Bir emülsiyon, birbirleri içinde ince bir şekilde dağılmış iki karışmaz sıvıdan oluşur. Yağdaki su emülsiyonları için, yağlı faz (dağılmış faz) sulu faza (sürekli faz) eşit olarak karıştırılır. Ultrasonik emülgatörler iyi kurulmuş-yağ-in-su emülsiyonları ve nano-emülsiyonlar hazırlamak için kurulmuştur. Ultrasonik emülsiyonlar üniform damlacık dağılımı ve uzun vadeli stabilite ile bu nedenle laboratuvarlarda ve endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ultrasonik Yağ-in-Su Emülsiyonlar

Su içi yağ (O/W) emülsiyonları gıda, içecek, kozmetik, ilaç gibi birçok tüketici ürününde ve endüstride (örneğin malzeme bilimi, polimerler, boyalar, kaplamalar, ince kimya vb.) yaygın olarak kullanılmaktadır.

Su Daki Yağ Emülsiyonunun Tanımı

Sudaki yağ emülsiyon, yağlı fazın suda veya başka bir sulu sıvıya dağıldığı bir karışımdır. Küçük yağ damlacıkları su fazında (sürekli faz) ince bir şekilde dağılır ve bu yağ-in-su emülsiyonunu oluşturur. Eğer yağ (dağınık faz) suda (sürekli faz) dağılırsa, su daki bir yağ emülsiyondur; su damlacıkları yağlı bir sürekli faz aeklenirse, buna yağ da su emülsiyondenir.
Sudaki yağ emülsiyonları için, elde edilen emülsiyon kalitesi formülasyona (yağ: su oranı, emülsifiye edici madde) ve emülsifikasyon tekniğine bağlıdır. Ultrasonik emülgatörler, sıvıdaki yoğun yüksek kesme kuvvetleri ve türbülanslar ile karakterize edilen akustik kavitasyon kullanır. Bu son derece yoğun kuvvetler, karışmaz iki sıvı fazını dakika damlacıklarına bozar ve bunları birbirleriyle eşit şekilde karıştırır. Ultrasonik emülsifikasyon kolayca 10nm aşağı damlacık boyutları ile nano boyutlu parçacıklar üretebilir. Çok küçük damlacık boyutu ve ultrasonik olarak hazırlanmış emülsiyonların homojen, eşit damlacık boyutu dağılımı, sonikasyonu tercih edilen emülsifikasyon tekniğine dönüştürür.
 

Eğri, ultrasonik olarak dağılmış bir yağ-in-water nanoemülsiyonunun nano ölçekli damlacık dağılımını ayakkabılar. Bu ultrasonik emülsiyon, sürekli bir su fazında emülsifiye edilmiş nane esansiyel yağı oluşur.

Ultrasonik Emülsifikasyon Faydaları

Ultrasonik emülsifikasyon yüksek basınçlı homojenizasyon, yüksek kesme karıştırma ve verimlilik, nano damlacıklar tutarlı üretim, yüksek emülsiyon istikrar ve yeteneği küçük tüpler ve gagalar büyük akarsular için herhangi bir hacim tedavi etmek gibi diğer emülsifikasyon teknikleri öne çıkmaktadır.
Örneğin, Li ve Xiang (2019) yüksek basınçlı homojenizasyon ve ultrasonik emülsifikasyon onların karşılaştırmalı çalışmada ultrasonication daha düzgün, istikrarlı emülsiyonlar verimleri gösterdi. Ultrasonik emülsifikasyon tarafından yapılan emülsiyon 30 gün depolama sırasında istikrarlı kalırken, hindistan cevizi yağı-in-su emülsiyonları sadece yüksek basınçlı homojenizasyontabi olduktan sonra ortaya çıktı.
Mekanik ajitasyon ile karşılaştırıldığında, ultrasonik teknikle hazırlanan emülsiyonların, termodinamik olarak stabilize edilmiş küçük damlacık boyutuna atfedilebilir mekanik ajitasyon tarafından hazırlanan emülsiyonlara kıyasla daha uzun süre daha stabil olduğu bulunmuştur. Ultrasonik teknik geleneksel mekanik ajitasyon yöntemi daha kararlı emülsiyonlar vermek. (cf. Ramisetty ve Shyamsunder, 2011)
O'Sullivan ve ark. (2015) çalışmalarında ultrasonik emülsifikasyonun sürekli olarak submikron emülsiyonları (200 nm'den az) ortaya çıkardığını göstermektedir. Ancak, 10nm tek tip damlacık boyutu ile nano emülsiyonlar kolayca ve güvenilir optimize koşullar altında elde edilebilir. Ultrasonik üretilen emülsiyonların damlacık boyutu hem toplu hem de sürekli işleme için zaman ve ultrasonik genlik işleme bir fonksiyonudur.

