Ultrasonik Emülgatörler

Emülsiyon, birbiriyle karışmayan iki sıvıdan oluşan iki fazlı bir sistemdir; iç veya dağılmış faz olarak adlandırılan faz, dış veya sürekli faz olarak adlandırılan diğer fazın içinde küçük damlacıklar hâlinde dağılır. Bir emülsiyon hazırlamak için genellikle iki fazlı sisteme enerji verilmesi gerekir. Ultrasonik kesme kuvvetlerinin, nano boyutlu damlacıklar içeren, üstün kaliteli ve uzun süre kararlı kalan emülsiyonlar üretmede son derece verimli olduğu kanıtlanmıştır.

Ultrasonik Yöntemle İyileştirilmiş Emülsiyon Kararlılığı

Akustik kavitasyonun oluşturduğu ultrasonun fiziksel etkileri, yağ ve su damlacıklarının parçalanmasına yol açar ve böylece mikron ve nano boyutlarında çok küçük damlacıklar içeren kararlı O/W ve W/O emülsiyonlarının oluşumunu kolaylaştırır. Çok küçük damlacık boyutu ve yüksek yüzey alanı sayesinde nanoemülsiyonlar olağanüstü yüksek biyoaktif özellikler sunar; bu, gıda ve takviye ürünleri, ilaç ve kozmetik üretimi açısından önemlidir. Son derece küçük damlacık boyutu sayesinde biyoaktif bileşik hücrelere hızla nüfuz edebilir. Nanoemülsiyonlar, malzeme bilimi ve sanayide de yüksek performanslı kaplamaların, boyaların, polimerlerin ve diğer kompozitlerin üretiminde önemlidir. Ultrasonik olarak hazırlanan nanoemülsiyonlar genellikle makroemülsiyonlardan belirgin ölçüde daha kararlıdır ve çökelme, koalesans veya flokülasyon göstermez.

Son Derece Verimli Ultrasonik Emülsifikasyon

Zungur et al. (2015), su-zeytinyağı emülsiyonlarının hazırlanması için ultrasonik homojenizasyonu klasik yüksek kesmeli homojenizasyonla karşılaştırmıştır. Emülsiyonlarda kapsülleme ajanı olarak WPI ve maltodekstrin, stabilizatör olarak ise Tween20 kullanılmıştır. “Klasik ve ultrasonik homojenizasyon teknikleriyle hazırlanan emülsiyonların kremalaşma indeksi değerleri sırasıyla %20,77–86,26 ve %15,63–91,55 arasında değişmiştir. Genel olarak sonuçlar, ultrasonik emülsifikasyonla hazırlanan emülsiyonların klasik homojenizasyon yöntemiyle hazırlananlardan daha kararlı olduğunu göstermiştir.“

Klasik homojenizasyon yöntemiyle (a) WPI, (b) MD, (c) WPI-MD karışımı (1:1) kullanılarak ve ultrasonik homojenizasyon yöntemiyle (d) WPI (e) MD (f) WPI-MD karışımı (1:1) kullanılarak hazırlanan, %40 (wb) kuru madde ve %9 (wb) yağ içeren emülsiyonların mikroskopi görüntüleri (100x büyütmede). Ultrasonik emülsifikasyon, belirgin ölçüde daha küçük damlacıklar ve daha iyi emülsiyon kararlılığı ile sonuçlanır.
(çalışma ve mikroskopi görüntüleri: Zungur et al., 2015)

Taha et al. (2020), derleme makalelerinde Yüksek Yoğunluklu Ultrasonun (HIU) “proteinler ve polisakkaritler gibi gıda emülgatörlerinin emülsifiye edici özelliklerini iyileştirmek ve bunların emülsiyonlarının kararlılığını artırmak için kullanılabileceği” sonucuna varmıştır. “HIU ile üretilen ve protein-polisakkarit kompleksleriyle stabilize edilen emülsiyonlar, tek tek bileşenlerle stabilize edilen emülsiyonlara kıyasla çevresel streslere karşı daha iyi kararlılık göstermiştir. Ayrıca çeşitli çalışmalar, HIU homojenizatörlerinin yüksek basınçlı homojenizatörlerden ve mikroakışkanlaştırıcılardan daha yüksek enerji verimliliğine sahip olduğunu göstermiştir.” (Taha et al., 2020)

Su içinde yağ (O/W) emülsiyonunun ultrasonik olarak hazırlanması (kırmızı su / sarı yağ). Birkaç saniyelik sonikasyon, su ve yağdan oluşan iki fazı ince damlacıklı bir emülsiyona dönüştürür.

Yüksek Performanslı Ultrasonik Emülgatörler

Hielscher Ultrasonics, araştırma, proses geliştirme, Ar-Ge ve çok büyük hacimli akışların endüstriyel üretimi için her ölçekte yüksek güçlü, düşük frekanslı ultrasonik emülgatörler sunar. Geniş ürün portföyümüz, her boyutta ve her sektör için ideal ultrasonik işlemciyi sunar.
Hielscher Ultrasonics endüstriyel ultrasonik işlemcileri çok yüksek genlikler sağlayabilir. 200µm’ye kadar genliklerle 24/7/365 çalışma düzeninde kolaylıkla sürekli çalışılabilir. Daha da yüksek genlikler için özel olarak uyarlanmış ultrasonik sonotrotlar mevcuttur. Tüm proses parametreleri akıllı yazılım aracılığıyla hassas biçimde kontrol edilebilir ve izlenebilir.

MultiPhaseCavitator – Kararlı Emülsiyonlar için Ultrasonik Enjeksiyon Sistemi

MultiPhaseCavitator – MPC48insert – Hielscher akış hücresi reaktörleri için benzersiz bir eklentidir. MultiPhaseCavitator tasarımı, emülsiyonun ikinci fazını doğrudan kavitasyonun sıcak noktasına enjekte eden 48 ince kanül içerir. Kavitasyon bölgesinde, enjekte edilen ikinci fazın ince akış iplikçikleri 20kHz frekanslı ultrasonik dalgalarla kesilir. Bu, enjekte edilen akışkanın saniyede 20.000 titreşim darbesiyle kesildiği anlamına gelir; bu da nano aralıkta olağanüstü küçük damlacıklar üretir. Ultrasonik kesme, şok dalgaları ve türbülanslar, bu küçük damlacıkları sürekli faz içinde emülsifiye eder ve yüksek kararlılığa sahip üstün bir nanoemülsiyon üretir.

Ultrasonik Emülgatör Satın Almak İster misiniz?

Aşağıdaki iletişim formunu doldurarak, bize e-posta göndererek veya bizi arayarak hemen bizimle iletişime geçin!
Deneyimli ekibimiz, emülsiyon uygulamanızı sizinle görüşmekten ve size en uygun ultrasonik emülgatör sistemini önermekten memnuniyet duyacaktır!

Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında fikir verir: