Püskürtmeli Kurutma Öncesi Mikrokapsülleme için Ultrasonik Nano-Emülsifikasyon
- Aktif bileşenleri sprey kurutma yoluyla mikrokapsüllemek için, ince boyutlu, stabil bir mikro veya nano emülsiyon hazırlanmalıdır.
- Ultrasonik emülsifikasyon, kararlı mikro ve nano emülsiyonlar üretmek için kolay ve güvenilir bir tekniktir
- Alternatif yüzey aktif madde olarak, arabi zamkı veya WPI gibi biyopolimerler, ultrasonik emülsifikasyon işlemlerinde gıda sınıfı stabilizatörler olarak kullanılabilir.
kapsülleme
Emülsiyonlar ve emülsiyon kalitesi, sprey kurutma gibi kapsülleme işlemleri yoluyla hazırlanan yağlı mikropartiküllerin verimliliği ve stabilitesi açısından önemli bir rol oynamaktadır. Emülsiyon stabilitesi, viskozite, damlacık boyutu ve yağ/su oranı çok önemli faktörlerdir. Emülsiyonun hazırlanması ile başlayan ve sprey kurutma ile sona eren işlem sırasında, mikropartiküllerin bozulmasını önlemek için emülsiyonun tüm bu fiziksel ve kimyasal özelliklerinin korunması gerekir. Mikroenkapsülasyonun kalitesi ve emülsiyonların stabilitesi yakından ilişkilidir ve nihai toz ürünlerin kalitesini önemli ölçüde etkiler. Bu nedenle, güvenilir bir emülsifikasyon tekniği gereklidir. Ultrasonik emülsifikasyon, makro, nano ve mikro emülsiyonlar üretmek için dünya çapında çeşitli endüstrilerde kullanılan iyi bilinen bir teknolojidir.
Ultrasonik Nano Emülsiyonlar
Yüksek performanslı ultrasonicators, gıda, ilaç ve kozmetik endüstrisinde emülsifikasyon süreçleri için iyi kurulmuştur. Yoğun ultrason dalgalarının uygulanması, mikron veya nano boyutlu damlacıklara sahip emülsiyonlar üretmek için etkili bir yöntemdir. Ultrasonik emülsifikasyon, yüksek yoğunluklu ultrason dalgalarının ve yüksek hızlı sıvı jetlerinin damlacıkları kestiği kavitasyon prensibine dayanır’ yüzey, böylece küçük damlacıklar ve kararlı emülsiyonlar oluşturur.
Emülsiyon Stabilizatörleri
Ultrasonik emülsiyonlar, geleneksel emülsifiye edici ajanlar (örneğin polisorbat, sorbitan vb.) kullanılarak değil, aynı zamanda biyopolimerler (örneğin guar zamkı, arap zamkı, WPI vb.) kullanılarak stabilize edilebilir. Endüstriler, biyopolimerlerin emülsiyon stabilizatörleri olarak büyük potansiyelini kabul etmişlerdir. Özellikle gıda, ilaç ve kozmetik emülsiyonları için biyopolimerler, “temiz” etiket. Biyopolimerler ve biyopolimer kompleksleri büyük hacimlerde ve gıda sınıfı kalitesinde mevcuttur. Biyopolimer kompleksleri (polisakkarit-protein kompleksleri gibi), kendi başına her bir polimerden daha iyi özellikler sundukları için biyopolimerlerden daha üstündür. Bir protein ve bir polisakkaritten (= kompleks karbonhidrat polimerleri) oluşan bir biyopolimer, her molekülün faydalarını sunar. Protein, yüzey aktivitesini arttırır, böylece önemli ölçüde daha düşük bir konsantrasyonda daha yüksek bir yüzey tabakası doygunluğu elde edilir. Kompleksteki polisakkarit, arayüzey gerilimini ve dolayısıyla yeni yüzeyler oluşturmak için gereken enerjiyi azaltır. Böylece, polisakkaritler küçük damlacıkların oluşumunu arttırır. Bir biyopolimer kompleksi, her iki bileşeninin de en iyisini sunar ve bu nedenle güçlü bir stabilizatör yapar.
UP400St, 400 watt güçlü bir ultrasonik homojenizatör, nano-lipozomların üretimi için.
Yüksek Performanslı Ultrasonikatörler
Hielscher'ın yüksek performanslı ultrasonik işlemcileri, kararlı makro, nano ve mikroemülsiyonların hazırlanması için dünya çapında kurulmuştur. Küçük el ürünlerinden değişen bir ürün portföyü ile Ultrasonik Laboratuvar Cihazları Hedef Yüksek Güçlü Endüstriyel Ultrasonik Sistemler Büyük satır içi emülsiyon akışlarının ticari üretimi için, Hielscher Ultrasonik size işleminiz için en uygun ultrasonicator'ı sunar.
