Мано-термо-соникация: Синергии в ултразвуковата обработка
Соникацията е техника на нетермична обработка, използвана за множество приложения като хомогенизация, емулгиране, дисперсия, екстракция и консервиране в храните, фармацията, биологията, химията и материалознанието. Използването на ултразвук само по себе си е много ефективен метод за обработка и ефективно изпълнява задачите за обработка в кратко лечение – особено в сравнение с алтернативни техники. Когато се комбинират с налягане и/или топлина, синергията между тези форми на обработка може да засили процеса на ултразвук. Научете повече за мано-ултразвука и мано-термоултразвука и проучете как тези техники за обработка могат да подобрят вашето производство!
Уникирането като техника на нетермична обработка
Ултразвукът тип сонда е метод на нетермична обработка, използван предимно в хранителните, фармацевтичните и биологичните приложения. Типичното приложение на ултразвукозаторите включва хомогенизиране, смесване, емулгиране, екстракция на биоактивни съединения и капсулиране на активни съставки. За разлика от традиционните термични методи, които разчитат на топлина за обработка, сондирането генерира механични вълни за постигане на различни ефекти. Когато се прилага методът на ултразвук, в средата се генерират акустични или ултразвукови кавитационни мехурчета. Ултразвуковата кавитация създава интензивни сили, които разграждат частици, капчици и клетъчни структури, осигуряват интензивно смесване и по този начин подпомагат многобройни процеси като хомогенно смесване, ботаническа екстракция или липозомно капсулиране.
Затвореният реактор, изработен от неръждаема стомана, е оборудван с ултразвуков уред UIP2000hdT (2kW, 20kHz).
Синергични ефекти при ултразвукова обработка
Термо-Соникацията, Мано-Соникацията и Мано-Термо-Соникацията са технологични техники, които използват ултразвукови вълни за различни приложения, особено в областта на храните, фармацевтиката и биологичните процеси.
Както Мано-Соникацията, така и Термо-Мано-Соникацията подчертават синергичните ефекти на ултразвуковите вълни и температурата в различни процеси, осигурявайки ефективни и селективни средства за приложения в хранително-вкусовите, фармацевтичните и биологичните системи.
термоултразвук
Определение: Термоултразвукът се отнася до процес, който съчетава както топлинни, така и ултразвукови ефекти за различни приложения, особено в областта на материалознанието и химията. Мано-Соникацията включва едновременно прилагане на ултразвукови вълни и топлина към вещество или материал. Типично приложение е пастьоризацията на течни храни като мляко, течни яйца или напитки. Докато пастеруизацията само чрез топлина изисква много високи температури, комбинацията от ултразвук и топлина позволява да се използват по-ниски температури, запазвайки хранителните вещества и вкусовете.
Мано-ултразвук
Определение: Мано-Соникацията включва едновременно прилагане на ултразвукови вълни и натиск върху среда.
Ултразвуковите вълни предизвикват акустична кавитация, която се характеризира с образуване на микромехурчета, ударни вълни и поток от течности. Комбинацията от ултразвук и налягане засилва разрушителните ефекти на кавитацията, улеснявайки процеси като деагломерация на частици, разрушаване на клетките, емулгиране и екстракция.
Мано-термо-соникация
Определение: Мано-термоултразвук (MTS) или Thermo-Mano-Sonication или е технология, която ефективно комбинира ефектите на налягането, топлината и ултразвука на енергията. Комбинирайки предимствата на ултразвуковата, термична обработка при повишено налягане, мано-термоултразвукът е високоефективна техника на обработка, използвана особено в хранително-вкусовата, фармацевтичната и материалознанието. Тази комбинация от физически сили значително засилва процесите и постига уникални резултати.
При повишено налягане спукването на кавитационни мехурчета става драстично по-силно и интензивно.
Контролираното нагряване по време на ултразвук позволява ефективна обработка, без да причинява значително термично разграждане. Топлината може да се регулира до подходящото температурно ниво, което е от полза за процеса и не разрушава обработените вещества и материали.
