Producción ultrasónica u nanoemulsiones estables
- Nanoemulsiones – Xan conocidas bey miniemulsiones wa emulsiones submicrónicas – Utilizan tu amplia gama aplicaciones ti' química, pinturas, recubrimientos, cosméticos, yik'áalil farmacéuticos yéetel janalbe'eno'ob.
- Le ultrasonidos ku u k'ajóolta'ano'ob bey jump'éel láaka jach xoknáalo'obo' yéetel fiable utia'al u producción nanoemulsiones estables in chowak plazo.
Ba'ax ten le ultrasonidos utia'al u nanoemulsificación.
Le nanoemulsificación ultrasónica jach jump'éel láaka ku meyajtiko'ob ondas ultrasónicas baja frecuencia yéetel ka'anal potencia ch'a'iko'ob emulsiones estables yéetel uniformes mejen gotas, normalmente ti' le rango 10-200 nm. Le láaka yaan ya'abkach ventajas yóok'ol le métodos tu'ux u emulsificación, ku le ku beetiko'ob superior ti' kúuchilo'ob aplicaciones. Algunas a ventajas le:
- Buka'aj partícula xan: Le nanoemulsificación ultrasónica u yaantal gotas mejen ka uniformes, ku ts'abal jump'éel ma'alo'ob estabilidad ka biodisponibilidad. Táan a gotas yaan ti' jump'éel ka'anal relación ichil yo'osal superficie yéetel volumen, ba'ax le ku asab reactivas yéetel efectivas ti' kúuchilo'ob aplicaciones.
- Ka'anal estabilidad: Le nanoemulsiones ultrasónicas yaan jump'éel ka'anal estabilidad cinética debido a u chan Buka'aj ka uniformidad, ku le beetik resistentes ti' le coalescencia, le floculación yéetel le sedimentación. Le estabilidad ku beetik ideales uti'al u ti' aplicaciones ba'alo'ob, farmacéuticas, cosméticas yéetel químicas.
- Reducción le jant p'áatalij energía: Le nanoemulsificación ultrasónica k'a'abet jump'éel menor aporte energía u le métodos u emulsificación tu'ux, bey le homogeneización wa microfluidización, ba'ax ku le beetik asab eficiente tak le ch'aaj u sáasil energético ka rentable.
- Versatilidad: Le nanoemulsificación ultrasónica u utilizar u utia'al emulsionar amplia gama materiales, bey lípidos, compuestos hidrófilos yéetel sustancias insolubles ichil ja'. Le je'ela' ku p'áatal ti' jump'éel versátil láaka ba'ax ku páajtal utilizar ti' kúuchilo'ob aplicaciones.
K'iinil procesamiento séeba'an: Le nanoemulsificación ultrasónica jach jump'éel séeba'an tuukula' ku páajtal chukbesik u ti' minutos, ba'ax u beeta'al jach u nupmo'ob utia'al u producción tu gran escala.
Tu general le nanoemulsificación ultrasónica k'u'ubul ya'abkach ventajas yóok'ol le métodos u emulsificación tu'ux, ba'ax u p'áatal ti' jump'éel láaka superior utia'al u kúuchilo'ob aplicaciones.
Formación ultrasónica u nanoemulsiones
Le emulsificación ultrasónica ku yaantal yo'osal u acoplamiento le ondas ultrasonidos potencia ti' juntúul t.u.m líquido. Ti' le sonicar jump'éel líquido, ku ku ts'áiko'ob ka'ap'éel mecanismos:
- Le jach yáax acústico genera ondas ku viajan ti' le líquido yéetel provocan microturbulencias yéetel jump'éel kaajil tu'ux interfacial. Ti' le modo, le fase límite u ku inestable, ti' modo ti' le fase dispersa (interna) finalmente u jaat yéetel beyo' gotas ti' le fase continua (externa).
- U kaambalil yo'osal ultrasonidos u baja frecuencia yéetel ka'anal potencia genera cavitación (Kentish et ti' le. 2008).. Tumen cavitación ultrasónica, ku táakpajalo'ob microburbujas wa vacíos ti' le ka'a debido a le ciclos presión le onda ultrasónica. Le microburbujas leti' vacíos nuuktalo'ob a lo largo de ya'ab ciclos onda tak ka colapsan violentamente. Táan implosión le burbuja ku beetik condiciones localmente extremas, bey jump'éel cizallamiento jach ka'anal, chooj ta'an líquido yéetel velocidades extremas calentamiento yéetel enfriamiento. (Suslick 1999)..
Táan a muuk' extremas rompen le gotas primarias ti' le fase dispersa (interna) tak sutk'esiko'ob le ti' gotas Buka'aj nanométrico yéetel le xa'ak'ajalo'ob homogéneamente ti' le fase continua (externa).
Lea waye' asab yóok'ol le táanil le cavitación ultrasónica ti' le emulsificación.
Nanoemulsiones farmacéuticas
Miniemulsiones lipídicas – producidos tumen ultrasonidos – U aplican ampliamente bey portadores agentes farmacológicos ti' formulaciones farmacéuticas. Je'ebix, le miniemulsiones páajtal kan bey portadores parenterales u fármacos wa bey dispositivos ma'alo'ob meyaj beetik u fármacos utia'al u dirigir u le jach. Beyxan ti' kaambalilo'ob le ka'anal biodisponibilidad ti' le compuestos activos encapsulados, le ventajas le miniemulsiones radican ti' u ka'anal biocompatibilidad, biodegradabilidad, estabilidad yéetel facilidad producción tu gran escala. Debido a u propiedades estructurales, páajtal incorporar moléculas hidrofóbicas yéetel anfipáticas. Le nanoemulsiones preparadas tumen ultrasonidos u séen cargado yéetel tocoferoles, vitaminas, curcurmina yéetel ya'ab uláak' sustancias farmacológicas.
Le kaambalilo'ob ultrasónicos u Hielscher le emulsionantes fiables utia'al wa u nanoemulsiones yéetel fármacos yilik. Utia'al u emulsificación ultrasónica, Hielscher k'u'ubul ya'ab accesorios utia'al u optimizar le tuukula' emulsión. Le cavitador multifásico ti' Hielscher jach jump'éel complemento k'áate' utia'al le celdas u flujo ultrasónicas, le le segunda fase ku inyecta bey juntúul flujo jach estrecho Jun ti' le kúuchila' ch'aaj chokoj ultrasónico u emulsificación.
Nanoemulsiones grado alimenticio
Le nanoemulsiones ku ts'abal jejeláas beneficios utia'al u formulación yik'áalil alimenticios. Le nanoemulsiones muestran jump'éel ma'alo'ob estabilidad ti' le separación gravitacional, floculación, coalescencia yéetel ku ts'abal jump'éel liberación yo'osal u chíikpajal ba'ax absorción controlada u ingredientes funcionales debido a u chan Buka'aj gota yéetel u nojoch superficie. Ku ts'o'okole', ku ts'abal ka'anal biodisponibilidad compuestos activos, k'a'anan utia'al u nutrientes yéetel sustancias activas u k'u'ubul. Ku ts'o'okole', ku ts'abal ma'alob propiedades formulación ts'o'ok u le transparentes wa visualmente translúcidos yéetel u gotas Buka'aj submicrónico leti' nanométrico provocan jump'éel sensación tu chi' O'olkij ka cremosa. Tune', le producción nanoemulsiones estables le jump'éel ts'íib omnipresente utia'al u industria alimentaria, Je'ebix, utia'al formular yik'áalil enriquecidos yéetel vitaminas wa ácidos grasos (je'ebix, vitamina C, vitamina yéetel omega-3, omega-6, omega-9 derivados u neek' paak'alo'ob wa tsaats kaaye') wa utia'al producir yik'áalil aromatizados (je'ebix, yéetel tu láakal aceites).
Nanoemulsiones cosméticas
Especialmente le nanoemulsiones ja' ti' tsaats (W/O) ku ts'abal ya'ab beneficios utia'al u encapsulación sustancias hidrofílicas bioactivas ti' gotas u nanoescala (ti' emulsiones simples wa dobles).
Beetik clic waye' yo'osal xook asab yóok'ol le formulación ma' tensioactivos emulsiones cosméticas yéetel ultrasonidos.
polimerización tu miniemulsión
Le polimerización tumen miniemulsión asistida tumen ultrasonidos aplica u ya'ab procesos – Tak le encapsulación partículas inorgánicas tak le síntesis partículas látex. U kaambalil yo'osal ultrasonidos potencia reacciones químicas bey le polimerización, le síntesis, etcétera, u leti'e', k'ajolo'on bey sonoquímica.
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Estabilización emulsiones
Kex Jayp'éel nanoemulsiones táan u béeytal u estables ma' u búukinta'al tensioactivos wa emulsionantes debido a le Buka'aj yéetel u distribución le gotas escala nanométrica, uláak' nanoemulsiones requieren u búukinta'al agentes estabilizadores tia'al u estabilidad in chowak plazo yéetel le calidad óptima ti' le producto. Le estabilización ku páajtal kaxta'al u yúuchul yo'osal le adición tensioactivos (tensidos) wa partículas sólidas u tuukulo'ob bey estabilizadores. Le emulsiones, ba'ax ku estabilizadas tumen partículas sólidas, u yojelo'ob chan bey emulsiones Pickering. Le lactosa, le albúmina, le lecitina, le quitosano, le ciclodextrina, le maltodextrina, le almidón, etcétera, ku páajtal utilizar bey estabilizadores coloidales ti' emulsiones Pickering. Beetik clic waye' tia'al a wojeltik yóok'ol le emulsiones Pickering generadas tumen ultrasonidos.
Le emulsificación ultrasónica je'el u páajtal u u utia'al tuláakal bin yano'ob emulsiones. Wa k'a'abet juntúul aj nu'uktaj estabilizador ti' jump'éel emulsión específica, ku páajtal probar uchik u chan escala.
Yanak ti' tu yilaje' ka u cantidad u tensioactivo requerido aumenta yéetel u disminución le Buka'aj le gotas, ts'o'ok u le relación superficie-volumen (S leti' V) utia'al le esferas ku taal dada tumen: S leti' V = 3 leti' R. Je'ebix, Buka'aj menor le metros ti' jump'éel partícula wa gota, asab superficie yaan relación yéetel u volumen.
Ti' u emulsificación ultrasónica
Le producción u emulsiones submicrónicas yéetel nanoemulsiones estables k'a'abet jump'éel potente nu'ukulil ultrasónico. Le nu'ukulo'ob emulsificación ultrasónica u Hielscher ku ts'abal amplitudes jach altas (tak 200 μm utia'al u ultrasonidos industriales, amplitudes asab altas yáanal pedido) utia'al generar jump'éel jach yáax acústico ku ts'tantik.
Ba'ale' utia'al u producción nanoemulsiones estables, le nu'ukulo'ob ultrasonidos potencia yan tak junal ma' suelen u kuxlaken. Beyxan ti' kaambalilo'ob jump'éel potencia ultrasónica suficiente, k'a'abéet jump'éel kaambalil yo'osal preciso ti' le parámetros le tuukula' k'a'abetalo'ob sofisticados (bey sonotrodos, reactores celda flujo, refrigeración) tia'al gotas Buka'aj nanométrico yéetel juntúul dispersión homogénea ambas fases, le acuosa yéetel le oleosa.
Cavitador multifásico u Hielscher: Con el Fin de producir emulsiones superiores yéetel juntúul distribución gotas jach estrecha, Hielscher u desarrollado jump'éel inserto celda flujo k'áate' – le Cavitador MultiFásico. Yéetel le complemento yaabilajech ti' celda flujo, le segunda fase ti' le emulsión ku inyecta continuamente yéetel 48 cánulas mejen ti' le kúuchila' cavitación. Le ma'alo'obtal ku cha'antik le producción fiable yéetel xoknáalo'obo' u gotas jach mejen Buka'aj nanométrico yéetel emulsiones jach estables.
Hielscher Ultrasonics u especializada ti' le suministro sistemas k'a'abetalo'ob ultrasónicos u superiores tia'al ya'ala'al máaxo'ob máano'ob procesamiento óptimos. K chowak yaan ti' le procesamiento ultrasonidos yéetel k estrecha xoknáalo'ob yéetel k clientes garantizan u éxito u implementación le ultrasonidos ti' le líneas producción.
Utia'al le pruebas iniciales, le ma'alo'ob procesos yéetel le optimización procesos, ofrecemos jump'éel laboratorio procesos yéetel u jump'éel múultuuno' técnico jaatsatako'ob equipados.
Ku ts'o'okole', ofrecemos jump'éel asesoramiento tu taamil, le ma'alo'ob sistemas ultrasónicos u personalizados yéetel jump'éel taam mayaj técnico ti' le instalación, le formación yéetel le mantenimiento.
Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
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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 |
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Datos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Emulsiones ti', Buka'aj gota yéetel tensioactivos
Le emulsiones mek'tankajo'obo' bey ka'ap'éel ts'a'abal inmiscibles: juntúul le ts'a'abal – le t'aan fase dispersa wa interna – Ku dispersa ti' bix u gotas esféricas ichil le uláak' líquido, ba'ax ku leti'e', k'ajolo'on bey fase continua wa externa. Le asab destacados ts'a'abal ba'ax u utilizan utia'al u formar jump'éel emulsión ku le tsaats yéetel ja'. Le ken u fase oleosa dispersa ti' le fase acuosa leti' acuosa, le jach jump'éel emulsión tsaats ichil ja', ka' jo'op' u ken u fase acuosa leti' acuosa dispersa ti' le fase oleosa, leti' jump'éel emulsión ja' ti' tsaats. Le emulsiones ku distinguen respectivamente tumen u Buka'aj u partícula yéetel estabilidad termodinámica bey macroemulsiones, microemulsiones yéetel nanoemulsiones, respectivamente.
