Mano-Thermo-Sonikation: Sinergi dalam Pemrosesan Ultrasonik
Sonikasi adalah teknik pemrosesan non-termal yang digunakan untuk berbagai aplikasi seperti homogenisasi, emulsifikasi, dispersi, ekstraksi dan pengawetan dalam makanan, farmasi, biologi, kimia dan ilmu material. Penggunaan USG saja merupakan metode pemrosesan yang sangat efisien dan menyelesaikan tugas pemrosesan secara efektif dalam perawatan singkat – apalagi jika dibandingkan dengan teknik alternatif. Ketika dikombinasikan dengan tekanan dan / atau panas, sinergi antara bentuk perlakuan ini dapat mengintensifkan proses sonikasi. Pelajari lebih lanjut tentang mano-sonication dan mano-thermo-sonication dan jelajahi bagaimana teknik pemrosesan ini dapat meningkatkan produksi Anda!
Sonikasi sebagai Teknik Pemrosesan Non-Termal
Sonikasi tipe probe adalah metode pemrosesan non-termal yang terutama digunakan dalam aplikasi makanan, farmasi, dan biologis. Aplikasi khas sonicator meliputi homogenisasi, pencampuran, emulsifikasi, ekstraksi senyawa bioaktif, dan enkapsulasi bahan aktif. Tidak seperti metode termal tradisional yang mengandalkan panas untuk pemrosesan, sonikasi tipe probe menghasilkan gelombang mekanis untuk mencapai berbagai efek. Ketika metode sonikasi diterapkan, gelembung kavitasi akustik atau ultrasonik dihasilkan dalam medium. Kavitasi ultrasonik menciptakan kekuatan kuat yang memecah partikel, tetesan dan struktur seluler, memberikan pencampuran yang intens dan membantu dengan demikian proses berlipat ganda seperti pencampuran homogen, ekstraksi botani atau enkapsulasi liposom.
Reaktor batch tertutup yang terbuat dari baja tahan karat dilengkapi dengan ultrasonicator UIP2000hdT (2kW, 20kHz).
Efek Sinergis dalam Pemrosesan Ultrasonik
Thermo-Sonication, Mano-Sonication dan Mano-Thermo-Sonication adalah teknik proses yang memanfaatkan gelombang ultrasonik untuk berbagai aplikasi, terutama di bidang makanan, farmasi, dan proses biologis.
Baik Mano-Sonication dan Thermo-Mano-Sonication menyoroti efek sinergis gelombang ultrasonik dan suhu dalam berbagai proses, menyediakan sarana yang efisien dan selektif untuk aplikasi dalam makanan, farmasi, dan sistem biologis.
Termo-sonikasi
Definisi: Termo-sonikasi mengacu pada proses yang menggabungkan efek termal dan ultrasonik untuk berbagai aplikasi, terutama di bidang ilmu material dan kimia. Mano-Sonikasi melibatkan aplikasi simultan gelombang ultrasonik dan panas ke suatu zat atau material. Aplikasi yang khas adalah pasteurisasi makanan cair seperti susu, telur cair atau minuman. Sementara pasteruisasi dengan panas saja membutuhkan suhu yang sangat tinggi, kombinasi ultrasound dan panas memungkinkan untuk menggunakan suhu yang lebih rendah untuk menjaga nutrisi dan rasa.
Mano-sonikasi
Definisi: Mano-Sonikasi melibatkan penerapan simultan gelombang ultrasonik dan tekanan ke medium.
Gelombang ultrasonik menginduksi kavitasi akustik, yang ditandai dengan pembentukan gelembung mikro, gelombang kejut, dan aliran cairan. Kombinasi ultrasound dan tekanan meningkatkan efek mengganggu kavitasi, memfasilitasi proses seperti deaglomerasi partikel, gangguan sel, emulsifikasi, dan ekstraksi.
Mano-Termo-Sonikasi
Definisi: Mano-thermo-sonication (MTS) atau Thermo-Mano-Sonication atau merupakan teknologi yang secara efisien menggabungkan efek ultrasonik tekanan, panas dan daya. Menggabungkan manfaat ultrasonik, perlakuan termal di bawah tekanan tinggi, mano-thermo-sonikasi adalah teknik pemrosesan yang sangat efisien yang digunakan terutama dalam ilmu makanan, farmasi, dan material. Kombinasi kekuatan fisik ini mengintensifkan proses secara signifikan dan mencapai hasil yang unik.
Di bawah tekanan tinggi, ledakan gelembung kavitasi menjadi lebih keras dan intens secara drastis.
Pemanasan terkontrol selama sonikasi memungkinkan pemrosesan yang efektif tanpa menyebabkan degradasi termal yang signifikan. Panas dapat disesuaikan dengan tingkat suhu yang sesuai, yang bermanfaat untuk proses dan tidak merusak zat dan bahan yang dirawat.
Peningkatan skala mano-thermo-sonikasi: dari peralatan laboratorium UIP1000hdT (A) ke peralatan skala percontohan UIP4000hdT (B, C & D). Pada gambar D diskema bagian transversal dari sel aliran ultrasonik FC100K.
gambar dan studi: ©Vernès et al. 2019
Mekanisme kerja: Ultrasound Daya dan Kavitasi Akustik untuk Pemrosesan Non-Termal
Kavitasi yang dihasilkan secara ultrasonik melibatkan pembentukan, pertumbuhan, dan keruntuhan gelembung mikroskopis di dalam cairan. Saat gelembung ini runtuh, mereka melepaskan energi dalam bentuk gelombang kejut dan microjet. Energi mekanik ini digunakan untuk proses seperti gangguan sel, emulsifikasi, dan pengurangan ukuran partikel tanpa bergantung pada suhu tinggi.
Dalam konteks makanan, obat-obatan, dan bahan biologis, sonikasi tipe probe menawarkan beberapa keuntungan seperti pengurangan waktu pemrosesan, pengawetan senyawa sensitif panas, dan kerusakan minimal pada struktur halus. Sifat non-termal dari teknik ini membantu menjaga integritas senyawa bioaktif, enzim, dan komponen sensitif lainnya dalam aplikasi ini, yang sangat penting dalam hal produksi farmasi, makanan, dan suplemen nutrisi.
Sonic Performa Tinggi untuk Intensifikasi Proses
Hielscher Ultrasonics merancang, memproduksi dan memasok sonicator tipe probe untuk pemrosesan cairan non-termal serta untuk manosonication, thermosonication dan thermo-mano-sonication. Portofolio produk Hielscher Ultrasonics yang luas menawarkan prosesor ultrasonik yang optimal untuk aplikasi Anda. Apakah Anda perlu sonikasi botol kecil atau gelas lab, ingin memproses pada skala percontohan atau memproduksi aliran volume besar terus menerus, Hielscher memiliki sonicator yang ideal untuk kebutuhan pemrosesan Anda!
Reaktor dan sel aliran bertekanan, dilengkapi dengan jaket pemanas atau pendingin memungkinkan eksploitasi sinergi antara ultrasonografi daya, tekanan, dan/atau panas tanpa hazzle.
Baca lebih lanjut tentang Hielscher Sonicators untuk Lab dan Produksi!
- efisiensi yang sangat tinggi
- Teknologi canggih
- handal & sangat kuat
- kontrol proses yang dapat disesuaikan dan tepat
- Batch & inline
- untuk volume apa pun
- Perangkat Lunak Cerdas
- Fitur pintar (misalnya, dapat diprogram, protokol data, remote control)
- Mudah dan aman dioperasikan
- biaya pemeliharaan yang rendah
- CIP (bersihkan di tempat)
Sonikator tipe probe UIP6000hdT dengan sel aliran bertekanan. Jaket pemanas / pendingin memungkinkan untuk sonication pada suhu tinggi atau turun.
Desain, Manufaktur, dan Konsultasi – Kualitas Buatan Jerman
Ultrasonicators Hielscher terkenal dengan kualitas dan standar desainnya yang tertinggi. Ketahanan dan pengoperasian yang mudah memungkinkan integrasi ultrasonicator kami ke dalam fasilitas industri. Kondisi kasar dan lingkungan yang menuntut mudah ditangani oleh ultrasonicator Hielscher.
Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikat ISO dan memberikan penekanan khusus pada ultrasonicators berkinerja tinggi yang menampilkan teknologi canggih dan keramahan pengguna. Tentu saja, ultrasonicators Hielscher sesuai dengan CE dan memenuhi persyaratan UL, CSA dan RoHs.
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Literatur / Referensi
- 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 memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi, dan ekstraksi pada skala laboratorium, percontohan, dan industri.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.