Մանո-թերմո-ուլտրաձայնային մշակում. սիներգիաներն ուլտրաձայնային մշակման մեջ
Ուլտրաձայնային մշակումը ոչ ջերմային մշակման տեխնիկա է, որը կիրառվում է բազմաթիվ նպատակներով, օրինակ՝ հոմոգենացման, էմուլգացման, դիսպերսման, արդյունահանման և պահպանման համար՝ սննդարդյունաբերության, դեղագործության, կենսաբանության, քիմիայի և նյութագիտության ոլորտներում։ Միայն ուլտրաձայնի կիրառումն արդեն իսկ մշակման շատ արդյունավետ մեթոդ է և կարճատև մշակմամբ արդյունավետորեն կատարում է մշակման խնդիրները՝ հատկապես այլընտրանքային տեխնիկաների համեմատ։ Ճնշման և/կամ ջերմության հետ համակցման դեպքում մշակման այս ձևերի միջև սիներգիաները կարող են ինտենսիվացնել ուլտրաձայնային մշակման գործընթացը։ Իմացե՛ք ավելին մանո-ուլտրաձայնային և մանո-թերմո-ուլտրաձայնային մշակման մասին և բացահայտե՛ք, թե ինչպես կարող են մշակման այս տեխնիկաները բարելավել ձեր արտադրությունը։
Ուլտրաձայնային մշակումը՝ որպես ոչ ջերմային մշակման տեխնիկա
Զոնդային ուլտրաձայնային մշակումը ոչ ջերմային մշակման մեթոդ է, որը հիմնականում կիրառվում է սննդային, դեղագործական և կենսաբանական նպատակներով։ Ուլտրաձայնային սարքերի բնորոշ կիրառություններից են հոմոգենացումը, խառնումը, էմուլգացումը, կենսաակտիվ միացությունների արդյունահանումը և ակտիվ բաղադրիչների պատիճավորումը։ Ի տարբերություն ավանդական ջերմային մեթոդների, որոնցում մշակումը կատարվում է ջերմության միջոցով, զոնդային ուլտրաձայնային մշակումը մեխանիկական ալիքներ է առաջացնում՝ տարբեր ազդեցություններ ստանալու համար։ Ուլտրաձայնային մշակման մեթոդը կիրառելիս միջավայրում առաջանում են ակուստիկ կամ ուլտրաձայնային կավիտացիայի պղպջակներ։ Ուլտրաձայնային կավիտացիան առաջացնում է ուժգին ուժեր, որոնք քայքայում են մասնիկները, կաթիլներն ու բջջային կառուցվածքները, ապահովում են ինտենսիվ խառնում և այդպիսով նպաստում բազմազան գործընթացների, ինչպիսիք են համասեռ խառնումը, բուսական հումքից արդյունահանումը կամ լիպոսոմային պատիճավորումը։
Չժանգոտվող պողպատից պատրաստված փակ պարբերական ռեակտորը հագեցած է UIP2000hdT ուլտրաձայնային սարքով (2kW, 20kHz)։
Սիներգիկ ազդեցություններն ուլտրաձայնային մշակման մեջ
Թերմո-ուլտրաձայնային, մանո-ուլտրաձայնային և մանո-թերմո-ուլտրաձայնային մշակումները տեխնոլոգիական մշակման տեխնիկաներ են, որոնք ուլտրաձայնային ալիքներն օգտագործում են տարբեր նպատակներով՝ հատկապես սննդի, դեղագործության և կենսաբանական գործընթացների ոլորտներում։
Թե՛ մանո-ուլտրաձայնային, թե՛ թերմո-մանո-ուլտրաձայնային մշակումն ընդգծում են ուլտրաձայնային ալիքների և ջերմաստիճանի սիներգիկ ազդեցությունները տարբեր գործընթացներում՝ ապահովելով արդյունավետ և ընտրողական միջոցներ սննդային, դեղագործական և կենսաբանական համակարգերում կիրառելու համար։
Թերմո-ուլտրաձայնային մշակում
Սահմանում. Թերմո-ուլտրաձայնային մշակումը գործընթաց է, որը համակցում է ջերմային և ուլտրաձայնային ազդեցությունները տարբեր կիրառությունների համար՝ հատկապես նյութագիտության և քիմիայի ոլորտներում։ Մանո-ուլտրաձայնային մշակումը ներառում է ուլտրաձայնային ալիքների և ջերմության միաժամանակյա ազդեցությունը նյութի կամ նյութական միջավայրի վրա։ Բնորոշ կիրառություններից է հեղուկ սննդամթերքի, օրինակ՝ կաթի, հեղուկ ձվի կամ ըմպելիքների պաստերացումը։ Մինչդեռ միայն ջերմությամբ պաստերացումը պահանջում է շատ բարձր ջերմաստիճաններ, ուլտրաձայնի և ջերմության համակցումը թույլ է տալիս կիրառել ավելի ցածր ջերմաստիճաններ՝ պահպանելով սննդանյութերն ու համերը։