Nanoemulsiones
Le nanoemulsiones ku dispersiones u nanopartículas, ku consisten ti' gotas Buka'aj nanométrico. Le altas muuk' cizallamiento ultrasonidos potencia rompen le gotas utia'al u ku reduzcan ti' jump'éel metros submicrónico ka nanométrico. Ku, le tamaños ku gota asab mejen xookik jump'éelili' asab estabilidad le emulsión. Le nanoemulsiones ku páajtal distinguir bey O leti' W (tsaats ichil ja'), W/O (ja' ti' tsaats) wa bey emulsiones ya'ab k'oja'ano'ob leti' dobles bey W/O/W yéetel O/W/O. Le nanoemulsiones ku transparentes wa páajtal translúcidas (ti' le espectro visible) dependiendo de le consistencia yéetel le Buka'aj le gota. Le nanoemulsiones ku mek'tankajo'obo' ku tuméen juntúul Buka'aj gota ichil 20 yéetel 200 nm. Yéetel jump'éel Buka'aj gota descendente, propensión emulsión ti' le coalescencia disminuye (jáatspajal maduración Ostwald).
Le nanomateriales yéetel le nanoemulsiones ku caracterizan tumen propiedades meyajtbilo' ku difieren ti' le microemulsiones. Le partículas Buka'aj nanométrico muestran propiedades completamente jejeláas wa u propiedades típicas expresan jump'éel bix u jach extrema. Le apariencia visible ti' le nanoemulsiones ti' jump'éel apariencia jela'an u le emulsiones Buka'aj micrométrico, ts'o'ok u le gotas ku jach mejen utia'al interferir yéetel le longitudes onda ópticas ti' le espectro visible. Tune', le nanoemulsiones exhiben jach poca dispersión le sáasilo' yéetel parecen transparentes jump'éel ópticamente translúcidas.
Le Buka'aj u gota jump'éel emulsión u influenciado tumen le composición le fase oleosa, le propiedades interfaciales yéetel le viscosidad ambas fases, le fase continua yéetel dispersa, le bin yano'ob emulsionante leti' surfactante, le velocidad cizallamiento ti' le emulsificación, bey u solubilidad le fase oleosa ti' ja'.
Le nanoemulsiones ku utilizan ampliamente ti' kúuchilo'ob aplicaciones, bey le ma'alo'ob meyaj ku beetik fármacos, janalbe'eno'ob & bebidas, cosméticos, yik'áalil farmacéuticos yéetel ciencia le materiales & síntesis.
tensioactivos
Le emulsionantes ku jump'éel factor tuukulo'obo' utia'al u mentik jump'éel emulsión leti' nanoemulsión estable. Le emulsionantes ku agentes tensioactivos ku táakpajalo'ob jump'éel capa protectora mentik kex le gota yéetel reducen le tensión interfacial, evitando bey le maduración, le coalescencia yéetel le formación crema Ostwald.
Tipos tensioactivos:
- Tensioactivos moléculas mejen: le emulsionantes ma' iónicos bey Tween yéetel Span muestran jump'éel baja toxicidad yéetel irritabilidad ka u administran tuméen yóol oral, parenteral yéetel dérmica yéetel, tune', ku prefieren ti' le emulsionantes iónicos. Tween ka Span le le estabilizadores preferidos utia'al u formulaciones emulsiones ti' le industria alimentaria, farmacéutica yéetel cosmética.
Preadolescentes: Le tween 20 leti' 60 leti' 80 u yojelo'ob chan bey polisorbato 20 leti' 60 leti' 80 (PEG-20 monolaurato u sorbierita deshidratado, u PEG-20 monoestearato u sorbierita deshidratado, monooleato sorbitán polioxietileno). Le tensioactivos leti' emulsionantes ma' iónicos derivados ti' le sorbitol. Ku disuelven uchik ti' ja', etanol, metanol wa acetato etilo, ba'ale' chéen jump'íit ti' tsaats mineral.
Abarca: Span20 leti' 40 leti' 60 leti' 80 ku ésteres ácidos grasos sorbitán leti' ésteres sorbitán,, tensioactivos ma' iónicos yéetel propiedades emulsionantes, dispersantes yéetel humectantes. Le tensioactivos span u ku ts'áiko'ob yo'osal u deshidratación le sorbitol. - Fosfolípidos: yema je', lecitina ti' soja wa láctea
- Proteínas anfifílicas: aislado u proteína u suero, caseinato
- Polisacáridos anfifílicos: beyli' arábiga, almidones modificados
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.
- Pratap-Singh, A.; Guo, Y.; Lara Ochoa, S.; Fathordoobady, F.; Singh, A. (2021): Optimal ultrasonication process time remains constant for a specific nanoemulsion size reduction system. Scientific Report 11; 2021.
- Kentish, S.; Wooster, T.; Ashokkumar, M.; Simons, L. (2008): The use of ultrasonics for nanoemulsion preparation. Innovative Food Science & Emerging Technologies 9(2):170-175.
- Suslick, K.S. (1999): Application of Ultrasound to Materials Chemistry. Annu. Rev. Mater. Sci. 1999. 29: 295–326.