Characterization and Classification of IP Traffic
5.2 Characterization of IP Traffic
Esta etapa consiste en el desarrollo de un proceso reproducible para la formulación de las nanoemulsiones. Las diferentes modificaciones que se le hicieron a las formulaciones y al proceso, fueron realizadas en base al resultado de las caracterizaciones de la etapa 1 y las observaciones y caracterizaciones realizadas durante esta etapa 2.
El proceso inicial de preparación de las nanoemulsiones consiste en mezclar los componentes en un matraz Erlenmeyer utilizando agitación magnética en un baño maría a 40 grados por 10 minutos, seguido por agitación mecánica de alta velocidad (8000 rpm) por 5 minutos. Este primer paso nos sirve para disolver lo mejor posible las
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gomas y/o surfactantes en la fase acuosa, y así eliminar cualquier posible grumo que pudiera dar lugar a taponeamientos en la cámara de interacción del microfuidizer. Además este paso sirve para formar una pre-emulsión, es decir se comienza a dispersar la fase de aceite como gotas en la fase continua acuosa; sin embargo en este punto, las gotas son de tamaño micrométrico y por tanto son lechosas.
Posteriormente se introduce esta pre-emulsión en el homogeneizador de alta presión (microfluidizer), y se somete a alta presión (las diferentes series de nanoemulsiones se llevaron de 10,000 a 30,000 psi) recolectando muestra cada 1, 3, 5 y 10 vueltas, con el fin de que la cantidad de vueltas no degrade algún componente de las nanoemulsiones (también por ello se pone hielo en el serpentín de salida del equipo). En este proceso a alta presión, el tamaño de gota de la nanoemulsión va disminuyendo conforme aumenta el número de veces que se introduce la nanoemulsión al equipo (número de vueltas), aunque en ocasiones el tamaño de gota vuelve a aumentar al aumentar demasiado el número de vueltas debido a degradaciones de las gomas o surfactantes. Finalmente, se recolecta la muestra de nanoemulsión y se prepara para llevarla a esterilización. En la figura 7.16, se presenta un resumen del proceso.
Figura 7.16.- Proceso para la formulación de las nanoemulsiones A) Fase oleosa y acuosa de las nanoemulsiones, B) Preparación de pre-emulsión mediante agitación de alta velocidad C) Acondicionamiento del Homogeneizador, D) Proceso de Alta Presión, E) Recolección de la Muestra, F) Muestra Lista para Esterilización.
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Se realizó un primer estudio exploratorio para puesta en marcha del equipo microfluidizer y del método de preparación, así como para verificar el comportamiento de las gomas al introducirlas al equipo microfluidizer. En la tabla 7.18 se muestran las composiciones de las tres primeras pruebas de formulación; se utilizó un 2 % en peso de aceite esencial de Limón Persa y un 0.5 % en peso de agente emulsionante, y un 97.5 % en peso de agua desionizada.
Tabla 7.18.- Nanoemulsiones de estudio exploratorio para puesta en marcha.
Exp Fase Dispersa Surfactante Fase Continua Condiciones Temp A1 Aceite de Limón Persa Goma de Nopal Agua DI 2% Aceite de LP /0.5% Goma de Nopal / 97.5% agua. 25°C A2 Aceite de Limón Persa Goma de Nopal y Lecitina (1:1) Agua DI 2% Aceite de LP/ 0.25% Tween + 0.25% Lecitina / 97.5% agua. 25°C A3 Aceite de Limón Persa Goma Arábiga
Agua DI 2% Aceite / 0.5% Goma Arábiga / 97.5% agua.
25°C
En la primera prueba (A1 cuya composición se muestra en la Tabla 7.18) se utilizó goma de nopal de Green Corp como agente emulsionante. Sin embargo, el uso de esta goma ocasionó muchos problemas, ya que como se mencionó en la parte de caracterización por tensión interfacial, la goma de nopal presenta un comportamiento hidrófobo y por tanto no se disuelve perfectamente en la fase acuosa, y esto da lugar a taponeamientos en los microcanales de la cámara de interaccción del microfluidizer. Por tanto no fue posible obtener una nanoemulsión, ya que no se pudo hacer pasar la pre-emulsión por el microfluidizer.
Se realizó un segundo experimento (A2, composición mostrada en la Tabla 7.18) en el cual se utilizó una mezcla de goma de nopal y lecitina como agentes emulsionantes. En este experimento, tampoco fue posible hacer pasar la pre-emulsión por el microfluidizer debido a taponeamientos. Por estos motivos, estos fueron los únicos experimentos que se llevaron a cabo con la goma de nopal de Green Corp y ésta quedó descartada para futuros experimentos.
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Debido a que se contaba con muy poca cantidad de la goma de mezquite de Green Corp, para este estudio exploratorio se decidió proseguir con un experimento utilizando goma arábiga como agente emulsionante (experimento A3, Tabla 7.18). Afortunadamente con esta formulación no se presentaron problemas de taponeamiento y se pudo procesar a 10,000 psi en el microfluidizer. Se tomaron muestras a 1, 5 y 10 ciclos (vueltas) en el microfluidizer y se procedió a caracterizar.
La pre-emulsión hecha con ultra-turrax se tornó de un color amarillo claro, y al pasar dicha pre-emulsión por el microfluidizer se esperaba un producto con características de una nanoemulsión, sin embargo, la muestra se tornó lechosa con una ligera tonalidad amarilla; visualmente la muestra no correspondía precisamente con las características de tener un tamaño nanométrico, además mostraba una clara desestabilización (cremación) en cuestión de minutos. Como se observa en la figura 7.17 el tamaño de gota es grande para considerarse una nanoemulsión, y como se observa en cuestión de una hora, la muestra presentó una mayor cantidad de poblaciones de tamaño, además de presentarse un crecimiento del tamaño de gota en comparación con la primera medida realizada.
Figura 7.17.- Gráfica de Resultados de Tamaño de Gota* del experimento A3. *Nota: Porcentaje de volumen.
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Como resultado de este estudio exploratorio, se concluye que no es posible utilizar la goma de nopal de Green Corp por su hidrofobicidad y se descarta para estudios posteriores. Asimismo, se logró la puesta en marcha del método, en especial del acondicionamiento del microfluidizer. Finalmente, se pudo observar que las formulaciones de partida con 0.5% de agente emulsionante no eran adecuadas para la formación de nanoemulsiones, por lo que se decidió variar las composiciones para el siguiente estudio.