Nhũ hóa nano bằng siêu âm để vi bao trước khi sấy phun

• Để vi bao các hoạt chất bằng phương pháp sấy phun, cần chuẩn bị một hệ vi nhũ tương hoặc nhũ tương nano ổn định có kích thước giọt nhỏ.
• Nhũ hóa bằng siêu âm là một kỹ thuật đơn giản và đáng tin cậy để tạo ra các hệ vi nhũ tương và nhũ tương nano ổn định
• Để thay thế các chất hoạt động bề mặt, có thể sử dụng các polyme sinh học như gôm arabic hoặc WPI làm chất ổn định đạt tiêu chuẩn thực phẩm trong các quy trình nhũ hóa bằng siêu âm.

Bao vi nang

Nhũ tương và chất lượng nhũ tương đóng vai trò quan trọng đối với hiệu quả và độ ổn định của các vi hạt chứa dầu được tạo ra bằng các quy trình bao vi nang như sấy phun. Độ ổn định của nhũ tương, độ nhớt, kích thước giọt và tỷ lệ dầu/nước là những yếu tố then chốt. Trong suốt quá trình xử lý, bắt đầu từ việc chuẩn bị nhũ tương và kết thúc bằng sấy phun, tất cả các tính chất vật lý và hóa học này của nhũ tương phải được duy trì để ngăn ngừa sự suy giảm chất lượng của các vi hạt. Chất lượng vi bao và độ ổn định của nhũ tương có mối liên hệ chặt chẽ và ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng của sản phẩm dạng bột cuối cùng. Vì vậy, cần có một kỹ thuật nhũ hóa đáng tin cậy. Nhũ hóa bằng siêu âm là một công nghệ đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp trên toàn thế giới để tạo ra các hệ nhũ tương thô, nhũ tương nano và vi nhũ tương.

Nhũ tương nano tạo bằng siêu âm

Các thiết bị siêu âm hiệu suất cao đã được ứng dụng rộng rãi cho các quy trình nhũ hóa trong ngành thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Việc sử dụng sóng siêu âm cường độ cao là một phương pháp hiệu quả để tạo ra nhũ tương có các giọt kích thước micromet hoặc nanomet. Nhũ hóa bằng siêu âm dựa trên nguyên lý xâm thực, trong đó sóng siêu âm cường độ cao cùng các tia chất lỏng vận tốc cao do chúng tạo ra gây cắt trên bề mặt giọt, từ đó tạo ra các giọt nhỏ và nhũ tương ổn định.

Chất ổn định nhũ tương

Nhũ tương tạo bằng siêu âm có thể được ổn định bằng các chất nhũ hóa thông thường (ví dụ: polysorbate, sorbitan, v.v.), cũng như bằng các polyme sinh học (ví dụ: gôm guar, gôm arabic, WPI, v.v.). Các ngành công nghiệp đã nhận ra tiềm năng to lớn của polyme sinh học trong vai trò chất ổn định nhũ tương. Đặc biệt đối với nhũ tương thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm, polyme sinh học cho phép phát triển các sản phẩm có nhãn “sạch”. Polyme sinh học và phức hợp polyme sinh học có sẵn với số lượng lớn và chất lượng đạt tiêu chuẩn thực phẩm. Các phức hợp polyme sinh học (như phức hợp polysaccharide–protein) ưu việt hơn các polyme sinh học riêng lẻ vì chúng có các tính chất được cải thiện so với từng polyme khi sử dụng riêng. Một polyme sinh học cấu thành từ protein và polysaccharide (= các polyme carbohydrate phức tạp) mang lại lợi ích của từng phân tử. Protein làm tăng hoạt tính bề mặt, nhờ đó đạt được độ bão hòa lớp bề mặt cao hơn ở nồng độ thấp hơn đáng kể. Polysaccharide trong phức hợp làm giảm sức căng liên bề mặt, từ đó giảm năng lượng cần thiết để tạo ra các bề mặt mới. Qua đó, polysaccharide thúc đẩy sự hình thành các giọt nhỏ. Phức hợp polyme sinh học kết hợp những đặc tính tốt nhất của cả hai thành phần và do đó trở thành một chất ổn định mạnh.

Thiết bị siêu âm hiệu suất cao

Các thiết bị xử lý siêu âm hiệu suất cao của Hielscher được lắp đặt trên toàn thế giới để điều chế các hệ nhũ tương thô, nhũ tương nano và vi nhũ tương ổn định. Với danh mục sản phẩm trải dài từ các thiết bị siêu âm phòng thí nghiệm nhỏ gọn cầm tay đến hệ thống siêu âm công nghiệp công suất cao để sản xuất thương mại các dòng nhũ tương lưu lượng lớn theo phương thức xử lý liên tục trên đường ống, Hielscher Ultrasonics cung cấp cho bạn thiết bị siêu âm phù hợp nhất với quy trình của bạn.
Công suất đầu vào, biên độ (độ dịch chuyển tại đầu dò siêu âm), nhiệt độ và lưu lượng có thể được điều chỉnh theo yêu cầu của công thức phối chế. Các thiết bị xử lý siêu âm công nghiệp của chúng tôi có thể tạo ra biên độ rất cao. Có thể dễ dàng duy trì biên độ lên đến 200µm khi vận hành liên tục 24/7. Đối với biên độ cao hơn nữa, có các đầu dò siêu âm được thiết kế theo yêu cầu.
Khả năng kiểm soát chính xác các thông số xử lý siêu âm và tự động ghi dữ liệu trên thẻ SD tích hợp đảm bảo chất lượng xử lý cao và cho phép chuẩn hóa quy trình. Tất cả các thiết bị xử lý siêu âm của chúng tôi đều được thiết kế để vận hành 24/7 ở mức đầy tải. Độ bền cao, ít cần bảo trì và dễ sử dụng là những ưu điểm khác của các thiết bị siêu âm Hielscher, giúp chúng trở thành thiết bị chủ lực đáng tin cậy trong hoạt động sản xuất của bạn.
Các phụ kiện như MultiPhaseCavitator độc đáo của Hielscher, một bộ phận lắp trong buồng dòng chảy để bơm pha thứ hai qua các ống kim nhỏ trực tiếp vào vùng xâm thực tập trung mạnh (xem hình bên trái), giúp thiết lập một hệ thống nhũ hóa bằng siêu âm tối ưu.
Bảng dưới đây cho biết năng lực xử lý gần đúng của các thiết bị siêu âm của chúng tôi: