Ультразвукові емульгатори

Емульсія – це двофазна система двох незмішуваних рідин, де одна фаза, так звана внутрішня або дисперсна фаза, розподілена у вигляді дрібних крапель в іншій, так званій зовнішній або безперервній фазі. Для приготування емульсії зазвичай необхідний енергетичний вплив на двофазну систему. Ультразвукові зсувні сили добре зарекомендували себе як надзвичайно ефективні для виробництва довгостійко стабільних емульсій з нанорозмірними краплями та найвищої якості.

Покращена ультразвуком стабільність емульсії

Фізичні ефекти ультразвуку, спричинені акустичною кавітацією, призводять до руйнування крапель олії та води і тим самим сприяють утворенню стабільних емульсій типу «олія у воді» (O/W) та «вода в олії» (W/O) з дуже малим розміром крапель у мікро- та нанодіапазоні. Завдяки дуже малому розміру крапель та їх високій площі поверхні, наноемульсії пропонують надзвичайно високі біоактивні властивості, що важливо для виробництва продуктів харчування та добавок, фармацевтичних препаратів і косметики. Завдяки крихітному розміру крапель біоактивна сполука може швидко проникати в клітини. Також у матеріалознавстві та промисловості наноемульсії важливі для виробництва високоякісних покриттів, фарб, полімерів та інших композитів. Наноемульсії, отримані ультразвуком, зазвичай значно стабільніші за макроемульсії і не демонструють седиментації, коалесценції або флокуляції.

Надзвичайно ефективна ультразвукова емульсифікація

Zungur et al. (2015) порівняли ультразвукову гомогенізацію з класичною високозсувною гомогенізацією для приготування емульсій «вода-оливкова олія». Для емульсій WPI та мальтодекстрин використовувалися як інкапсулюючі агенти, а Tween20 – як стабілізатор. «Значення індексу кремування емульсій, приготованих за допомогою класичних та ультразвукових технік гомогенізації, змінювалися від 20,77 до 86,26 % та від 15,63 до 91,55 % відповідно. Загалом, результати показали, що емульсії, приготовані за допомогою ультразвукової емульсифікації, є більш стабільними, ніж ті, що приготовані за допомогою класичного методу гомогенізації.»

Мікроскопічні зображення (при 100x збільшенні) емульсій, що містять 40 % (wb) сухої речовини та 9 % (wb) олії, приготованих класичним методом гомогенізації з (a) WPI, (b) MD, (c) сумішшю WPI-MD (1:1); та приготованих методом ультразвукової гомогенізації з (d) WPI (e) MD (f) сумішшю WPI-MD (1:1). Ультразвукова емульсифікація призводить до значно менших крапель та кращої стабільності емульсії.
(дослідження та мікроскопічні зображення: Zungur et al., 2015)

Taha et al. (2020) у своїй оглядовій статті доходять висновку, що високоефективний ультразвук (HIU) «може використовуватися для покращення емульгуючих властивостей харчових емульгаторів, таких як білки та полісахариди, та підвищення стабільності їхніх емульсій. Емульсії, стабілізовані білково-полісахаридними комплексами, отримані за допомогою HIU, показали кращу стабільність проти середовищних стресів, ніж емульсії, стабілізовані окремими компонентами. Крім того, кілька досліджень показали, що гомогенізатори HIU були більш енергоефективними, ніж гомогенізатори високого тиску та мікрофлюїдизатори.» (Taha et al., 2020)

Ультразвукове приготування емульсії «олія у воді» (O/W) (червона вода / жовта олія). Кілька секунд ультразвукової обробки перетворюють дві фази води та олії на дрібну емульсію.

Високопродуктивні ультразвукові емульгатори

Hielscher Ultrasonics постачає високоефективні низькочастотні ультразвукові емульгатори будь-якого масштабу для досліджень, розробки процесів, R&D та промислового виробництва дуже великих об’ємних потоків. Наше широке портфоліо пропонує ідеальний ультразвуковий процесор будь-якого розміру та для будь-якої галузі.
Промислові ультразвукові процесори Hielscher Ultrasonics можуть забезпечувати дуже високі амплітуди. Амплітуди до 200µm можуть легко працювати безперервно в режимі 24/7/365. Для ще вищих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Усі параметри процесу можуть точно контролюватися та моніторитися через розумне програмне забезпечення.

MultiPhaseCavitator – Ультразвукова ін’єкційна система для стабільних емульсій

MultiPhaseCavitator – MPC48insert – це унікальна вставка для проточних ультразвукових реакторів Hielscher. Конструкція MultiPhaseCavitator має 48 тонких канюль, які ін’єктують другу фазу емульсії безпосередньо в гарячу точку кавітації. У зоні кавітації тонкі струмені ін’єктованої другої фази розрізаються ультразвуковими хвилями частотою 20kHz. Це означає, що ін’єктована рідина розрізається 20 000 вібраційними ударами на секунду, що створює надзвичайно дрібні краплі в нанодіапазоні. Ультразвуковий зсув, ударні хвилі та турбулентність емульсифікують ці малі краплі в безперервній фазі та створюють найкращу наноемульсію з високою стабільністю.

Бажаєте купити ультразвуковий емульгатор?

Зв’яжіться з нами зараз, заповнивши контактну форму нижче, надіславши нам електронний лист, або зателефонувавши нам!
Наш досвідчений колектив буде радий обговорити з вами ваше застосування емульсій та порекомендувати вам найбільш підходящу систему ультразвукового емульгатора!

Нижче наведена таблиця дає уявлення про приблизну обробну здатність наших ультразвукових апаратів: