Emulsión tumen cavitación ultrasónica
Amplia gama yik'áalil intermedios yéetel u jant p'áatalij, bey cosméticos yéetel lociones utia'al u yoot'el, ungüentos farmacéuticos, barnices, pinturas, lubricantes yéetel combustibles, u basan total wa parcialmente ti' emulsiones. Hielscher fabrica le procesadores ts'a'abal ultrasónicos u industriales asab nukuch u yóok'ol kaab utia'al u emulsión eficiente ti' flujos nojoch volumen ti' paak'alo'ob producción.
Emulsificación ultrasónica
Ti' le laboratorio, u páajtalil emulsificación ti' le ultrasonidos ku leti'e', k'ajolo'on yéetel ku aplica tak úuch debido a le jejeláas beneficios yaan relacionados yéetel le homogeneización yéetel emulsificación ultrasónica. Le emulsificación ultrasónica fiable u basa u búukinta'al sondas ultrasónicas, le llamados sonotrodos. Ti' le sonda ultrasónica, le ultrasonidos ka'anal intensidad ku acoplan ti' le ts'a'abal yéetel crean cavitación acústica. Le cavitación ultrasónica wa acústica genera altas muuk' u cizallamiento, ku proporcionan le energía k'a'abeto'ob utia'al jaatik nukuch tak sutk'esiko'ob le ti' gotas Buka'aj nanométrico gotas. Ti' le modo, ka'ap'éel wa asab fases líquidas ku xa'ak'pajal ti' jump'éel emulsión submicrónica wa nano xan.
U búukinta'al celdas flujo ultrasónicas ku cha'antik le escalado lineal tak le producción industrial u nanoemulsiones ku procesan flujos nojoch volumen ti' flujo continuo.
Cavitador Multifásico: Le exclusivo inserto celda flujo MPC48 u Hielscher le jump'éel potente accesorio compatible yéetel le reactores celda flujo ultrasónico u Hielscher. Yéetel le inserto MPC48, le fase dispersa ku inyecta yéetel 48 cánulas ti' bix u finas hebras líquidas ti' le kúuchila' chokoj ultrasónica, tu'ux le fase dispersa yéetel le fase continua ku xa'ak'pajal bey gotas diminutas ti' jump'éel nanoemulsión. A wojeltik yóok'ol le inserto célula flujo ultrasónico MPC48.
Le ultrasonidos ku fiables yéetel eficientes ti' le producción emulsiones Buka'aj submicrónico ka nanométrico.
Ventajas le emulsificación ultrasónica
Le emulsificación ultrasónica yo'osal jump'éel ultrasonido bin yano'ob sonda k'u'ubul ya'abkach ventajas yóok'ol uláak' yo'osal emulsión:
- Estabilidad le emulsión mejorada: Le emulsificación ultrasónica crea tamaños ti' gota asab mejen yéetel juntúul distribución asab xan ti' le gotas, ku u tsolik ichil ti' asab estabilidad le emulsión yéetel jump'éel kuxtal útil jach chowak. Le gotas Buka'aj submicrónico yéetel nanométrico páajtal producir u bix fiable yo'osal ultrasonidos potencia.
- Rendimiento energético: Le emulsificación ultrasónica k'a'abet menos energía u la métodos emulsificación, ba'ax u p'áatal ti' jump'éel tuukula' asab eficiente tak le ch'aaj u sáasil energético.
- Escalabilidad: Le emulsificación ultrasónica je'el waaj a kóochkinsike'ex u wa xu'ulsiko'ob uchik en función de le volumen k'a'abéet, ba'ax u p'áatal ti' jump'éel versátil tuukula' seen utia'al aplicaciones laboratorio bey industriales.
- T'áal k'u' le: Le emulsificación ultrasónica u páajtal u jump'éel tuukula' Jach séeba'an, yéetel emulsiones ku táakpajalo'ob te' segundos wa minutos dependiendo de le ts'a'abal, le volumen yéetel le nu'ukulil.
- Reducción ti' le necesidad tensioactivos: Le emulsificación ultrasónica je'el u páajtal u xu'ulsiko'ob le necesidad tensioactivos, ka tu menudo le k'a'abeto'ob utia'al ma' bisa'ak le emulsiones. Ba'ale' yéetel jump'éel Buka'aj gota reducido, yo'osal u superficie le partícula aumenta yéetel u k'a'ana'an báats'tik asab yo'osal yéetel juntúul tensioactivo. Le ultrasonicación jach compatible yéetel Óoli' je'el bin yano'ob tensioactivo, incluidos le emulsionantes alternativos yéetel novedosos.
- Generación ooxoj mínima yéetel controlable: Le emulsificación ultrasónica le jump'éel tuukula' ma' térmico yéetel le generación ooxoj ichil le procesamiento je'el Jech u wa xu'ulsiko'ob ti' jump'éel chan grado. Ti' le modo, ku reduce le ku degradación térmica ti' compuestos wa ingredientes sensibles.
Le ventajas le emulsificación ultrasónica yo'osal jump'éel ultrasonido bin yano'ob sonda ku suutikuba'ob jump'éel excelente opción utia'al u emulsificación ti' jejeláas sikte, bey le alimentación yéetel le bebidas, le yik'áalil farmacéuticos, le cosméticos, le yik'áalil químicos finos yéetel le combustibles.
A wojeltik yóok'ol le emulsificación ultrasónica ti' le mayonesa.
A wojeltik yóok'ol le producción emulsiones cera parafina yo'osal sonicación.
Xook asab yóok'ol Emulsiones ja' te' diésel producidas yo'osal ultrasonidos.
Preparación ultrasónica ti' jump'éel emulsión tsaats ichil ja' (O/W) (ja' chak leti' tsaats k'an). Jump'éel segundos sonicación suutikuba'ob le fases separadas ja' leti' tsaats jump'éel fina emulsión.
Le uláak' vídeo ye'esik le tuukula' emulsificación le tsaats (k'an) ichil ja' (rojo) yo'osal u búukinta'al le ultrasonido laboratorio UP400S.
Ba'ax le jump'éel emulsión.Le emulsiones ku dispersiones ka'ap'éel wa asab ts'a'abal inmiscibles. Le ultrasonidos ka'anal intensidad suministran le potencia k'a'abeto'ob utia'al dispersar jump'éel fase líquida (fase dispersa) ti' mejen gotas ti' jump'éel segunda fase (fase continua). Ti' le kúuchila' dispersión, le burbujas ku cavitación ku implosionan causan ondas u choque intensas ti' le líquido circundante yéetel ku ts'aik u kúuchil ti' le formación chooj ta'an líquido ka'anal velocidad le líquido.
Le miniemulsiones, ku páajtal crear ku eficazmente tumen ultrasonidos, mejoran le reacciones químicas. Polimerización tumen macroemulsión (u) versus polimerización tumen miniemulsión (b) [Schork et ti' le. 2005: 136]
Nano-emulsiones – Jump'éel potente ka'anatako'ob utia'al le ultrasonidos
Le nanoemulsiones ku emulsiones yéetel gotas ku suelen u yaantal jump'éel Buka'aj inferior u 100 nanómetros. Le nanoemulsiones ku ts'abal ya'abkach ventajas yóok'ol le emulsiones convencionales, incluidas propiedades funcionales únicas, asab estabilidad, transparencia, etcétera.
Le ultrasonicación supera ti' le tecnologías tu'ux u emulsificación, especialmente ti' ku respecta ti' le formación nanoemulsiones. Le ba'ala' k'a'ana'an ti' le principio funcionamiento ma'alob eficiente yéetel u ka'anal intensidad energética ti' le ultrasonidos.
Principio funcionamiento le emulsificación ultrasónica
Le procesos emulsificación ultrasónica utilizan le muuk' le cavitación acústica. Le cavitación acústica refiere le Uláak ba'al le formación, tuméen yéetel colapso implosivo u mejen burbujas ti' jump'éel chúumuk líquido sometido ondas ultrasónicas u ka'anal intensidad. Le implosión táan a burbujas genera intensos gradientes locales presión yéetel temperatura, u páajtal u crear altas muuk' cizallamiento, ondas choque yéetel microchorros ku páajtal láaj k'aastal partículas nukuch ka aglomerados ti' uláak' asab mejen. Wíimbala' le izquierda ye'esik le cavitación ultrasónica generada ti' le sonda ultrasonido UIP1000hdT (1000 vatios) ti' jump'éel columna vidrio Chuup yéetel líquido.
Ti' le emulsificación yéetel nanoemulsificación, u intensidad le cavitación acústica desempeña jump'éel ju'un fundamental ti' le reducción le Buka'aj le gotas ti' le emulsión. Le colapso implosivo ti' le burbujas cavitación je'el u páajtal u crear k'a'ankach muuk' u cizallamiento u descomponen le gotas asab nukuch ti' uláak' asab mejen. Ku ts'o'okole', le gradientes locales ti' presión yéetel temperatura generados tumen le cavitación xan páajtal xan le formación túumben gotas yéetel ma' bisa'ak le emulsión.
Le bey k'áate' ti' le cavitación acústica u ti'al u Buka'aj u ba'al ts'aik jump'éel aporte u energía localizado yéetel ku ts'tantik chúumuk líquido, ma' u necesidad altas tensiones mecánicas wa térmicas. Lela' u p'áatal ti' jump'éel láaka atractiva utia'al u nanoemulsificación, ts'o'ok u páajtal xu'ulsiko'ob yaan tu jool energía k'a'abeto'ob utia'al le tuukula' emulsificación u yúuchtal logra jump'éel Buka'aj asab chan gota yéetel juntúul distribución Buka'aj gota asab estrecha.
Debido a a muuk' ultrasónicas controlables yéetel precisión, le cavitación acústica jach jump'éel poderosa nu'ukula' utia'al u nanoemulsificación. U Buka'aj u ba'al utia'al generar jump'éel aporte energía localizado yéetel ku ts'tantik Cha' láaj k'aastal gotas asab nukuch formando gotas Buka'aj submicrónico yéetel nanométrico yéetel juntúul eficiencia jach ka'anal.
Xook ti' emulsiones tsaats ichil ja' (fase acuosa) yéetel ja' ti' tsaats (fase oleosa) ts'o'ok u demostrado le correlación ichil le densidad energía yéetel le Buka'aj le gota (je'ebix, le metros Sauter). Yaan jump'éel sáasil tendencia ti' jump'éel menor Buka'aj gota a medida u aumenta le densidad energía (Beetik clic ti' le gráfico le derecha). U niveles ti' densidad energía adecuados, le ultrasonidos páajtal chukpachtik bix u ch'a'abil yéetel fiable tamaños medios gotas ti' le rango nanométrico.
Sondas ultrasónicas ti' jump'éel emulsificación eficiente
Hielscher ku amplia gama ultrasonidos u bin yano'ob sonda k'a'abetalo'ob yo'osal le emulsificación yéetel u dispersión eficientes u ts'a'abal ti' modo tumen lotes yéetel u flujo.
Le kaambalilo'ob constan u ya'ab procesadores ultrasónicos u tak 16.000 vatios jujuntúulal, proporcionan le Buka'aj u ba'al k'a'abeto'ob utia'al traducir le ka'anatako'ob laboratorio ti' jump'éel método producción eficiente tia'al emulsiones finamente dispersas ti' flujo continuo wa ti' jump'éel lote – logrando ya'ala'al máaxo'ob máano'ob comparables ti' le u le ti' homogeneizadores u ka'anal presión disponibles tu la actualidad, bey le túumben válvula orificio. Beyxan ti' kaambalilo'ob le ka'anal eficiencia ti' le emulsificación continua, le dispositivos ultrasónicos ti' Hielscher requieren jach jump'íit mantenimiento yéetel le jach fáciles operar yéetel cho'oik. Le ultrasonido jach apoya le limpieza yéetel le enjuague. Le potencia ultrasónica le ajustable yéetel u adaptar u yik'áalil particulares yéetel le requisitos emulsificación. Bey xan u disponibles reactores especiales u celda u flujo cumplen yéetel le requisitos Trauma CIP (limpieza in situ) yéetel SIP (esterilización in situ).
Le MultiSonoReactor MSR-4 jach jump'éel reactor industrial u homogeneización ti' internet ichil yáax utia'al procesos (nano) emulsificación yéetel ka'anatako'ob rendimientos.
| Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0. 5 u 1.5mL | n.d. | VialTweeter | U 1 u 500 ml | U 10 ti' 200 ml leti' min | UP100H |
| U 10 ti' 2000 ml | Ti' 20 u 400 ml leti' min | UP200Ht, UP400St |
| 0. 1 u 20L | 0. 2 u 4L leti' min | UIP2000hdT |
| U 10 u 100L | U 2 u 10 l leti' min | UIP4000hdT |
| U 15 u 150L | U 3 ti' 15 l leti' min | UIP6000hdT |
| n.d. | U 10 ti' 100 L leti' min | UIP16000 |
| n.d. | Mayor | Racimo u UIP16000 |
Xook k! Leti' k'áatiko'ob k!
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al u aplicaciones mezcla, dispersión, emulsificación yéetel extracción escala ti' laboratorio, piloto yéetel industrial.
Bibliografía leti' Referencias
- Ahmed Taha, Eman Ahmed, Amr Ismaiel, Muthupandian Ashokkumar, Xiaoyun Xu, Siyi Pan, Hao Hu (2020): Ultrasonic emulsification: An overview on the preparation of different emulsifiers-stabilized emulsions. Trends in Food Science & Technology Vol. 105, 2020. 363-377.
- Seyed Mohammad Mohsen Modarres-Gheisari, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Massoud Malaki, Pedram Safarpour, Majid Zandi (2019): Ultrasonic nano-emulsification – A review. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 88-105.
- Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound, in: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.
- 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.
- F. Joseph Schork; Yingwu Luo; Wilfred Smulders; James P. Russum; Alessandro Butté; Kevin Fontenot (2005): Miniemulsion Polymerization. Adv Polym Sci (2005) 175: 129–255.
Datos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Ye'esajil le término “emulsión”
Jump'éel emulsión jach jump'éel mezcla ka'ap'éel wa asab ts'a'abal inmiscibles, bey tsaats ja'.
Le emulsiones táan u béeytal u k'aab tsaats ichil ja' (tu'ux le gotas tsaats ku dispersan ichil ja') wa ja' ti' tsaats (tu'ux le gotas ja' ku dispersan ti' tsaats). Le emulsiones ku utilizan jump'éel variedad aplicaciones, incluidos yik'áalil alimenticios (bey aderezos yo'osal ensaladas yéetel mayonesa), cosméticos (bey lociones yéetel cremas) yéetel yik'áalil farmacéuticos (bey vacunas).
Jump'éel emulsionante u meyaj reduciendo le tensión superficial ichil le ka'ap'éel sustancias inmiscibles (bey le tsaats yéetel ja') ti' jump'éel emulsión. Le ba'ala' reduce u tendencia le ka'ap'éel sustancias u separar u yéetel ti' leti'ob ku cha'antik formar jump'éel mezcla estable.
Wáaj bix u beeta'al estable jump'éel emulsión.
Juntúul emulsión ku beeta'al estable evitando ti' le fase dispersa (gotas jump'éel líquido) ku fusione yéetel ku separe ti' le fase continua (le líquido circundante). Yaan u yaantal tu yilaje' ya'ab ti'its clave utia'al in kaxtik le estabilidad ti' le emulsiones:
- Emulsionantes (tensioactivos):
– Rol: Le emulsionantes ku moléculas yaan extremos hidrófilos (u atraen le ja') yéetel hidrofóbicos (u repelen le ja'o').
– Asab: Reducen le tensión superficial ichil le ka'ap'éel ts'a'abal inmiscibles yéetel táakpajalo'ob jump'éel capa protectora mentik kex le gotas, evitando u fusionen.
