) เครื่องสําอาง (เช่นโลชั่นและครีม) และยา (เช่นวัคซีน)
อิมัลซิไฟเออร์ทํางานโดยการลดแรงตึงผิวระหว่างสารที่เข้ากันไม่ได้ทั้งสอง (เช่นน้ํามันและน้ํา) ในอิมัลชัน สิ่งนี้จะช่วยลดแนวโน้มของสารทั้งสองที่จะแยกจากกันและช่วยให้พวกเขาสร้างส่วนผสมที่มั่นคง

อิมัลซิไฟเออร์ที่มีเสถียรภาพ

โดยทั่วไปอิมัลชันต้องการความเสถียรโดยใช้สารอิมัลซิไฟเออร์หรือสารลดแรงตึงผิว อิมัลซิไฟเออร์เป็นสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ํา – พวกมันดึงดูดทั้งน้ําและสารไขมัน ซึ่งหมายความว่าพวกเขามีคุณสมบัติชอบน้ํา (รักน้ํา) และไม่ชอบน้ํา (รักน้ํามัน) ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถโต้ตอบกับทั้งขั้นตอนน้ํามันและน้ําของอิมัลชัน ส่วนที่ชอบน้ําของโมเลกุลอิมัลซิไฟเออร์จะยึดติดกับโมเลกุลของน้ําในขณะที่ส่วนที่ไม่ชอบน้ําจะยึดติดกับโมเลกุลของน้ํามัน
โดยล้อมรอบหยดน้ํามันด้วยโมเลกุลอิมัลซิไฟเออร์อิมัลซิไฟเออร์จะสร้างชั้นป้องกันรอบหยดน้ําที่ป้องกันไม่ให้สัมผัสกันและรวมตัวกัน (รวมกัน) เพื่อสร้างหยดน้ําขนาดใหญ่ สิ่งนี้ช่วยให้อิมัลชันมีเสถียรภาพและป้องกันการแยก
เนื่องจากการรวมตัวกันของหยดน้ําหลังจากการหยุดชะงักมีผลต่อการกระจายขนาดหยดสุดท้ายอิมัลซิไฟเออร์ที่มีความเสถียรอย่างมีประสิทธิภาพจะใช้เพื่อรักษาการกระจายขนาดหยดสุดท้ายในระดับที่เท่ากับการกระจายทันทีหลังจากการหยุดชะงักของหยดในเขตการกระจายตัวของอัลตราโซนิก ความคงตัวนําไปสู่การหยุดชะงักของหยดน้ําที่ดีขึ้นที่ความหนาแน่นของพลังงานคงที่
ตัวอย่างของอิมัลซิไฟเออร์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เลซิติน (ซึ่งพบในไข่แดงและถั่วเหลือง) โมโนและไดไกลเซอไรด์โพลีซอร์เบต 80 และโซเดียมสเตียโรอิลแลคไทเลต


อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง! กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher ครอบคลุมสเปกตรัมเต็มรูปแบบจาก ultrasonicator ห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดมากกว่าหน่วยบนม้านั่งไปจนถึงระบบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ

Hielscher Ultrasonics ผลิต homogenizers อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงจาก ห้องปฏิบัติการ ไปยัง ขนาดอุตสาหกรรมของ


เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการของคุณ

มาติดต่อกันเถอะ