Mano-Thermo-Sonication: Sinergije u ultrazvučnoj obradi
Sonikacija je tehnika netermalne obrade koja se koristi za brojne primjene kao što su homogenizacija, emulgiranje, disperzija, ekstrakcija i konzerviranje u hrani, farmaciji, biologiji, kemiji i znanosti o materijalima. Samo korištenje ultrazvuka je vrlo učinkovita metoda obrade i učinkovito dovršava zadatke obrade u kratkom tretmanu – posebno u usporedbi s alternativnim tehnikama. U kombinaciji s pritiskom i/ili toplinom, sinergije između ovih oblika tretmana mogu intenzivirati proces sonikacije. Saznajte više o mano-sonication i mano-thermo-sonication i istražite kako ove tehnike obrade mogu poboljšati vašu proizvodnju!
Sonikacija kao tehnika ne-termalne obrade
Sonikacija je metoda netermalne obrade koja se prvenstveno koristi u prehrambenoj, farmaceutskoj i biološkoj primjeni. Tipična primjena sonikatora uključuje homogenizaciju, miješanje, emulgiranje, ekstrakciju bioaktivnih spojeva i kapsuliranje aktivnih sastojaka. Za razliku od tradicionalnih toplinskih metoda koje se oslanjaju na toplinu za obradu, ultrazvuk tipa sonde stvara mehaničke valove za postizanje različitih učinaka. Kada se primjenjuje metoda sonikacije, u mediju se stvaraju akustični ili ultrazvučni kavitacijski mjehurići. Ultrazvučna kavitacija stvara intenzivne sile koje razbijaju čestice, kapljice i stanične strukture, osiguravaju intenzivno miješanje i time pomažu višestruke procese kao što su homogeno miješanje, botanička ekstrakcija ili liposomska inkapsulacija.
Opremljen je zatvoreni šaržni reaktor izrađen od nehrđajućeg čelika s ultrazvučnim aparatom UIP2000hdT (2kW, 20kHz).
Sinergistički učinci u ultrazvučnoj obradi
Thermo-Sonication, Mano-Sonication i Mano-Thermo-Sonication procesne su tehnike koje iskorištavaju ultrazvučne valove za različite primjene, posebno u području hrane, lijekova i bioloških procesa.
I Mano-Sonication i Thermo-Mano-Sonication ističu sinergijske učinke ultrazvučnih valova i temperature u različitim procesima, pružajući učinkovita i selektivna sredstva za primjenu u hrani, lijekovima i biološkim sustavima.
termo-sonifikacija
Definicija: Termosonifikacija se odnosi na proces koji kombinira toplinske i ultrazvučne učinke za različite primjene, posebno u području znanosti o materijalima i kemije. Mano-sonication uključuje istovremenu primjenu ultrazvučnih valova i topline na tvar ili materijal. Tipična primjena je pasterizacija tekuće hrane poput mlijeka, tekućih jaja ili pića. Dok sama pasterizacija toplinom zahtijeva vrlo visoke temperature, kombinacija ultrazvuka i topline omogućuje korištenje nižih temperatura za očuvanje hranjivih tvari i okusa.
mano-sonifikacija
Definicija: Mano-sonication uključuje istodobnu primjenu ultrazvučnih valova i pritiska na medij.
Ultrazvučni valovi induciraju akustičnu kavitaciju, koju karakterizira stvaranje mikromjehurića, udarnih valova i strujanja tekućine. Kombinacija ultrazvuka i tlaka pojačava razorne učinke kavitacije, olakšavajući procese kao što su deaglomeracija čestica, razbijanje stanica, emulgiranje i ekstrakcija.
Mano-termo-sonifikacija
Definicija: Mano-thermo-sonication (MTS) ili Thermo-Mano-Sonication ili je tehnologija koja učinkovito kombinira učinke tlaka, topline i snage ultrazvuka. Kombinirajući prednosti ultrazvučne, toplinske obrade pod povišenim tlakom, mano-thermo-sonication je vrlo učinkovita tehnika obrade koja se posebno koristi u hrani, farmaciji i znanosti o materijalima. Ova kombinacija fizičkih sila značajno intenzivira procese i postiže jedinstvene rezultate.
Pod povišenim tlakom, pucanje kavitacijskih mjehurića postaje drastično silovitije i intenzivnije.
Kontrolirano zagrijavanje tijekom sonikacije omogućuje učinkovitu obradu bez uzrokovanja značajne toplinske degradacije. Toplina se može podesiti na prikladnu razinu temperature, koja je korisna za proces i ne destruktivno djeluje na tvari i materijale koji se obrađuju.
Povećanje mano-termo-sonifikacije: od laboratorijske opreme UIP1000hdT (A) do pilotske opreme UIP4000hdT (B, C & D). Na slici D shematiziran je poprečni presjek ultrazvučne protočne ćelije FC100K.
slika i studija: ©Vernès et al. 2019
Radni mehanizam: Snažni ultrazvuk i akustična kavitacija za ne-termalnu obradu
Ultrazvučno generirana kavitacija uključuje stvaranje, rast i kolaps mikroskopskih mjehurića unutar tekućine. Kako se ti mjehurići kolabiraju, oslobađaju energiju u obliku udarnih valova i mikromlaznica. Ta se mehanička energija koristi za procese kao što su razbijanje stanica, emulgiranje i smanjenje veličine čestica bez oslanjanja na povišene temperature.
U kontekstu hrane, lijekova i bioloških materijala, sonikacija nudi nekoliko prednosti kao što je skraćeno vrijeme obrade, očuvanje spojeva osjetljivih na toplinu i minimalno oštećenje osjetljivih struktura. Netoplinska priroda ove tehnike pomaže u održavanju integriteta bioaktivnih spojeva, enzima i drugih osjetljivih komponenti u ovim primjenama, što je bitno kada se radi o proizvodnji lijekova, hrane i dodataka prehrani.
Sonikatori visokih performansi za intenziviranje procesa
Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi i isporučuje sonikatore za netermalnu obradu tekućina, kao i za manosonizaciju, termosonifikaciju i termo-manosonikaciju. Opsežan portfelj proizvoda tvrtke Hielscher Ultrasonics nudi optimalan ultrazvučni procesor za vašu primjenu. Bilo da trebate ultrazvukom obrađivati male bočice ili laboratorijske čaše, želite li obrađivati na pilot skali ili proizvoditi kontinuirano velike količine struje, Hielscher ima idealan sonikator za vaše zahtjeve obrade!
Reaktori pod tlakom i protočne ćelije, opremljeni grijaćim ili rashladnim omotačima, omogućuju besprijekorno iskorištavanje sinergije između snažnog ultrazvuka, tlaka i/ili topline.
Pročitajte više o Hielscher sonikatorima za laboratorij i proizvodnju!
- visoka efikasnost
- Najnovija tehnologija
- pouzdanost & robusnost
- podesiva, precizna kontrola procesa
- serija & u redu
- za bilo koji volumen
- inteligentni softver
- pametne značajke (npr. programabilne, podatkovni protokol, daljinsko upravljanje)
- jednostavan i siguran za rukovanje
- slabo održavanje
- CIP (čišćenje na mjestu)
Sonda tipa sonicator UIP6000hdT s protočnom ćelijom pod pritiskom. Grijaći/rashladni plašt omogućuje sonikaciju na povišenim ili sniženim temperaturama.
Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – Kvaliteta Proizvedeno u Njemačkoj
Hielscher ultrasonicators su poznati po svojim najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućuju glatku integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijske objekte. Teški uvjeti i zahtjevna okruženja lako se nose s Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana tvrtka i stavlja poseban naglasak na ultrazvučne uređaje visokih performansi koji sadrže najsuvremeniju tehnologiju i jednostavnu su za korištenje. Naravno, Hielscher ultrasonicators sukladni su CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Literatura / Reference
- 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 proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za aplikacije miješanja, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.