Hielscher Ultrasonics
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압력·열 병용 초음파 처리: 초음파 처리의 시너지 효과

초음파 처리는 식품, 제약, 생물학, 화학 및 재료 과학 분야에서 균질화, 유화, 분산, 추출 및 보존과 같은 다양한 용도로 사용되는 비열 처리 기술입니다. 초음파만 사용하는 것도 매우 효율적인 처리 방법이며, 특히 다른 기술과 비교할 때 짧은 처리 시간 내에 작업을 효과적으로 완료합니다. 압력 및/또는 열과 결합하면 이러한 처리 방식 간의 시너지 효과로 초음파 처리 공정을 강화할 수 있습니다. 압력 병용 초음파 처리와 압력·열 병용 초음파 처리에 대해 자세히 알아보고 이러한 처리 기술로 생산을 어떻게 개선할 수 있는지 살펴보세요!

비열 처리 기술로서의 초음파 처리

프로브형 초음파 처리는 주로 식품, 제약 및 생물학적 응용 분야에서 사용되는 비열 처리 방법입니다. 초음파 처리기의 일반적인 용도로는 균질화, 혼합, 유화, 생리활성 화합물 추출 및 활성 성분 캡슐화가 있습니다. 처리에 열을 이용하는 기존의 열적 방법과 달리, 프로브형 초음파 처리는 기계적 파동을 발생시켜 다양한 효과를 구현합니다. 초음파 처리 방법을 적용하면 매질 내에 음향 또는 초음파 캐비테이션 기포가 생성됩니다. 초음파 캐비테이션은 입자, 액적 및 세포 구조를 파쇄하고 강력한 혼합을 일으키는 강한 힘을 생성하여 균일 혼합, 식물 추출 또는 리포솜 캡슐화와 같은 다양한 공정을 돕습니다.

정보 요청



균질화, 추출 또는 저온 살균과 같은 산업용 식품 처리를 위한 초음파 배치 반응기.

스테인리스강으로 제작된 밀폐형 배치 반응기에는 초음파 처리기 UIP2000hdT(2kW, 20kHz)가 장착되어 있습니다.

초음파 처리의 시너지 효과

열 병용 초음파 처리, 압력 병용 초음파 처리 및 압력·열 병용 초음파 처리는 특히 식품, 제약 및 생물학적 공정 분야의 다양한 용도로 초음파를 활용하는 공정 기술입니다.
압력 병용 초음파 처리와 열·압력 병용 초음파 처리는 모두 다양한 공정에서 초음파와 온도의 시너지 효과를 부각하며, 식품, 제약 및 생물학적 시스템의 응용 분야에 효율적이고 선택적인 수단을 제공합니다.

열 병용 초음파 처리

정의: 열 병용 초음파 처리는 특히 재료 과학 및 화학 분야의 다양한 용도로 열 효과와 초음파 효과를 결합하는 공정을 말합니다. 압력 병용 초음파 처리는 물질 또는 재료에 초음파와 열을 동시에 가하는 방식입니다. 대표적인 용도는 우유, 액상 달걀 또는 음료와 같은 액상 식품의 저온 살균입니다. 열만으로 저온 살균을 하려면 매우 높은 온도가 필요하지만, 초음파와 열을 결합하면 더 낮은 온도를 사용하여 영양소와 풍미를 보존할 수 있습니다.

압력 병용 초음파 처리

정의: 압력 병용 초음파 처리는 매질에 초음파와 압력을 동시에 가하는 방식입니다.
초음파는 미세 기포 형성, 충격파 및 액체 유동을 특징으로 하는 음향 캐비테이션을 유도합니다. 초음파와 압력을 결합하면 캐비테이션의 파쇄 효과가 강화되어 입자 응집체 해체, 세포 파쇄, 유화 및 추출과 같은 공정이 촉진됩니다.

압력·열 병용 초음파 처리

정의: 압력·열 병용 초음파 처리(MTS) 또는 열·압력 병용 초음파 처리는 압력, 열 및 고출력 초음파의 효과를 효율적으로 결합하는 기술입니다. 높은 압력에서 초음파 처리와 열처리의 이점을 결합하는 압력·열 병용 초음파 처리는 특히 식품, 제약 및 재료 과학 분야에서 사용되는 매우 효율적인 처리 기술입니다. 이러한 물리적 힘의 조합은 공정을 크게 강화하고 고유한 결과를 구현합니다.
높은 압력에서는 캐비테이션 기포의 붕괴가 훨씬 더 격렬하고 강력해집니다.
초음파 처리 중 가열을 제어하면 상당한 열적 분해를 일으키지 않으면서 효과적으로 처리할 수 있습니다. 공정에 유익하면서 처리 대상 물질과 재료를 파괴하지 않는 적절한 온도 수준으로 가열 온도를 조절할 수 있습니다.

 

Hielscher 초음파 추출기를 이용한 스피룰리나 단백질 추출은 소규모 생산에서 대규모 생산으로 선형적으로 규모를 확대할 수 있습니다.

