Соникатори със стъпаловидни плочи за сублимационно сушене с помощта на ултразвук
Лиофилизацията или замразяването е техника за дехидратация, използвана за запазване на чувствителни към топлина биологични и хранителни материали. Сублимационното сушене се прилага широко в производството на храни и лекарства, тъй като този метод запазва структурата на съединенията и хранителните им стойности. Въпреки това традиционните системи за лиофилизация често страдат от дълги цикли, високи енергийни изисквания и слаба мащабируемост. Въздушната ултразвукова обработка значително оптимизира процесите на сублимационно сушене. Стъпаловидните пластинчати ултразвукови устройства на Hielscher предлагат трансформиращи предимства за ефективно сублимационно сушене.
Интензификация на процеса чрез ултразвуково замразяване и сушене
Ултразвуковото сублимационно сушене е мощна техника за интензифициране на процеса, която интегрира високочестотна акустична енергия в конвенционалната лиофилизация, за да ускори масовия и топлинния трансфер. Чрез прилагане на ултразвук чрез безконтактен сонатор със стъпаловидна плоча се генерират микровибрации и локални колебания на налягането в замразената матрица. Тези ефекти разрушават граничните слоеве, увеличават скоростта на сублимация и създават по-отворена пореста структура, като по този начин съкращават времето за сушене и намаляват енергийните нужди. В резултат на това ултразвуковото подпомагане позволява по-бързо и по-ефективно сушене чрез замразяване, като същевременно се запазва структурната и биохимичната цялост на чувствителните продукти.
- По-кратко време за сушене
- намалена консумация на енергия
- Леко, запазващо лечение
- Безконтактен процес
Какво представляват соникаторите със стъпаловидна плоча?
Стъпаловидните пластинчати сонатори на Hielscher са специално разработени ултразвукови устройства, които излъчват високоинтензивни ултразвукови вълни чрез структурирана титаниева пластина. Тази плоча има стъпаловидна геометрия. За разлика от сондата, която работи в пряк контакт с течност, сонаторите със стъпаловидна плоча доставят ултразвук през въздушни или газови интерфейси, което позволява безконтактно сониране.
При сублимационното сушене с помощта на ултразвук (UAFLD) тези стъпаловидни плочи се разполагат близо до повърхността на замразените проби, като подават мощни акустични вълни през интерфейса на сублимацията, без да докосват продукта. Резултатът е подобрен масообмен, ускорена сублимация и запазена микроструктура, дори за деликатни или хигроскопични материали.
Приложения
- Фризерно сушени плодове, зеленчуци и билки
- Висококачествени нутрацевтици и биоактивни вещества
- Пробиотични култури и продукти, получени чрез ферментация
- Готови за консумация ястия и дажби за спешни случаи
- Фармацевтични помощни вещества (напр. манитол, трехалоза)
Соникатори със стъпаловидна плоча за промишлено замразяване и сушене
Ултразвуковото сублимационно сушене със сонатори със стъпаловидни плочи на Hielscher подобрява и улеснява дехидратацията при ниска температура. Той съчетава утвърдените принципи на сублимационното сушене с кинетичното ускорение на ултразвуковата енергия. – без да се прави компромис с качеството или безопасността на продукта.
Тъй като нараства търсенето на енергийно ефективни, високопроизводителни и чисти методи за съхранение, този ултразвуков безконтактен подход предлага убедителна възможност за развитие.
За хранителните технолози, инженерите по процесите и производителите, Hielscher стъпаловидните сонатори осигуряват ефективно, мащабируемо и надеждно решение за качествена обработка на храни.
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.
Често задавани въпроси
Какво представлява сублимационното сушене?
Лиофилизацията е процес на дехидратация, при който продуктът първо се замразява и след това се изсушава при понижено налягане, като ледът сублимира директно в пара. По този начин се запазват структурата, биологичната активност и чувствителните съединения.
Какво представлява лиофилизацията?
Лиофилизацията е техническият термин за сублимационно сушене. Той описва един и същ процес, широко използван във фармацевтичната, хранителната и биотехнологичната промишленост.
Каква е разликата между замразяване и лиофилизация?
Няма функционална разлика. Замразяването е общоприетият термин, а лиофилизацията е научният термин. И двата се отнасят до един и същ процес на сублимационно сушене.
Какви са предимствата на сублимационното сушене?
Предимствата на сублимационното сушене се състоят най-вече в способността му да запазва хранителната стойност, структурната цялост и биоактивните съединения на продукта. Тъй като процесът се извършва при ниски температури, дори чувствителните към топлина материали изпитват минимален термичен стрес. В резултат на това изсушеният материал запазва отличното си качество и може да се съхранява за дълъг период от време с малка или никаква употреба на добавки. Когато се рехидратира, продуктът бързо възвръща първоначалната си текстура и външен вид, предлагайки ниво на качество, което конвенционалните методи на сушене рядко постигат.
Какви са недостатъците на сублимационното сушене?
Конвенционалното сушене чрез замразяване изисква сложно оборудване и е скъпо поради разходите за енергия. В сравнение с конвенционалното топлинно сушене сублимационното сушене има по-дълго време за обработка и изисква контролирани системи за замразяване и вакуум. При стандартните конфигурации пропускателната способност е ограничена. Ето защо сублимационното сушене с помощта на ултразвук е новаторска техника за интензифициране на процеса, която дава възможност за по-голяма производителност при съкратено време за обработка и намалени разходи за обработка.
Литература / Препратки
- Katharina Schössler, Henry Jäger, Dietrich Knorr (2012): Novel contact ultrasound system for the accelerated freeze-drying of vegetables. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 16, 2012. 113-120.
- Gallego-Juárez, J. A., Riera, E., de la Fuente Blanco, S., Rodríguez-Corral, G., Acosta-Aparicio, V. M., Blanco, A. (2007): Application of High-Power Ultrasound for Dehydration of Vegetables: Processes and Devices. Drying Technology, 25(11), 2007. 1893–1901.
- Juan A. Gallego-Juarez (2007): High-power ultrasonic processing: Recent developments and prospective advances. Physics Procedia, Volume 3, Issue 1, 2007. 35-47.
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.