– Ejemplos: Lecitina, polisorbatos yéetel estearoil lactilato u sodio. - Métodos mecánicos:
Mezcla u ka'anal rendimiento: Búukinta'al mezcladores jump'éel homogeneizadores ka'anal cizallamiento utia'al jaatik le gotas ti' tamaños asab mejen, aumentando yo'osal u superficie yéetel u ma'alobkiinsik le estabilidad. Le sonicadores bin yano'ob sonda le jump'éel método excelente yéetel jach fiable u meyajtiko'ob muuk' u cizallamiento sonomecánicas. Táan a muuk' u cizallamiento ultrasónicas rompen le gotas nukuch ti' diminutas gotas yéetel xa'ak'pajal le fases inmiscibles ti' jump'éel emulsión estable. - Modificadores viscosidad:
Espesantes: Le aumento u viscosidad le fase continua je'el u páajtal u ralentizar u kaajil tu'ux le gotas, reduciendo probabilidad coalescencia.
– Ejemplos: Beyli' xantana, beyli' guar yéetel carboximetilcelulosa. - Agentes estabilizadores:
– Polimeros: Le polímeros táan u béeytal u ts'aik estabilización estérica formando jump'éel capa xtóop' mentik kex le gotas.
– Ejemplos: Pectina, gelatina yéetel ciertas proteínas. - Estabilización electrostática:
– Cargo: Yaan emulsionantes imparten jump'éel kuuch eléctrica u superficie le gotas, ba'ax ku beetik u repelan ta ichil yan yéetel, tune', reducen le coalescencia.
– Ejemplos: Caseinato sodio yéetel lecitina soja. - Kaambalil yo'osal temperatura:
– Enfriamiento: Disminución le temperatura u ya'abtal u viscosidad le fase continua yéetel xu'ulsiko'ob le energía cinética ti' le gotas, evitando le coalescencia.
– Jech separación fases: Asegurar ti' le temperatura permanezca ichil jump'éel rango ku evite ti' le componentes ku separen. - Aditivos:
– Antioxidantes: Prevención le oxidación je'el u páajtal u wáantik ti' le integridad ti' le emulsionante yéetel uláak' componentes.
– Agentes quelantes: Unión u iones metálicos ku, ti' uláak' modo, k'a'ana'antal desestabilizar le emulsión.
Meentiko'ob tu láaka ma'alob emulsificación, le emulsiones u páajtal u beetik estables, asegurando ti' le mezcla permanezca homogénea yéetel conserve u propiedades deseadas a lo largo de le k'iin.
Emulsionantes estabilizantes
Tu general le emulsiones requieren estabilización yo'osal juntúul aj nu'uktaj emulsionante wa tensioactivo. Le emulsionantes ku anfifílicos, es decir atraen tuukulo'oba' ja' bey le sustancias grasas. Lela' u k'áat u ya'al ba'ax yaan propiedades hidrófilas (amantes ja') yéetel hidrofóbicas (amantes le tsaats), ku ti' leti'ob ku cha'antik interactuar yéetel le fases u k'aab tsaats yéetel ja' le emulsión. Le nu'ukulil hidrofílica ti' le molécula emulsionante ku adhiere ti' le moléculas ja', ka' jo'op' u le nu'ukulil hidrofóbica adhiere ti' le moléculas tsaats.
Yaan u rodear le gotas tsaats yéetel moléculas emulsionantes, le emulsionante crea jump'éel capa protectora mentik kex le gotas ku evita entren ti' máax ku áantikubajo'ob yéetel ku fusionen (u unan) utia'al formar asab nukuch gotas. Le je'ela' ku yáantik ti' le emulsión estable yéetel evita le separación.
Dado u coalescencia le gotas ka' le interrupción influye ti' le distribución final le Buka'aj le gotas, ku utilizan emulsionantes estabilizadores eficientes utia'al u mantener le distribución final le Buka'aj le gotas ti' beyli'obe' ti' le distribución inmediatamente ka' u interrupción le gotas ti' le kúuchila' dispersión ultrasónica. U hecho le estabilizadores bisiko'ob jump'éelili' utsil interrupción le gotas ti' jump'éel densidad energía constante.
Ts'ts'e'ex emulsionantes búukinta'al común lecitina (u Kula'an ti' k'anil je' yéetel le soja), le monoglicéridos yéetel diglicéridos, polisorbato 80 yéetel le lactilato estearoil sodio.
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos u ka'anal rendimiento ichil laboratorio Utia'al Buka'aj industrial.