압력·열 병용 초음파 처리의 규모 확대: 실험실 장비 UIP1000hdT(A)에서 파일럿 규모 장비 UIP4000hdT(B, C 및 D)로 확대. 그림 D는 초음파 플로우 셀 FC100K의 횡단면을 도식화한 것입니다.
사진 및 연구: ©Vernès et al. 2019

 

작동 원리: 비열 처리를 위한 고출력 초음파와 음향 캐비테이션

초음파로 발생하는 캐비테이션은 액체 내부에서 미세 기포가 형성되고 성장한 후 붕괴하는 현상을 수반합니다. 이러한 기포가 붕괴하면 충격파와 마이크로제트 형태로 에너지를 방출합니다. 이 기계적 에너지는 높은 온도에 의존하지 않고 세포 파쇄, 유화 및 입자 크기 감소와 같은 공정에 사용됩니다.

식품, 의약품 및 생물학적 물질에 프로브형 초음파 처리를 적용하면 처리 시간 단축, 열에 민감한 화합물 보존 및 섬세한 구조의 손상 최소화와 같은 여러 이점이 있습니다. 이 기술의 비열적 특성은 이러한 응용 분야에서 생리활성 화합물, 효소 및 기타 민감한 성분의 온전성을 유지하는 데 도움이 되며, 이는 의약품, 식품 및 영양 보충제 생산에 필수적입니다.

공정 강화를 위한 고성능 초음파 처리기

인라인 처리를 위한 관류형 반응기가 장착된 초음파 균질기 UIP4000hdT.Hielscher Ultrasonics는 비열 액체 처리뿐 아니라 압력 병용 초음파 처리, 열 병용 초음파 처리 및 열·압력 병용 초음파 처리를 위한 프로브형 초음파 처리기를 설계, 제조 및 공급합니다. Hielscher Ultrasonics의 폭넓은 제품군은 고객의 응용 분야에 최적의 초음파 처리기를 제공합니다. 소형 바이알이나 실험실 비커의 초음파 처리, 파일럿 규모의 처리 또는 대용량 유체 흐름의 연속 생산 등 어떤 작업이 필요하든 Hielscher는 고객의 처리 요구 사항에 이상적인 초음파 처리기를 제공합니다!
가열 또는 냉각 재킷이 장착된 가압 가능한 반응기와 플로우 셀을 사용하면 고출력 초음파, 압력 및/또는 열 간의 시너지 효과를 손쉽게 활용할 수 있습니다.
실험실 및 생산용 Hielscher 초음파 처리기에 대해 자세히 알아보세요!
 

Hielscher Ultrasonics를 선택하는 이유는?

  • 높은 효율
  • 최첨단 기술
  • 신뢰성 및 견고성
  • 조절 가능하고 정밀한 공정 제어
  • 배치 및 인라인
  • 모든 용량에 대응
  • 지능형 소프트웨어
  • 스마트 기능(예: 프로그래밍 가능, 데이터 기록, 원격 제어)
  • 쉽고 안전한 작동
  • 적은 유지보수
  • CIP(정치 세정)
높은 처리량으로 액체와 페이스트를 연속 초음파 처리하기 위한 플로우 셀 반응기가 장착된 산업용 프로브형 초음파 처리기 UIP6000hdT(6kW, 20kHz).

프로브형 초음파 처리기 UIP6000hdT에는 가압 가능한 플로우 셀이 장착되어 있습니다. 가열/냉각 재킷을 통해 온도를 높이거나 낮춘 상태에서 초음파 처리를 할 수 있습니다.

설계, 제조 및 컨설팅 – 독일에서 만들어지는 품질

Hielscher 초음파 처리기는 최고 수준의 품질과 설계 기준으로 잘 알려져 있습니다. 견고성과 손쉬운 작동 덕분에 당사의 초음파 처리기를 산업 시설에 원활하게 통합할 수 있습니다. Hielscher 초음파 처리기는 가혹한 조건과 까다로운 환경에도 쉽게 대응합니다.

Hielscher Ultrasonics는 ISO 인증 기업으로, 최첨단 기술과 사용자 편의성을 갖춘 고성능 초음파 처리기에 특히 중점을 둡니다. 물론 Hielscher 초음파 처리기는 CE 규정을 준수하며 UL, CSA 및 RoHs의 요구 사항을 충족합니다.

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초음파 처리기, 초음파를 이용한 공정 강화, 응용 분야 및 기술 데이터에 관한 추가 정보를 요청하시려면 아래 양식을 이용해 주십시오. 고객님의 공정에 대해 기꺼이 논의하고 고객님의 요구 사항을 충족하는 초음파 시스템을 제안해 드리겠습니다!







문헌 / 참고 자료

초음파 고전단 균질기는 실험실, 벤치톱, 파일럿 및 산업용 처리에 사용됩니다.

Hielscher Ultrasonics는 실험실, 파일럿 및 산업 규모의 혼합 용도, 분산, 유화 및 추출을 위한 고성능 초음파 균질기를 제조합니다.


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