Manotermiskā apstrāde ar ultraskaņu: sinerģija apstrādē ar ultraskaņu
Apstrāde ar ultraskaņu ir netermiska apstrādes metode, ko izmanto daudzos procesos, piemēram, homogenizācijā, emulģēšanā, disperģēšanā, ekstrakcijā un konservēšanā pārtikas rūpniecībā, farmācijā, bioloģijā, ķīmijā un materiālzinātnē. Arī ultraskaņas izmantošana atsevišķi ir ļoti efektīva apstrādes metode, kas ļauj efektīvi veikt apstrādes uzdevumus īsā laikā – īpaši salīdzinājumā ar alternatīvām metodēm. Apvienojot to ar spiedienu un/vai siltumu, šo apstrādes veidu sinerģija var intensificēt apstrādi ar ultraskaņu. Uzziniet vairāk par manometrisko un manotermisko apstrādi ar ultraskaņu un izpētiet, kā šīs apstrādes metodes var uzlabot jūsu ražošanu!
Apstrāde ar ultraskaņu kā netermiska apstrādes metode
Apstrāde ar zondes tipa ultraskaņas ierīci ir netermiska apstrādes metode, ko galvenokārt izmanto pārtikas rūpniecībā, farmācijā un bioloģijā. Ultraskaņas ierīču tipiskie lietojumi ietver homogenizāciju, sajaukšanu, emulģēšanu, bioaktīvo savienojumu ekstrakciju un aktīvo vielu iekapsulēšanu. Atšķirībā no tradicionālajām termiskajām metodēm, kurās apstrādei izmanto siltumu, apstrādē ar zondes tipa ultraskaņas ierīci tiek radīti mehāniskie viļņi, lai panāktu dažādus efektus. Izmantojot apstrādi ar ultraskaņu, vidē veidojas akustiskās jeb ultraskaņas kavitācijas burbuļi. Ultraskaņas kavitācija rada spēcīgus spēkus, kas sašķeļ daļiņas, pilienus un šūnu struktūras, nodrošina intensīvu sajaukšanu un tādējādi veicina daudzveidīgus procesus, piemēram, viendabīgu sajaukšanu, augu vielu ekstrakciju vai iekapsulēšanu liposomās.
Slēgtais periodiskas darbības reaktors, kas izgatavots no nerūsējošā tērauda, ir aprīkots ar ultraskaņas ierīci UIP2000hdT (2kW, 20kHz).
Sinerģiskā iedarbība apstrādē ar ultraskaņu
Termiskā, manometriskā un manotermiskā apstrāde ar ultraskaņu ir apstrādes metodes, kurās ultraskaņas viļņus izmanto dažādiem lietojumiem, īpaši pārtikas rūpniecībā, farmācijā un bioloģiskajos procesos.
Gan manometriskā, gan termomanometriskā apstrāde ar ultraskaņu izceļ ultraskaņas viļņu un temperatūras sinerģisko iedarbību dažādos procesos, nodrošinot efektīvus un selektīvus līdzekļus lietojumiem pārtikas rūpniecībā, farmācijā un bioloģiskajās sistēmās.
Termiskā apstrāde ar ultraskaņu
Definīcija: Termiskā apstrāde ar ultraskaņu ir process, kurā apvieno termisko un ultraskaņas iedarbību dažādiem lietojumiem, īpaši materiālzinātnē un ķīmijā. Manometriskā apstrāde ar ultraskaņu ietver ultraskaņas viļņu un siltuma vienlaicīgu iedarbību uz vielu vai materiālu. Tipisks lietojums ir šķidru pārtikas produktu, piemēram, piena, šķidru olu produktu vai dzērienu, pasterizācija. Lai gan pasterizācijai tikai ar siltumu ir nepieciešama ļoti augsta temperatūra, ultraskaņas un siltuma kombinācija ļauj izmantot zemāku temperatūru, saglabājot uzturvielas un garšas īpašības.
Manometriskā apstrāde ar ultraskaņu
Definīcija: Manometriskā apstrāde ar ultraskaņu ietver ultraskaņas viļņu un spiediena vienlaicīgu iedarbību uz vidi.
Ultraskaņas viļņi izraisa akustisko kavitāciju, ko raksturo mikroburbuļu, triecienviļņu un šķidruma plūsmu veidošanās. Ultraskaņas un spiediena kombinācija pastiprina kavitācijas graujošo iedarbību, veicinot tādus procesus kā daļiņu deaglomerācija, šūnu sagraušana, emulģēšana un ekstrakcija.
Manotermiskā apstrāde ar ultraskaņu
Definīcija: Manotermiskā apstrāde ar ultraskaņu (MTS) jeb termomanometriskā apstrāde ar ultraskaņu ir tehnoloģija, kas efektīvi apvieno spiediena, siltuma un jaudas ultraskaņas iedarbību. Apvienojot ultraskaņas un termiskās apstrādes priekšrocības paaugstināta spiediena apstākļos, manotermiskā apstrāde ar ultraskaņu ir ļoti efektīva apstrādes metode, ko īpaši izmanto pārtikas rūpniecībā, farmācijā un materiālzinātnē. Šī fizikālo spēku kombinācija ievērojami intensificē procesus un nodrošina unikālus rezultātus.
Paaugstināta spiediena apstākļos kavitācijas burbuļu sabrukšana kļūst krasi spēcīgāka un intensīvāka.
Kontrolēta sildīšana apstrādes ar ultraskaņu laikā nodrošina efektīvu apstrādi, neradot būtisku termisko noārdīšanos. Sildīšanu var pielāgot līdz piemērotam temperatūras līmenim, kas ir labvēlīgs procesam un nebojā apstrādājamās vielas un materiālus.
Manotermiskās apstrādes ar ultraskaņu mēroga palielināšana: no laboratorijas iekārtas UIP1000hdT (A) līdz pilotmēroga iekārtai UIP4000hdT (B, C un D). D attēlā shematiski parādīts ultraskaņas plūsmas šūnas FC100K šķērsgriezums.
attēls un pētījums: ©Vernès et al. 2019
Darbības mehānisms: jaudas ultraskaņa un akustiskā kavitācija netermiskai apstrādei
Ultraskaņas radītā kavitācija ietver mikroskopisku burbuļu veidošanos, augšanu un sabrukšanu šķidrumā. Šiem burbuļiem sabrūkot, tie atbrīvo enerģiju triecienviļņu un mikrostrūklu veidā. Šo mehānisko enerģiju izmanto tādos procesos kā šūnu sagraušana, emulģēšana un daļiņu izmēra samazināšana, nepaļaujoties uz paaugstinātu temperatūru.
Pārtikas produktu, farmaceitisko preparātu un bioloģisko materiālu apstrādē zondes tipa ultraskaņas ierīču izmantošana nodrošina vairākas priekšrocības, piemēram, īsāku apstrādes laiku, siltumjutīgu savienojumu saglabāšanu un minimālus smalku struktūru bojājumus. Šīs metodes netermiskais raksturs palīdz saglabāt bioaktīvo savienojumu, enzīmu un citu jutīgu komponentu integritāti šajos lietojumos, kas ir būtiski farmaceitisko preparātu, pārtikas produktu un uztura bagātinātāju ražošanā.
Augstas veiktspējas ultraskaņas ierīces procesu intensifikācijai
Hielscher Ultrasonics projektē, ražo un piegādā zondes tipa ultraskaņas ierīces šķidrumu netermiskai apstrādei, kā arī manometriskai, termiskai un termomanometriskai apstrādei ar ultraskaņu. Hielscher Ultrasonics plašais produktu klāsts piedāvā optimālu ultraskaņas apstrādes ierīci jūsu lietojumam. Neatkarīgi no tā, vai jums nepieciešams ar ultraskaņu apstrādāt mazu flakonu vai laboratorijas vārglāžu saturu, veikt apstrādi pilotmērogā vai nepārtraukti ražot lielas tilpuma plūsmas, Hielscher ir ideāla ultraskaņas ierīce jūsu apstrādes prasībām!
Reaktori un plūsmas šūnas, kurās var radīt paaugstinātu spiedienu un kuras ir aprīkotas ar sildīšanas vai dzesēšanas apvalkiem, ļauj bez grūtībām izmantot sinerģiju starp jaudas ultraskaņu, spiedienu un/vai siltumu.
Uzziniet vairāk par Hielscher ultraskaņas ierīcēm laboratorijai un ražošanai!
- augsta efektivitāte
- vismodernākās tehnoloģijas
- uzticamība un izturība
- regulējama, precīza procesa vadība
- periodiska apstrāde un apstrāde plūsmā
- jebkuram tilpumam
- viedā programmatūra
- viedās funkcijas (piemēram, programmējamība, datu protokolēšana, tālvadība)
- vienkārša un droša lietošana
- neliela apkopes nepieciešamība
- CIP (tīrīšana uz vietas)
Zondes tipa ultraskaņas ierīce UIP6000hdT ar plūsmas šūnu, kurā var radīt paaugstinātu spiedienu. Sildīšanas/dzesēšanas apvalks ļauj veikt apstrādi ar ultraskaņu paaugstinātā vai pazeminātā temperatūrā.
Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Vācijā radīta kvalitāte
Hielscher ultraskaņas ierīces ir labi pazīstamas ar visaugstākajiem kvalitātes un projektēšanas standartiem. Izturība un vienkārša lietošana ļauj mūsu ultraskaņas ierīces bez grūtībām integrēt rūpnieciskajās ražotnēs. Hielscher ultraskaņas ierīces viegli tiek galā ar skarbiem apstākļiem un prasīgu darba vidi.
Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums, kas īpašu uzmanību pievērš augstas veiktspējas ultraskaņas ierīcēm ar vismodernākajām tehnoloģijām un ērtu lietošanu. Protams, Hielscher ultraskaņas ierīces atbilst CE prasībām un izpilda UL, CSA un RoHs prasības.
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Literatūra / Atsauces
- 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 ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no laboratorijas līdz rūpnieciskam izmēram.