Մանո-ուլտրաձայնային մշակում
Սահմանում. Մանո-ուլտրաձայնային մշակումը ներառում է ուլտրաձայնային ալիքների և ճնշման միաժամանակյա ազդեցությունը միջավայրի վրա։
Ուլտրաձայնային ալիքներն առաջացնում են ակուստիկ կավիտացիա, որը բնութագրվում է միկրոպղպջակների, հարվածային ալիքների և հեղուկի հոսքերի առաջացմամբ։ Ուլտրաձայնի և ճնշման համակցումն ուժեղացնում է կավիտացիայի քայքայող ազդեցությունները՝ հեշտացնելով այնպիսի գործընթացներ, ինչպիսիք են մասնիկների դեագլոմերացումը, բջիջների քայքայումը, էմուլգացումը և արդյունահանումը։
Մանո-թերմո-ուլտրաձայնային մշակում
Սահմանում. Մանո-թերմո-ուլտրաձայնային մշակումը (MTS) կամ թերմո-մանո-ուլտրաձայնային մշակումը տեխնոլոգիա է, որն արդյունավետորեն համակցում է ճնշման, ջերմության և հզոր ուլտրաձայնի ազդեցությունները։ Համակցելով բարձր ճնշումների տակ ուլտրաձայնային, ջերմային մշակման առավելությունները՝ մանո-թերմո-ուլտրաձայնային մշակումը մշակման խիստ արդյունավետ տեխնիկա է, որը կիրառվում է հատկապես սննդարդյունաբերության, դեղագործության և նյութագիտության ոլորտներում։ Ֆիզիկական ուժերի այս համակցությունը զգալիորեն ինտենսիվացնում է գործընթացները և ապահովում եզակի արդյունքներ։
Բարձր ճնշումների տակ կավիտացիոն պղպջակների պայթումը դառնում է կտրուկ ավելի ուժգին և ինտենսիվ։
Ուլտրաձայնային մշակման ընթացքում վերահսկվող տաքացումը թույլ է տալիս արդյունավետ մշակում կատարել՝ առանց զգալի ջերմային քայքայում առաջացնելու։ Տաքացումը կարելի է կարգավորել մինչև համապատասխան ջերմաստիճանային մակարդակ, որը նպաստավոր է գործընթացի համար և չի քայքայում մշակվող նյութերն ու նյութական միջավայրերը։
Մանո-թերմո-ուլտրաձայնային մշակման մասշտաբի մեծացում՝ UIP1000hdT լաբորատոր սարքավորումից (A) մինչև UIP4000hdT փորձնական արտադրական մասշտաբի սարքավորում (B, C և D)։ D նկարում սխեմատիկորեն պատկերված է FC100K ուլտրաձայնային հոսքային բջջի լայնական կտրվածքը։
նկարը և ուսումնասիրությունը՝ ©Vernès et al. 2019
Գործողության մեխանիզմը. հզոր ուլտրաձայն և ակուստիկ կավիտացիա՝ ոչ ջերմային մշակման համար
Ուլտրաձայնով առաջացած կավիտացիան ներառում է հեղուկի ներսում մանրադիտակային պղպջակների առաջացումը, աճը և փլուզումը։ Փլուզվելիս այս պղպջակներն էներգիա են արձակում հարվածային ալիքների և միկրոշիթերի տեսքով։ Այս մեխանիկական էներգիան օգտագործվում է այնպիսի գործընթացների համար, ինչպիսիք են բջիջների քայքայումը, էմուլգացումը և մասնիկների չափի փոքրացումը՝ առանց բարձր ջերմաստիճանների վրա հիմնվելու։
Սննդամթերքի, դեղագործական և կենսաբանական նյութերի մշակման համատեքստում զոնդային ուլտրաձայնային մշակումն առաջարկում է մի շարք առավելություններ, օրինակ՝ մշակման տևողության կրճատում, ջերմազգայուն միացությունների պահպանում և նուրբ կառուցվածքների նվազագույն վնասում։ Այս տեխնիկայի ոչ ջերմային բնույթն օգնում է այդ կիրառություններում պահպանել կենսաակտիվ միացությունների, ֆերմենտների և այլ զգայուն բաղադրիչների ամբողջականությունը, ինչը էական է դեղագործական արտադրանքի, սննդամթերքի և սննդային հավելումների արտադրության համար։
Բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային սարքեր՝ գործընթացների ինտենսիվացման համար
Hielscher Ultrasonics ընկերությունը նախագծում, արտադրում և մատակարարում է զոնդային ուլտրաձայնային սարքեր՝ հեղուկների ոչ ջերմային մշակման, ինչպես նաև մանո-ուլտրաձայնային, թերմո-ուլտրաձայնային և թերմո-մանո-ուլտրաձայնային մշակման համար։ Hielscher Ultrasonics ընկերության արտադրանքի լայն տեսականին առաջարկում է ձեր կիրառության համար օպտիմալ ուլտրաձայնային մշակման սարք։ Անկախ նրանից՝ անհրաժեշտ է ուլտրաձայնով մշակել փոքր սրվակներ կամ լաբորատոր բաժակներ, ցանկանում եք մշակում կատարել փորձնական արտադրական մասշտաբով, թե շարունակաբար արտադրել մեծածավալ հոսքեր, Hielscher ընկերությունն ունի ձեր մշակման պահանջներին իդեալականորեն համապատասխանող ուլտրաձայնային սարքը։
Տաքացման կամ սառեցման պատյաններով հագեցած, ճնշման տակ աշխատելու հնարավորություն ունեցող ռեակտորներն ու հոսքային բջիջները թույլ են տալիս առանց դժվարությունների օգտագործել հզոր ուլտրաձայնի, ճնշման և/կամ ջերմության միջև սիներգիաները։
Կարդացե՛ք ավելին լաբորատորիայի և արտադրության համար նախատեսված Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի մասին։
- բարձր արդյունավետություն
- գերժամանակակից տեխնոլոգիա
- հուսալիություն և ամրություն
- գործընթացի կարգավորվող, ճշգրիտ կառավարում
- պարբերական և հոսքագծային մշակում
- ցանկացած ծավալի համար
- խելացի ծրագրային ապահովում
- խելացի գործառույթներ (օրինակ՝ ծրագրավորման հնարավորություն, տվյալների գրանցում, հեռակառավարում)
- հեշտ և անվտանգ շահագործում
- տեխնիկական սպասարկման փոքր պահանջ
- CIP (մաքրում տեղում)
UIP6000hdT զոնդային ուլտրաձայնային սարք ճնշման տակ աշխատելու հնարավորություն ունեցող հոսքային բջջով։ Տաքացման/սառեցման պատյանը թույլ է տալիս ուլտրաձայնային մշակում կատարել բարձրացված կամ իջեցված ջերմաստիճաններում։
Նախագծում, արտադրություն և խորհրդատվություն – Գերմանիայում ստեղծված որակ
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են իրենց որակի և նախագծման ամենաբարձր չափանիշներով։ Ամրությունն ու հեշտ շահագործումը թույլ են տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերը սահուն ինտեգրել արդյունաբերական օբյեկտներում։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հեշտությամբ աշխատում են ծանր պայմաններում և բարձր պահանջներ ներկայացնող միջավայրերում։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն ունի ISO հավաստագրում և հատուկ ուշադրություն է դարձնում բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային սարքերին, որոնք առանձնանում են գերժամանակակից տեխնոլոգիայով և օգտագործման հարմարավետությամբ։ Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են CE պահանջներին և բավարարում են UL, CSA և RoHs պահանջները։
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Գրականություն / Հղումներ
- 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 ընկերությունն արտադրում է բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ սկսած լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափերը։
