بهترین روش برای تولید نانو امولسیون جهت استفاده در اسپری درایر، استفاده از دستگاه های التراسونیک است.
در نوشتارهای گذشته، اولتراسونیک هموژنایزر را معرفی کردیم و کاربردهای آن در صنایع مختلف را شرح دادیم. همپنین در نوشتار تولید نانو امولسیون پایدار با استفاده از التراسونیک، توضیحات مفصلی در مورد نانو امولسیون ها ارائه کردیم. در این مقاله قصد داریم کاربرد دستگاه های التراسونیک را در آماده سازی نانو امولسیون ها برای کپسوله کردن مواد در اسپری درایر شرح دهیم.
برای میکروکپسوله‌کردن مواد فعال از طریق اسپری‌درای کردن، باید یک میکرو- یا نانو- امولسیون پایدار با اندازه ذرات کوچک تهیه شود. امولسیون‌زایی با استفاده از اولتراسونیک یک تکنیک آسان و قابل اعتماد برای تولید میکرو- و نانو-امولسیون‌های پایدار است. به عنوان جایگزینی برای سورفکتانت، در فرآیند اولتراسونیک امولسیفیکیشن بیوپلیمرهایی مانند صمغ عربی یا WPI می‌توانند به عنوان استابیلایزرهای مطابق با استانداردهای مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرند.
امولسیون‌ها و کیفیت امولسیون نقش مهمی در کارآیی و پایداری میکروذرات روغنی دارند که برای فرآیندهای کپسوله سازی مثل اسپری درایر آماده می‌شوند. پایداری امولسیون، ویسکوزیته، اندازه قطره‌ها و نسبت روغن/آب عوامل تعیین کننده در این فرایند هستند. در طول فرآیند، که با آماده‌سازی امولسیون شروع شده و با خشک‌کردن اسپری‌درایر به پایان می‌رسد، همۀ خواص فیزیکی و شیمیایی امولسیون باید حفظ شوند، تا از تخریب میکروذرات جلوگیری شود. کیفیت میکروکپسول‌ها با پایداری امولسیون به طور مستقیم مرتبط هستند و به شدت بر کیفیت محصولات پودری نهایی تأثیر می‌گذارند. بنابراین، یک تکنیک قوی امولسیفیکاسیون برای رسیدن به کیفیت بالا مورد نیاز است. امولسیفیکاسیون اولتراسونیک یک تکنولوژی مطرح است که در صنایع مختلف جهان برای تولید امولسیون‌های ماکرو، نانو و میکرو استفاده می‌شود.
نانوامولسیون با التراسونیک:
اولتراسونیک با عملکرد قدرتمند به‌طور قطعی در فرآیندهای امولسیون‌سازی در صنایع غذا، دارو و آرایشی به اثبات رسیده است. استفاده از موج‌های اولتراسونیک با شدت بالا یک روش کارآمد برای تولید امولسیون‌ها با اندازه قطرات میکرو یا نانو است. امولسیون‌سازی اولتراسونیک بر اساس اصل کاویتیشن است، که در آن موج‌های اولتراسونیک با شدت بالا و جت‌های مایع با سرعت بالا سطح قطرات را قطع کرده و در نتیجه قطرات کوچک و امولسیون‌های پایدار ایجاد می‌کند.
پایدارکننده‌های امولسیون:
امولسیون‌های اولتراسونیک می‌توانند با استفاده از مواد امولسیفایر سنتی (مانند پلی‌سوربات، سوربیتان و غیره)، همچنین با استفاده از بیوپلیمرها (مانند صمغ گوار، صمغ عربی، WPI و غیره) تثبیت شوند. صنایع پتانسیل بزرگی از بیوپلیمرها را به عنوان تثبیت‌کننده‌های امولسیون شناسایی کرده اند. به‌ویژه برای امولسیون‌های مورد استفاده در صنایع غذایی، دارویی و آرایشی، بیوپلیمرها اجازه‌ی توسعه محصولات با برچسب " پاک" را می‌دهند. بیوپلیمرها و ترکیبات بیوپلیمری به طور گسترده و با کیفیت مطلوبی در دسترس هستند. ترکیبات بیوپلیمری (مانند ترکیبات پلی‌ساکارید-پروتئین) بهتر از بیوپلیمرها عمل می‌کنند، زیرا ویژگی‌های مناسب پلیمرهای مختلف را به تنهایی ارائه می‌دهند. بیوپلیمری که از یک پروتئین و یک پلی‌ساکارید تشکیل شده است (پلیمرهای کربوهیدراتی پیچیده) مزایای هر مولکول را به صورت جداگانه فراهم می‌کند. پروتئین فعالیت سطحی را افزایش داده و در نتیجه اشباع لایه سطحی را با غلظت بسیار پایین تر ایجاد می کند. پلی‌ساکارید تنش سطحی را کاهش می‌دهد و به همین دلیل انرژی مورد نیاز برای برش و تولید سطوح جدید را کاهش می‌دهد. با این روش، پلی‌ساکاریدها فرآیند تولید قطرات کوچک را بهبود می‌بخشند. ترکیب بیوپلیمری بهترین ویژگی‌های هر دو جزء آن را ارائه می‌دهد و بنابراین یک تثبیت‌کننده قوی‌تر است.
بیوپلیمرها به عنوان پایدار‌کننده:
تثبیت‌کنندها و سورفکتانت‌ها برای بیشتر امولسیون‌ها برای حفظ طولانی‌مدت آنها لازم هستند. بیوپلیمرهایی مانند پلی‌ساکاریدها و پروتئین‌ها به عنوان مواد کاربردی در سیستم‌های امولسیون به‌طور وسیع مورد استفاده قرار می‌گیرند. بیوپلیمرها نوعی طبیعی از عامل امولسیفایر هستند که به دلیل ظرفیت‌های ژل شدن و امولسیفیکیشن خود، عملکرد تثبیت‌کنندگی خوبی را ارائه می‌دهند. از آنجا که تولید امولسیون‌های پایدار پیش‌نیاز موفقیت کپسوله‌سازی محصولات غذایی از طریق اسپری درایر است، بیوپلیمرها از بهترین تثبیت کننده ها هستند. بیوپلیمرها می‌توانند به عنوان تثبیت‌کننده به تنهایی یا در ترکیب با یکدیگر استفاده شوند.
بیوپلیمرهایی مانند صمغ عربی و پروتئین وی ایزوله (WPI) ارزان‌قیمت بوده و می‌توانند به راحتی در تولید مواد غذایی فرآوری شوند. صمغ عربی یک مخلوط از کربوهیدراتهای آنیونی و برخی پروتئین‌هاست. پروتئین‌های بسیار شاخه‌دار آن که به‌طور نزدیک به ساختار پلی‌ساکارید متصل هستند، به صمغ عربی خواص امولسیون شدن خوبی می‌دهند. پروتئین وی ایزوله از مخلوطی از پروتئین‌های کروی تشکیل شده است. این پروتئین‌های کروی می‌توانند به سرعت بر روی سطح قطرات روغن در حین هم‌زدن جذب شوند، که تشکیل قطرات کوچک را تسهیل می‌کند. سایر بیوپلیمرهای متداول به عنوان عوامل امولسیفایر شامل ژلاتین، صمغ زانتان، نشاسته، کازئین، پکتین، مالتودکسترین، اوالبومین، سدیم آلژینات و کاربوکسی‌متیل‌سلولز و... هستند. کمپلکس‌های بیوپلیمری از دو یا چند بیوپلیمر تشکیل شده‌اند. این کمپلکس‌ها می‌توانند توسط روش‌های شیمیایی، آنزیمی یا حرارتی سنتز شوند. به‌طور کلی، ترکیب کردن بیوپلیمرها معمولاً قابلیت استحکام و انحلال بیوپلیمر را افزایش می‌دهد و قابلیت استفاده و پایداری آنها را افزایش می‌دهد. افزایش پایداری نهایی در مقابل دماهای مختلف، pH و استحکام یونی عوامل مهمی برای فرآیندهای امولسیون‌سازی هستند.
با ما تماس بگیرید!
ما در آواپرداز با تکیه بر تجربه و دانش خود در زمینۀ طراحی و تولید دستگاه های التراسونیک آزمایشگاهی و صنعتی به شما کمک خواهیم کرد که در کوتاه ترین زمان ممکن به بهترین نتیجه دست پیدا کنید. استفاده از دستگاه های التراسونیک بسیار ساده است و به سادگی قابلیت افزایش مقیاس با کمترین هزینه را دارد. ما در طی مراحل انجام آزمایش و رسیدن به بهترین نتیجه و در مقیاس صنعتی همواره در کنار شما خواهیم بود! همین الان با ما تماس بگیرید!