Мащабиране на мано-термоултразвука: от лабораторно оборудване UIP1000hdT (A) до оборудване за пилотен мащаб UIP4000hdT (B, C & D). На снимка D е схематизирана напречна секция на ултразвуковата проточна клетка FC100K.
Снимка и проучване: ©Vernès et al. 2019
Работен механизъм: силов ултразвук и акустична кавитация за нетермична обработка
Ултразвуково генерираната кавитация включва образуване, растеж и колапс на микроскопични мехурчета в течността. Когато тези мехурчета се срутят, те освобождават енергия под формата на ударни вълни и микроструи. Тази механична енергия се използва за процеси като разрушаване на клетките, емулгиране и намаляване на размера на частиците, без да се разчита на повишени температури.
В контекста на храните, фармацевтичните продукти и биологичните материали, сондирането предлага няколко предимства като намалено време за обработка, запазване на чувствителни към топлина съединения и минимално увреждане на деликатните структури. Нетермичният характер на тази техника помага да се поддържа целостта на биоактивни съединения, ензими и други чувствителни компоненти в тези приложения, което е от съществено значение, когато става въпрос за производство на фармацевтични, хранителни и хранителни добавки.
Високоефективни соникатори за интензификация на процесите
Hielscher Ultrasonics проектира, произвежда и доставя сондови ултразвукови апарати за нетермична обработка на течности, както и за маносонизация, термосонизация и термоманосонизация. Богатото продуктово портфолио на Hielscher Ultrasonics предлага оптималния ултразвуков процесор за вашето приложение. Независимо дали трябва да ултразвук на малки флакони или лабораторни чаши, искате да обработвате в пилотен мащаб или да произвеждате потоци от непрекъснато голям обем, Hielscher разполага с идеалния ултразвук за вашите изисквания за обработка!
Реакторите под налягане и проточните клетки, оборудвани с нагревателни или охлаждащи ризи, позволяват безпроблемно използване на синергиите между ултразвук, налягане и/или топлина.
Прочетете повече за Hielscher Sonicators за лаборатория и производство!
- висока ефективност
- Най-съвременна технология
- надеждност & Стабилност
- регулируемо, прецизно управление на процеса
- партида & Вградени
- за всеки обем
- Интелигентен софтуер
- интелигентни функции (напр. програмируеми, протоколиране на данни, дистанционно управление)
- лесен и безопасен за работа
- ниска поддръжка
- CIP (почистване на място)
Сонден ултразвуков уред UIP6000hdT с проточна клетка под налягане. Нагревателно-охлаждащото яке позволява ултразвук при повишени или понижени температури.
Проектиране, производство и консултиране – Качество, произведено в Германия
Ултразвуковите апарати Hielscher са добре известни със своите най-високи стандарти за качество и дизайн. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Тежките условия и взискателните условия се справят лесно с ултразвуковите апарати на Hielscher.
Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови уреди, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са съвместими с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Литература / Препратки
- A. Meullemiestre, C. Breil, M. Abert-Vian, F. Chemat (2017): Manothermosonication as a useful tool for lipid extraction from oleaginous microorganisms. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 37, 2017. 216-221.
- Chemat, F., Rombaut, N., Sicaire, A. G., Meullemiestre, A., Fabiano-Tixier, A. S., & Abert-Vian, M. (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry, 34, 2017. 540-560.
- Bermúdez-Aguirre, D., Mobbs, T., Barbosa-Cánovas, G.V. (2011): Ultrasound Applications in Food Processing. In: Feng, H., Barbosa-Canovas, G., Weiss, J. (eds) Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. Food Engineering Series. Springer, New York, NY.
- Yusaf, T. (2015): Evaluating the effect of heat transfer on cell disruption in ultrasound processes. Annals of Microbiology 65, 2015. 1447–1456.
- Vernès, Léa; Vian, Maryline; Maâtaoui, Mohamed; Tao, Yang; Bornard, Isabelle; Chemat, Farid (2019): Application of ultrasound for green extraction of proteins from spirulina. Mechanism, optimization, modeling, and industrial prospects. Ultrasonics Sonochemistry, 54, 2017.
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори за смесване, дисперсия, емулгиране и екстракция в лабораторен, пилотен и индустриален мащаб.
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.