マノ・サーモ・ソニケーション:超音波加工における相乗効果
超音波処理は、食品、医薬品、生物学、化学、材料科学における均質化、乳化、分散、抽出、保存など、数多くの用途に使用される非加熱処理技術です。超音波の使用は、非常に効率的な処理方法であり、短時間の処理で効果的に処理作業を完了します。 – 特に代替技術と比較した場合。圧力や熱と組み合わせることで、これらの処理形態の相乗効果で超音波処理を強化することができます。マノ・ソニケーションとマノ・サーモ・ソニケーションの詳細をご覧いただき、これらの処理技術がお客様の生産をどのように向上させることができるかをご検討ください!
非加熱処理技術としての超音波処理
プローブ式超音波処理は、主に食品、医薬品、生物学的用途で使用される非加熱処理法である。ソニケーターの代表的な用途には、均質化、混合、乳化、生物活性化合物の抽出、有効成分のカプセル化などがあります。熱に頼った従来の熱処理法とは異なり、プローブ式超音波処理では機械波を発生させて様々な効果を得る。ソニケーション法を適用すると、媒体中に音響キャビテーションまたは超音波キャビテーションの気泡が発生する。超音波キャビテーションは、粒子、液滴、細胞構造を破壊し、激しい混合を提供し、それによって均一混合、植物抽出、リポソームカプセル化などの多様なプロセスを支援する強力な力を生み出します。
ステンレス鋼製の密閉バッチリアクターには UIP2000hdT(2kW、20kHz)を使用。
超音波加工における相乗効果
サーモソニケーション、マノソニケーション、マノサーモソニケーションは、特に食品、医薬品、生物学的プロセスの分野で、様々な用途に超音波を活用するプロセス技術である。
Mano-SonicationとThermo-Mano-Sonicationはどちらも、様々なプロセスにおける超音波と温度の相乗効果を強調し、食品、医薬品、生物学的システムへの応用に効率的かつ選択的な手段を提供する。
サーモソニケーション
定義 サーモソニケーションとは、特に材料科学や化学の分野において、熱と超音波の両方の効果を組み合わせて様々な用途に応用するプロセスを指す。マノソニケーションでは、物質や材料に超音波と熱を同時に加える。典型的なアプリケーションは、牛乳、液卵、飲料などの液体食品の低温殺菌です。熱のみによる低温殺菌は非常に高い温度を必要としますが、超音波と熱の組み合わせにより、栄養素や風味を保持したまま低温で殺菌することができます。
マノソニケーション
定義 マノソニケーションは、媒体に超音波と圧力を同時に加える。
超音波は、マイクロバブル、衝撃波、液体ストリーミングの形成を特徴とする音響キャビテーションを誘発する。超音波と圧力の組み合わせは、キャビテーションの破壊的効果を高め、粒子の凝集解除、細胞の破壊、乳化、抽出などのプロセスを促進する。
マノ・サーモ・ソニケーション
定義 マノサーモソニケーション(MTS)またはサーモマノソニケーションは、圧力、熱、パワー超音波の効果を効率的に組み合わせる技術です。高圧力下での超音波と熱処理の利点を組み合わせたマノサーモソニケーションは、特に食品、製薬、材料科学で使用される非常に効率的な加工技術です。この物理的な力の組み合わせにより、プロセスが大幅に強化され、ユニークな結果が得られます。
圧力が高くなると、キャビテーション気泡の破裂は急激に激しくなる。
超音波処理中の加熱を制御することで、大きな熱劣化を引き起こすことなく、効率的な処理が可能になります。加熱は適切な温度レベルに調整でき、処理に有益で、処理される物質や材料に非破壊的です。
マンノサーモソニケーションのスケールアップ:ラボ用装置UIP1000hdT(A)からパイロットスケール装置UIP4000hdT(B、C)まで & D).写真Dは、超音波フローセルFC100Kの横断面を模式化したものである。
写真と研究:©Vernès et al.
働くメカニズム非加熱処理のためのパワー超音波と音響キャビテーション
超音波によって発生するキャビテーションは、液体内の微細な気泡の形成、成長、崩壊を伴う。これらの気泡が崩壊すると、衝撃波やマイクロジェットの形でエネルギーが放出される。この機械的エネルギーは、高温に頼ることなく、細胞の破壊、乳化、粒子径の縮小などのプロセスに利用される。
食品、医薬品、生物学的材料の分野では、プローブ式超音波処理には、処理時間の短縮、熱に敏感な化合物の保存、デリケートな構造への最小限の損傷など、いくつかの利点があります。この技術の非熱的性質は、生物活性化合物、酵素、その他の繊細な成分の完全性を維持するのに役立ちます。
プロセス強化のための高性能ソニケーター
Hielscher Ultrasonics 社は、非加熱液体処理、マノソニケーション、サーモソニケーション、サーモマノソニケーション用のプローブ型ソニケーターを設計、製造、供給しています。Hielscher Ultrasonicsの幅広い製品ラインナップは、お客様のアプリケーションに最適な超音波プロセッサーを提供します。小さなバイアルや実験用ビーカーの超音波処理、パイロットスケールでの処理、連続的な大量処理など、Hielscherはお客様の処理要件に最適な超音波処理装置を提供します!
加圧可能な反応器と、加熱または冷却ジャケットを備えたフローセルにより、パワー超音波、圧力、熱の相乗効果を手間なく利用することができる。
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プローブ型ソニケーター UIP6000hdT 加圧可能なフローセル加熱/冷却ジャケットにより、高温または低温での超音波処理が可能。
デザイン、製造、コンサルティング – 品質 ドイツ製
Hielscher社の超音波装置は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。頑丈で操作が簡単なため、産業設備にスムーズに組み込むことができます。過酷な条件や厳しい環境でも、Hielscherの超音波装置は容易に対応できます。
Hielscher Ultrasonics社は、ISO認証取得企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波振動子に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。
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文献・参考文献
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- 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.
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- 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.

