Μανοθερμική κατεργασία με υπερήχους: Συνέργειες στην επεξεργασία με υπερήχους

Η κατεργασία με υπερήχους είναι μια μη θερμική τεχνική επεξεργασίας που χρησιμοποιείται σε πολυάριθμες εφαρμογές, όπως η ομογενοποίηση, η γαλακτωματοποίηση, η διασπορά, η εκχύλιση και η συντήρηση, στους τομείς των τροφίμων, των φαρμάκων, της βιολογίας, της χημείας και της επιστήμης των υλικών. Η χρήση υπερήχων από μόνη της αποτελεί μια πολύ αποδοτική μέθοδο επεξεργασίας και ολοκληρώνει αποτελεσματικά τις εργασίες επεξεργασίας με σύντομη κατεργασία – ιδιαίτερα σε σύγκριση με εναλλακτικές τεχνικές. Όταν συνδυάζεται με πίεση ή/και θερμότητα, οι συνέργειες μεταξύ αυτών των μορφών κατεργασίας μπορούν να εντατικοποιήσουν τη διεργασία κατεργασίας με υπερήχους. Μάθετε περισσότερα για τη μανοκατεργασία και τη μανοθερμική κατεργασία με υπερήχους και ανακαλύψτε πώς αυτές οι τεχνικές επεξεργασίας μπορούν να βελτιώσουν την παραγωγή σας!

Η κατεργασία με υπερήχους ως μη θερμική τεχνική επεξεργασίας

Η κατεργασία με υπερήχους με συσκευή τύπου καθετήρα είναι μια μη θερμική μέθοδος επεξεργασίας που χρησιμοποιείται κυρίως σε εφαρμογές τροφίμων, φαρμάκων και βιολογίας. Οι συνήθεις εφαρμογές των συσκευών υπερήχων περιλαμβάνουν την ομογενοποίηση, την ανάμειξη, τη γαλακτωματοποίηση, την εκχύλιση βιοδραστικών ενώσεων και την ενθυλάκωση δραστικών συστατικών. Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές θερμικές μεθόδους, οι οποίες βασίζονται στη θερμότητα για την επεξεργασία, η κατεργασία με υπερήχους με συσκευή τύπου καθετήρα παράγει μηχανικά κύματα για την επίτευξη διαφόρων αποτελεσμάτων. Κατά την εφαρμογή της μεθόδου κατεργασίας με υπερήχους, δημιουργούνται στο μέσο φυσαλίδες ακουστικής σπηλαίωσης ή σπηλαίωσης υπερήχων. Η σπηλαίωση υπερήχων δημιουργεί ισχυρές δυνάμεις που διασπούν σωματίδια, σταγονίδια και κυτταρικές δομές, εξασφαλίζουν έντονη ανάμειξη και υποβοηθούν έτσι ποικίλες διεργασίες, όπως η ομοιογενής ανάμειξη, η εκχύλιση φυτικών υλών ή η λιποσωμιακή ενθυλάκωση.

Μηχανισμός λειτουργίας: Υπέρηχοι ισχύος και ακουστική σπηλαίωση για μη θερμική επεξεργασία

Η σπηλαίωση που δημιουργείται με υπερήχους περιλαμβάνει τον σχηματισμό, την ανάπτυξη και την κατάρρευση μικροσκοπικών φυσαλίδων μέσα στο υγρό. Καθώς αυτές οι φυσαλίδες καταρρέουν, απελευθερώνουν ενέργεια με τη μορφή κρουστικών κυμάτων και μικροπιδάκων. Αυτή η μηχανική ενέργεια αξιοποιείται σε διεργασίες όπως η κυτταρική διάρρηξη, η γαλακτωματοποίηση και η μείωση του μεγέθους των σωματιδίων, χωρίς να βασίζεται σε αυξημένες θερμοκρασίες.

Στον τομέα των τροφίμων, των φαρμάκων και των βιολογικών υλικών, η κατεργασία με υπερήχους με συσκευή τύπου καθετήρα προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα, όπως μειωμένο χρόνο επεξεργασίας, διατήρηση των θερμοευαίσθητων ενώσεων και ελάχιστη βλάβη στις ευαίσθητες δομές. Ο μη θερμικός χαρακτήρας αυτής της τεχνικής συμβάλλει στη διατήρηση της ακεραιότητας των βιοδραστικών ενώσεων, των ενζύμων και άλλων ευαίσθητων συστατικών σε αυτές τις εφαρμογές, κάτι που είναι απαραίτητο για την παραγωγή φαρμάκων, τροφίμων και συμπληρωμάτων διατροφής.

Συσκευές υπερήχων υψηλών επιδόσεων για εντατικοποίηση διεργασιών

Η Hielscher Ultrasonics σχεδιάζει, κατασκευάζει και προμηθεύει συσκευές υπερήχων τύπου καθετήρα για μη θερμική επεξεργασία υγρών, καθώς και για μανοκατεργασία, θερμοκατεργασία και θερμομανοκατεργασία με υπερήχους. Το εκτεταμένο χαρτοφυλάκιο προϊόντων της Hielscher Ultrasonics προσφέρει τη βέλτιστη συσκευή επεξεργασίας με υπερήχους για την εφαρμογή σας. Είτε χρειάζεται να υποβάλετε σε κατεργασία με υπερήχους μικρά φιαλίδια ή εργαστηριακά ποτήρια ζέσεως, είτε θέλετε να επεξεργαστείτε υλικά σε πιλοτική κλίμακα ή να παράγετε συνεχώς ρεύματα μεγάλου όγκου, η Hielscher διαθέτει την ιδανική συσκευή υπερήχων για τις απαιτήσεις επεξεργασίας σας!
Οι αντιδραστήρες και οι κυψελίδες ροής που μπορούν να λειτουργούν υπό πίεση και διαθέτουν μανδύες θέρμανσης ή ψύξης επιτρέπουν την απρόσκοπτη αξιοποίηση των συνεργειών μεταξύ υπερήχων ισχύος, πίεσης ή/και θερμότητας.
Διαβάστε περισσότερα για τις συσκευές υπερήχων Hielscher για το εργαστήριο και την παραγωγή!
 

Σχεδιασμός, κατασκευή και συμβουλευτική – Ποιότητα κατασκευασμένη στη Γερμανία

Οι συσκευές υπερήχων Hielscher είναι ευρέως γνωστές για τα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας και σχεδιασμού τους. Η ανθεκτικότητα και η εύκολη λειτουργία επιτρέπουν την ομαλή ενσωμάτωση των συσκευών υπερήχων μας σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Οι συσκευές υπερήχων Hielscher ανταποκρίνονται εύκολα σε αντίξοες συνθήκες και απαιτητικά περιβάλλοντα.

Η Hielscher Ultrasonics είναι μια εταιρεία πιστοποιημένη κατά ISO και δίνει ιδιαίτερη έμφαση στις συσκευές υπερήχων υψηλών επιδόσεων που διαθέτουν τεχνολογία αιχμής και ευχρηστία. Φυσικά, οι συσκευές υπερήχων Hielscher συμμορφώνονται με το CE και πληρούν τις απαιτήσεις των UL, CSA και RoHs.

Βιβλιογραφία / Αναφορές

• 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.