Kuchli ultratovush yordamida mum emulsiyalari
Mum juda bir jinsli taqsimlangan nanotomchilar shaklida disperslanganda, barqaror mum emulsiyasi hosil boʻladi. Ultratovushli gomogenizatorlar yuqori siljish kuchlarini hosil qiladi va barqaror mum nanoemulsiyalarini ishlab chiqarish uchun ishonchli hamda mustahkam tizimlardir. Hielscher Ultrasonics yuqori siljish kuchlarini hosil qiluvchi gomogenizatorlari turli sanoat tarmoqlari uchun yuqori sifatli emulsiyalar beradi.
Ultratovush yordamida mum emulsiyalari
Ultratovush yordamida hosil qilingan yuqori siljish kuchlari nanooʻlchamli mum emulsiyalarini, masalan, barqaror parafin mumi nanoemulsiyalarini ishlab chiqarish uchun zarur energiyani beradi.
Juda yuqori funksional xususiyatlarga (masalan, moylash, suvga chidamlilik, tirnalishga chidamlilik va boshqalar) ega yuqori sifatli mahsulot olish uchun turli mumlarni birlashtirib, submikron va nanooʻlchamli emulsiyalar hamda dispersiyalar tayyorlash mumkin.
Ultratovushli gomogenizatorlarning yuqori siljish kuchlari zarrachalari muvozanat holatida boʻlgan, foydalanishga tayyor barqaror mum tarkiblarini ishlab chiqarish imkonini beradi. Ultratovush yordamida emulsiyalash natijasida nanooʻlchamli zarrachalar va bir tekis taqsimlanish hosil boʻladi.
Mum emulsiyalarini ishlab chiqarish uchun oqib oʻtish rejimida ishlaydigan sanoat ultratovush tizimi.
- 100nm dan kichik, juda mayda tomchilar
- barqaror emulsiyalar
- uzaytirilgan saqlash muddati (mexanik barqarorlik)
- yuqoriroq samaradorlik
- jarayonni aniq boshqarish
Ultratovush yordamida parafin mumi nanoemulsiyasi
Barqaror parafin mumi emulsiyasini qanday tayyorlash mumkin
Nanooʻlchamli mum emulsiyasi eritilgan parafin mumi (moy fazasi sifatida), distillangan suv va sirt faol modda sifatida anionli SDS dan tayyorlanadi. Dastlabki dagʻal aralashmani hosil qilish uchun mum, suv va sirt faol modda 1000 rpm tezlikda magnit aralashtirgich yordamida gomogenlashtiriladi. Buning uchun sirt faol modda (emulsiyadagi konsentratsiyasi 10 mg/ml) va suv stakanda aralashtiriladi va taxminan 65–70ºC gacha qizdiriladi. Soʻngra magnit aralashtirish davomida moy fazasining hajmiy ulushini 0,2 darajasida saqlagan holda parafin mumi tomchilab qoʻshiladi.
Parafin mumi toʻliq qoʻshilgach, dastlab dagʻal aralashtirilgan emulsiyaga UIP1000hdT (1000W, 20kHz) stol usti ultratovushli gomogenizatori yordamida ultratovush bilan taxminan 15 min davomida ishlov beriladi. Ultratovush yordamida emulsiyalash jarayoni natijasida juda yuqori barqarorlikka ega mum nanoemulsiyasi hosil boʻladi.
Ultratovush bilan ishlov berish yordamida parafin mumi emulsiyasini tayyorlash haqida batafsil oʻqing!
Hielscher UP400St yordamida tayyorlangan ultratovushli nanoemulsiyalar
Sirt faol moddalar
Mum emulsiyalarini sterik mexanizm (noionli emulgatorlardan foydalanib) yoki elektrostatik mexanizm (ionli emulgatorlardan, koʻpincha anionli emulgatorlardan foydalanib) yordamida barqarorlashtirish mumkin. Anionli va noionli emulgatorlarni birlashtirish emulsiyaga eng maqbul barqarorlikni beradi, chunki mum zarrachalari ikkala barqarorlashtirish mexanizmi orqali himoyalanadi. Bu elektrosterik barqarorlashtirish mexanizmi deb ataladi.
Mumlarni emulsiyalash uchun anionli, kationli yoki noionli boʻlishi mumkin boʻlgan turli emulgatorlar yoki sirt faol moddalardan foydalanish mumkin. Eng koʻp ishlatiladigan sirt faol moddalar noionli sirt faol moddalar sifatida qoʻllanadigan yogʻ spirtlari etoksilatlaridir, chunki ular qattiq suv, pH ning keskin oʻzgarishlari va elektrolitlarga nisbatan favqulodda barqarorlikni taʼminlaydi. Materialning boshqa oʻziga xos xususiyatlari uchun turli boshqa moddalar, masalan, yaxshiroq gidrofoblik uchun anionli sirt faol moddalar yoki yaxshiroq adgeziya uchun kationli sirt faol moddalar ishlatiladi.
Izoh: Tomchilar qanchalik kichik boʻlsa, ularning yuzasini qoplash uchun shunchalik koʻp sirt faol modda talab qilinadi, chunki sharlarning V/S nisbati quyidagicha: S/V = 3/R. Uzunlik yoki radius x*l yoki x*r tarzida oshganda, sirt yuzasi x ning kvadrati (x2) boʻyicha ortadi, hajm esa x ning kubi boʻyicha ortadi (x3).
Mum emulsiyalari va dispersiyalari asosida tarkiblar tayyorlash
Ultratovushli gomogenizatorlar faqat mum emulsiyalari / dispersiyalarini hosil qilish uchun ishlatilmaydi – ular emulsiyani yakuniy mahsulotga (masalan, qoplamalar, laklar, boʻyoqlar, kosmetika va boshqalar) qoʻshimcha sifatida kiritish uchun keyingi bosqichlarda mum emulsiyalariga ishlov berishda ham qoʻllanadi.
Barqaror mum emulsiyalari uchun ogʻir ish rejimiga moʻljallangan ultratovushli gomogenizatorlar
Hielscher Ultrasonics yuqori quvvatli ultratovushli gomogenizatorlarning dunyoga mashhur yetkazib beruvchisidir. Bizning ultratovush qurilmalarimiz butun dunyoda kimyo, farmatsevtika, kosmetika va oziq-ovqat sanoatida ishonchli va mustahkam «ish otlari» sifatida qoʻllanadi. Hielscher sanoat ultratovush qurilmalari kuchli kavitatsiya va yuqori siljish hosil qilish uchun 200µm gacha (va talabga koʻra undan ham yuqori) boʻlgan juda yuqori amplitudalarni uzluksiz taʼminlay oladi. Natijada zarrachalar oʻlchamining taqsimlanishi juda tor boʻlgan oʻta mayda nanoemulsiyalar va dispersiyalar ishlab chiqariladi. Bizning yuqori quvvatli ultratovush tizimlarimiz mum tarkiblaringizning yuqori sifatiga erishishingizga yordam beradi.
Hielscher ultratovush qurilmalarining mustahkamligi ogʻir ish rejimida va murakkab sharoitlarda 24/7 ishlash imkonini beradi.
UP400St zondli ultratovush qurilmasi barqaror mum emulsiyalarini tayyorlash uchun.
| Partiya hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etilgan qurilmalar |
|---|---|---|
| 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 |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | kattaroq | quyidagi qurilmalardan tashkil topgan klaster: UIP16000hdT |
Biz bilan bogʻlaning! / Bizga savol bering!
Kuchli 1,5kW ultratovushli gomogenizator UIP15000hdT oqim liniyasida emulsiyalash uchun oqim hujayrasi bilan.
Adabiyotlar / Manbalar
- Salla Puupponen, Ari Seppälä, Olli Vartia, Kari Saari, Tapio Ala-Nissilä (2015): Preparation of paraffin and fatty acid phase changing nanoemulsions for heat transfer. Thermochimica Acta, Volume 601, 2015. 33-38.
- Behrend, O.; Ax, K.; Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound. Ultrason Sonochem. 7(2), 2000. 77-85.
- Hosseini S.; Tarzi B. G.; Gharachorloo M.; Ghavami M.; Bakhoda H. (2015): Optimization on the Stability of Linseed Oil-in-Water Nanoemulsions Generated by Ultrasonic Emulsification Using Response Surface Methodology (RSM). Orient J Chem 31(2), 2015.
Bilishga arziydigan faktlar
Mum nima? Mumlar nima uchun ishlatiladi?
Mumlar atrof-muhit haroratiga yaqin haroratlarda gidrofob, oson shakl beriladigan qattiq moddalar boʻlgan organik birikmalarning xilma-xil sinfi sifatida taʼriflanadi. Mumlar turli komponentlardan, jumladan uglevodorodlar (normal yoki tarmoqlangan alkanlar va alkenlar), ketonlar, diketonlar, birlamchi va ikkilamchi spirtlar, aldegidlar, sterol efirlari, alkan kislotalari, terpenlar (skvalen) va monoefirlardan (mum efirlari) tashkil topadi. Mumlarning kimyoviy tarkibi murakkab va oʻzgaruvchan, lekin umuman olganda mumlar nisbatan yuqori ulushdagi alkanlarni oʻz ichiga oladi va uglevodorodlar uzun yoki juda uzun uglerod zanjirlariga ega (12 tadan taxminan 38 tagacha uglerod atomi). Ular keng harorat oraligʻida qattiq holatda boʻladi (erish nuqtasi 60°C va 100°C oraligʻida). Eritilganda ular past qovushqoqlikdagi suyuqlikka aylanadi.
Ular suvda erimasligi, ammo organik, qutbsiz erituvchilarda erishi bilan tavsiflanadi. Mumlarni tabiiy (oʻsimlik va hayvonlardan olinadigan), yarim sintetik va sintetik mumlarga ajratish mumkin.
Mumlarni tijorat maqsadida ishlab chiqarish uchun asosiy manba xom neftdir.
Neft mumlarining eng muhim ikki turi parafin va mikrokristall mumlardir:
Parafin mumlari asosan oq, hidsiz, taʼmsiz, mumsimon qattiq konsistensiyaga ega boʻlib, odatiy erish nuqtasi 46°C va 68°C (115°F va 154°F) oraligʻida, zichligi esa taxminan 900 kg/m3. U makrokristall tuzilishga ega va suvda erimaydi, ammo efir, benzol va ayrim murakkab efirlarda eriydi. Parafin mumlari xom neftdan olinadi va 20 tadan 40 tagacha uglerod atomini oʻz ichiga oladi.
Mikrokristall mum, shuningdek petrolatum nomi bilan ham tanilgan boʻlib, hidi, rangi, moy miqdori, konsistensiyasi va moyni bogʻlash xususiyati tufayli turli sohalarda qoʻllanadi.
α-olefin mumlari etilendan Ziegler-Natta katalizatori bilan Fischer-Tropsch sintezi orqali yoki etilenni oligomerlashtirish orqali sintetik yoʻl bilan olinadi. Alfa-olefin mumlari eng koʻp moylash moylari qoʻshimchalarida, PVC uchun moylash vositalarida, shamlarda, neft quduqlarini burgʻilash uchun kimyoviy moddalarda va kosmetikada ishlatiladi.
Polietilen mumi (PE-WAX) etilen monomeri zanjirlaridan tashkil topgan oʻta past molekulyar massali polietilendir (ULMWPE). Polipropilen mumi (PP-WAX) sintetik, kristall, past molekulyar massali smoladir.
Polietilen va polipropilen mumlarining ikkalasi ham gomopolimerlar boʻlib, asosan plastmassalar uchun boʻyovchi moddalar tarkiblarini tayyorlashda ishlatiladi.
Kopolimer mumlari – masalan, etilen vinilatsetat (EVA) va etilen akril kislotasi (EAA) hosilalari – qoplamalar, jumladan metallik asosiy qoplamalar tarkiblarida keng qoʻllanadi.
Mumlar va mum qoʻshimchalari mahsulotga moylash/sirpanish, reologik xususiyatlar, yeyilishga chidamlilik, yopishib qolishning oldini olish/toʻsiq hosil qilish, jilolash yoki xiralashtirish, oksidlanishga chidamlilik va/yoki suvni qaytarish xususiyatlarini berish uchun keng ishlatiladi.
Mumlar koʻplab sanoat tarmoqlarida, jumladan kimyoviy moddalar (masalan, nozik va maxsus kimyo mahsulotlari), qoplamalar, boʻyoqlar va siyohlar, qoʻshimchalar va modifikatorlar, yelimlar, plastmassalar va PVC, shinalar va rezinalar, qurilish va bino qurish, termostatik boshqaruv qurilmalari, qadoqlar, oziq-ovqat va kosmetika ishlab chiqarishda keng qoʻllanadigan komponentdir.
Tabiiy mumlar:
- Hayvon mumlari: asalari mumi, lanolin, hayvon yogʻi, shellak, spermatset
- Oʻsimlik mumlari: karnauba, kandelilla, soya, kanakunjut, guruch kepagi, mumdaraxt, jojoba va boshqalar.
Mineral mumlar:
- Qazilma mumlar: serezin, montan mumi, ozokerit, torf mumi
- Neft mumlari: parafin, mikrokristall mumlar, masalan, petrolatum
Sintez qilingan mumlar:
Sintetik mumlar: etilen polimerlari, masalan, polietilen va poliolning oddiy-murakkab efirlari; poliolefin mumlari; yogʻ kislotalari amidlaridan tashkil topgan mumlar; xlorlangan naftalinlar; uglevodorod turidagi mumlar, masalan, Fischer-Tropsch.
Mum emulsiyasi nima?
Mum emulsiyasi / mum dispersiyasi bir yoki bir nechta mumning suvdagi barqaror aralashmasidir. Mumlar va suvli suyuqliklar odatda oʻzaro aralashmagani sababli, barqaror mum emulsiyasini hosil qilish uchun sirt faol moddalar va murakkab aralashtirish jarayoni, masalan, kuchli ultratovush talab etiladi. Toʻgʻri atama bilan aytganda, mum emulsiyasi mum dispersiyasi deb atalishi kerak, chunki mumlar xona haroratida qattiq holatda boʻladi. Ammo mum emulsiyalari / dispersiyalari eritilgan mumlardan tayyorlangani uchun, suvli mum tarkiblariga nisbatan koʻpincha «emulsiyalash» va «mum emulsiyasi» atamalari qoʻllanadi, «mum dispersiyasi» atamasi esa asosan erituvchi asosidagi mum tarkibini tavsiflaydi.
Emulsiya nima
Emulsiya ikki yoki undan ortiq oʻzaro aralashmaydigan suyuqlikning suyuqlik ichidagi dispersiyasidir.
Emulsiya turli turlarda boʻlishi mumkin: w/o, o/w, w/o/w, o/w/o
Emulsiya turini (w/o yoki o/w) suyultirish sinovi yordamida tekshirish mumkin. Emulsiyani faqat uzluksiz / tashqi faza bilan suyultirish mumkin. Emulsiya turini aniqlashning yana bir usuli elektr oʻtkazuvchanlikni tekshirishdir. Ionli o/w emulsiyalari elektr tokini oʻtkazmaydi, o/w emulsiyalari esa elektr tokini oʻtkazadi.
CoCl2 filtr qogʻozi sinovidan foydalanish uchun filtr qogʻozi CoCl2 bilan shimdiriladi va quritiladi (koʻk rang). CoCl2 filtr qogʻozi o/w emulsiyasi qoʻshilganda pushti rangga kiradi.
Hielscher Ultrasonics yuqori unumli ultratovushli gomogenizatorlarni laboratoriya oʻlchamidan tortib sanoat oʻlchamigacha ishlab chiqaradi.