Bir yağ-in-su Ultrasonik hazırlık (O / W) emülsiyon (kırmızı su / sarı yağ). Sonication birkaç saniye ince bir emülsiyon içine ayrı su / yağ aşamaları açın.

Ultrasonik Emülsifikasyon Çalışma Prensibi

Emülsiyonlar ve nano-emülsiyonlar (yağ-su ve su-in-yağ emülsiyonları gibi) ultrasonik üretim akustik kavitasyon çalışma prensibine dayanmaktadır. Akustik kavitasyon oluşturmak için, yüksek yoğunluklu, düşük frekanslı ultrason ultrason transdüser tarafından oluşturulan ve ultrasonik boynuz ve prob (sonotrode) ile bir sıvı içine iletilir. Yüksek güçlü ultrason 16-30kHz aralığında ultrason olarak kabul edilir. Ultrason sondası genişler ve sözleşmeler örneğin, 20kHz, bu nedenle orta içine saniyede sırasıyla 20.000 titreşim iletimi. Ultrasonik dalgalar sıvı ile seyahat, yüksek basınç alternatif (sıkıştırma) / düşük basınç (rarefaction / genişleme) döngüleri dakika boşlukları (vakum kabarcıklar), çeşitli basınç döngüleri üzerinde büyümek oluşturmak. Sıvı ve kabarcıkların sıkıştırma evresi sırasında basınç pozitiftir, nadir likevme evresi ise vakum (negatif basınç) üretir. Sıkıştırma-genişletme döngüleri sırasında, sıvıdaki boşluklar bir boyuta ulaşana kadar büyürler ve daha fazla enerji yitiremezler. Bu noktada, şiddetle patlarlar. Bu boşlukların içe patlaması akustik / ultrasonik kavitasyon fenomeni olarak bilinen çeşitli son derece enerjik etkileri, sonuçları. Akustik kavitasyon sıvı-sıvı, katı-sıvı ve gaz-sıvı sistemleri etkileyen manifoldu son derece enerjik etkileri ile karakterizedir. Enerji yoğun bölge veya kavitasyon bölgesi sözde sıcak nokta bölgesi olarak bilinir, ultrasonik prob yakın çevresinde en enerji yoğun ve sonotrode artan mesafe ile azalır. Ultrasonik kavitasyon ana özellikleri yerel olarak çok yüksek sıcaklıklar ve basınçlar ve ilgili diferansiyel, türbülanslar ve sıvı akışı meydana içerir. Ultrasonik sıcak noktalarultrasonik boşlukların içe patlama sırasında, 5000 Kelvin kadar sıcaklıklar, 200 atmosferve 1000km / h kadar sıvı jetleri basınçları ölçülebilir. Bu olağanüstü enerji yoğun koşullar son derece etkili karıştırma, dağıtma ve emülsifiye ile süreçleri yoğunlaştırmak sonomekanik etkilere katkıda bulunur. Ultrasonik kesme kuvvetleri, sıvı akış ve türbülans damlacıkları bozar ve birbirleri ile eşit olarak karıştırır. Yüksek performanslı ultrasonication tek tip boyut dağılımı ile güvenilir nano damlacıklar üretir. Bu ultrasonik emülsifikasyon yüksek emülsiyon stabilitesi ve raf ömrü ile yağ-in-su emülsiyonları / nano-emülsiyonlar hazırlamak için tercih edilen yöntem yapar.