Güç girişi, genlik (sonotrottaki yer değiştirme), sıcaklık ve akış hızı formülasyonunuzun gereksinimlerine göre ayarlanabilir. Endüstriyel ultrasonik işlemcilerimiz çok yüksek genlikler sağlayabilir. 200μm'ye kadar genlikler, 7/24 çalışmada kolayca sürekli olarak çalıştırılabilir. Daha da yüksek genlikler için, özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodlar mevcuttur.
Sonikasyon parametreleri üzerinde hassas kontrol ve yerleşik bir SD kartta otomatik veri kaydı, yüksek işleme kalitesi sağlar ve süreç standardizasyonuna izin verir. Tüm ultrasonik işlemcilerimiz tam yük altında 7/24 çalışma için tasarlanmıştır. Sağlamlık, düşük bakım ve kullanıcı dostu olma, Hielscher'ın ultrasonicators'ın diğer avantajlarıdır, bu da onları üretimde iş gücünüz haline getirir.
Hielscher'ın benzersiz gibi aksesuarlar Çok Fazlı Kavitatör, ikinci fazı kanüller yoluyla doğrudan kavitasyonel sıcak noktaya enjekte eden bir akış hücresi eki (bkz. solda), optimal bir ultrasonik emülsifikasyon sisteminin kurulmasına yardımcı olur.
Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir:
| Numune Hacmi | Akış Oranı | Önerilen Cihaz |
|---|---|---|
| 1 - 500mL | 10 - 200mL/min | UP100H |
| 10 - 2000mL | 20 - 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 - 20L | 0,2 - 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 - 100L | 2 - 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 - 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | daha büyük | grubu UIP16000 |
Bizimle İletişime Geçin! / Bize Sor!
Bir emülsiyonun ultrasonik hazırlanması (kırmızı su / sarı yağ). Birkaç saniyelik sonikasyon, ayrı su / yağ fazlarını ince bir emülsiyona dönüştürür.
Laboratuvardan pilota ve endüstriyel ölçeğe kadar yüksek güçlü ultrasonik işlemciler.
Literatür / Referanslar
- Campelo, Pedro Henrique; Junqueira, Luciana Affonso; de Resende, Jaime Vilela; Domingues Zacarias, Rosana; de Barros Fernandes, Regiane Victória; Alvarenga Botrel, Diego; Vilela Borges, Soraia (2017): Stability of lime essential oil emulsion prepared using biopolymers and ultrasound treatment. International Journal of Food Properties Vol.20, No.S1, 2017. 564-579.
- Maphosa, Yvonne; Jideani, Victoria A. (2018): Factors Affecting the Stability of Emulsions Stabilised by Biopolymers. In: Science and Technology Behind Nanoemulsions (Edited by Selcan Karakuş). 2018
Bilmeye Değer Gerçekler
Emülsiyon Stabilizatörleri Olarak Biyopolimerler
Çoğu emülsiyonu uzun süreli stabil hale getirmek için stabilizatörler ve yüzey aktif maddeler gereklidir. Polisakkaritler ve proteinler gibi biyopolimerler, emülsiyon sistemlerinde fonksiyonel bileşenler olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Biyopolimerler, jelleşme ve emülsifiye etme kapasiteleri nedeniyle iyi bir emülsiyon stabilize edici performans sunan doğal bir emülsifiye edici ajan türüdür. Stabil emülsiyonların üretimi, gıda ürünlerinin püskürtülerek kurutulması yoluyla başarılı bir kapsülleme için bir ön koşul olduğundan, biyopolimerler tercih edilen bir stabilizatör türüdür. Biyopolimerler kendi başlarına veya kombinasyon halinde stabilizatör olarak kullanılabilir.
Arap zamkı ve peynir altı suyu proteini izolatı (WPI) gibi biyopolimerler ucuzdur ve gıda üretiminde kolayca işlenebilir. Arap zamkı, anyonik karbonhidratlar ve bazı proteinlerin bir karışımıdır. Polisakkarit yapısıyla yakından bağlantılı olan çok dallı proteinleri, arap zamkına iyi emülsifiye edici özellikler verir. Peynir altı suyu proteini izolatı, küresel proteinlerin bir karışımından oluşur. Bu küresel proteinler, homojenizasyon sırasında yağ damlacıkları yüzeyine hızlı bir şekilde adsorbe edilebilir, bu da küçük damlacıkların oluşumunu kolaylaştırır.
Emülsifiye edici ajanlar olarak kullanılan diğer yaygın biyopolimerler, diğerleri arasında jelatin, ksantan zamkı, nişasta, kazein, pektinler, maltodekstrin, ovalbümin, sodyum aljinat ve karboksimetilselülozdur.
Biyopolimer kompleksleri iki veya daha fazla biyopolimerden oluşur. Biyopolimer kompleksleri kimyasal, enzimatik veya ısıl işlemlerle sentezlenebilir. Kompleksleşme genellikle nihai biyopolimer kompleksinin sağlamlığını ve çözünürlüğünü artırarak kullanılabilirliklerini ve stabilitelerini arttırır. Özellikle değişen sıcaklıklar, pH ve iyonik kuvvet açısından ortaya çıkan daha yüksek stabilite, emülsifikasyon işlemleri için önemli faktörlerdir.