Ultrasonik Yoğunluğun Emülsiyon Kalitesi Üzerine Etkileri

Emülsiyon kalitesi esas olarak stabilitesi ile karakterizedir. Buna karşılık, emülsiyon stabilitesi damlacık boyutu dağılımı ve emülsiyon formülasyonu bir faktördür.
Ultrasonik yoğunluk, yani genlik ve sonication süresi, elde edilen emülsiyon kalitesini etkileyen önemli faktörlerdir.
Araştırmada, ultrasonik emülsifikasyon iki aşamaya ayrılır: Ilk adım sırasında, interfacial dalgalar ve Rayleigh-Taylor istikrarsızlık bir arada meydana, sürekli faz içine dağınık faz damlacıkları patlamasına neden.
İkinci adım sırasında, damlacıklar damlacık sınır fazlarının yakınındaki akustik kavitasyondan ayrılır. Kavitasyonel şok dalgalarının neden olduğu damlacık bozulması ve karışmasının yoğun etkileri çok küçük damlacık boyutları oluşturur. Ultrasonik yoğunluk, genlik ve sonikasyon süresi, kavitasyonun elde edilen etkisinden ve dolayısıyla ince boyutlu emülsifikasyon ile ilgili en etkili parametrelerden sorumludur. Hielscher Ultrasonics endüstriyel ultrasonik işlemciler çok yüksek genlikler sunabilir. 200μm'ye kadar genlikler 7/24 çalışmada kolayca sürekli olarak çalıştırılabilir. Daha yüksek genlikler için, özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodlar mevcuttur.

Yüksek Performanslı Ultrasonik Emülgatörler

Ultrasonik emülsifikasyon kolaylaştırır ve submicron ve nano boyutlu damlacıklar ile yüksek kaliteli emülsiyon üretimini hızlandırır güvenilir bir işleme teknolojisidir. Hielscher Ultrasonik portföyü emülsifikasyon uygulamaları için endüstriyel sistemlere kompakt laboratuvar ultrasonicators tam aralığı kapsar. Bu hielscher bize öngörülen emülsiyon kalitesi ve süreç kapasitesi için en uygun ultrasonicator sunmak için izin verir. Bizim uzun zamandır deneyimli personel fizibilite testleri ve nihai üretim düzeyinde ultrasonik sistemin kurulumu için süreç optimizasyonu size yardımcı olacaktır.
Bizim ultrasonik çıkarıcılar küçük ayak baskı yanı sıra kurulum seçenekleri çok yönlülük onları küçük alan işleme tesislerine bile uygun hale. Ultrasonik işlemciler gıda, ilaç ve besin takviyesi üretim tesislerinde dünya çapında yüklenir.

Hielscher Ultrasonics – Gelişmiş Emülsifikasyon Sistemleri

Hielscher Ultrasonik ürün portföyü küçük büyük ölçekli yüksek performanslı ultrasonik emülgatörlerin tam yelpazesini kapsar. Ek aksesuarlar emülsifikasyon işlemi için en uygun ultrasonik cihaz yapılandırmakolay montaj için izin verir. En iyi ultrasonik kurulum öngörülen kapasite, hacim, hammadde, toplu veya satır lı süreç ve zaman çizelgesi bağlıdır.

Toplu İşlem ve Satır İçi

Hielscher ultrasonik emülgatörler toplu ve sürekli akış yoluyla işleme için kullanılabilir. Ultrasonik toplu işleme proses testi, optimizasyon ve küçük orta ölçekli üretim düzeyi için idealdir. Büyük hacimlerde emülsiyon üreten bir işlem için satır altı işleme daha avantajlı olabilir. Sürekli bir satır altı karıştırma işlemi, gelişmiş bir kurulum gerektirir – bir pompa, hortumlar veya borular ve tanklar oluşan -, ama son derece verimli, hızlı ve önemli ölçüde daha az işçilik gerektirir. Hielscher Ultrasonik emülsiyon hacmi ve süreç hedefleri için en uygun emülsifikasyon kurulum vardır.

Ultrasonik Problar ve Reaktörler Herhangi Bir Boyutta Emülsifikasyon için

Hielscher Ultrasonics ürün yelpazesi tezgah üstü ve pilot sistemleri üzerinde kompakt laboratuvar ultrasonicators gelen ultrasonik işlemcilerin tam spektrum ukapsar tam endüstriyel ultrasonik işlemciler saatte kamyon yüklerini işlemek için kapasitesi ile. Tam ürün yelpazesi bize süreç kapasitesi ve üretim hedefleri için en uygun ultrasonik emülgatör sunmak için izin verir.
Ultrasonik tezgah sistemleri fizibilite testi ve süreç optimizasyonu için idealdir. Belirlenen proses parametrelerine dayalı doğrusal ölçeklendirme, işleme kapasitelerini daha küçük lotlardan tam ticari üretime yükseltmeyi çok kolaylaştırır. Yukarı ölçekleme ya daha güçlü bir ultrasonik çıkarıcı birim yükleyerek veya paralel olarak birkaç ultrasonicators kümeleme yapılabilir. UIP16000 ile Hielscher dünya çapında en güçlü ultrasonik emülgatör sunuyor.

Optimum Sonuçlar için Hassas Kontrol Genlikleri

Tüm Hielscher ultrasonicators üretim de hassas ve dolayısıyla güvenilir iş atları kontrol edilir. Genlik ultrasonik emülsifikasyon verimliliği ve etkinliğini etkileyen önemli süreç parametrelerinden biridir Genlik, ultrasonik emülsifikasyonun kalitesini kararlı bir şekilde etkileyen çok önemli bir faktördür. Tüm Hielscher Ultrasonics işlemciler genliğin hassas ayarlanmasına izin verir. Sonotrodlar ve güçlendirici kornalar, genliği daha geniş bir aralıkta değiştirmeye izin veren aksesuarlardır. Hielscher'ın endüstriyel ultrasonik işlemcileri çok yüksek genlikler sunabilir ve zorlu uygulamalar için gerekli ultrasonik yoğunluğu sağlayabilir. 200μm'ye kadar genlikler 7/24 çalışmada kolayca sürekli olarak çalıştırılabilir.
Hassas genlik ayarları ve akıllı yazılım ile ultrasonik işlem parametrelerinin kalıcı izleme en etkili ultrasonik koşulları ile emülsiyon tedavi imkanı verir. En iyi emülsifikasyon sonuçları için en uygun sonication!
Hielscher ultrasonik ekipman sağlamlığı ağır ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışma için izin verir. Bu Hielscher ultrasonik ekipman emülsifikasyon gereksinimlerini karşılayan güvenilir bir çalışma aracı yapar.

Kolay, Risksiz Test

Ultrasonik işlemler tamamen doğrusal ölçeklendirilebilir. Bu bir laboratuvar veya tezgah üstü ultrasonicator kullanarak elde ettiğiniz her sonuç, tam olarak aynı işlem parametreleri kullanılarak tam olarak aynı çıktı ölçeklenebilir anlamına gelir. Bu ultrasonication risksiz fizibilite testi, süreç optimizasyonu ve ticari üretim içine sonraki uygulama için ideal hale getirir. Sonication emülsiyon üretimini nasıl artırabilir öğrenmek için bize ulaşın.

En Yüksek Kalite – Almanya'da Tasarlanmış ve Üretilmiştir

Bir aile şirketi ve aile tarafından işletilen bir işletme olarak, Hielscher ultrasonik işlemciler için en yüksek kalite standartlarına öncelik verir. Tüm ultrasonicators tasarlanmış, imal ve iyice Berlin, Almanya yakınlarındaki Teltow bizim merkezinde test edilmiştir. Hielscher ultrasonik ekipman sağlamlık ve güvenilirlik üretim bir iş atı olun. 7/24 tam yük altında ve zorlu ortamlarda çalışan hielscher'ın yüksek performanslı mikserlerinin doğal bir özelliğidir.

Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir: