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Mano-Thermo-Sonicação: Sinergias no processamento ultrassónico

A sonicação é uma técnica de processamento não térmica utilizada para inúmeras aplicações, tais como a homogeneização, emulsificação, dispersão, extração e preservação em alimentos, produtos farmacêuticos, biologia, química e ciência dos materiais. A utilização de ultra-sons, por si só, é um método de processamento muito eficiente e completa as tarefas de processamento de forma eficaz num curto período de tratamento – especialmente quando comparado com técnicas alternativas. Quando combinadas com pressão e/ou calor, as sinergias entre estas formas de tratamento podem intensificar o processo de sonicação. Saiba mais sobre a sonicação manual e a sonicação manual-termo e explore como estas técnicas de processamento podem melhorar a sua produção!

Sonicação como técnica de processamento não térmico

A sonicação do tipo sonda é um método de processamento não térmico utilizado principalmente em aplicações alimentares, farmacêuticas e biológicas. As aplicações típicas dos sonicadores incluem a homogeneização, a mistura, a emulsificação, a extração de compostos bioactivos e o encapsulamento de ingredientes activos. Ao contrário dos métodos térmicos tradicionais que dependem do calor para o processamento, a sonicação por sonda gera ondas mecânicas para obter vários efeitos. Quando o método de sonicação é aplicado, são geradas bolhas de cavitação acústica ou ultra-sónica no meio. A cavitação ultra-sónica cria forças intensas que quebram as partículas, as gotículas e as estruturas celulares, proporcionam uma mistura intensa e auxiliam assim processos múltiplos, como a mistura homogénea, a extração botânica ou o encapsulamento lipossómico.

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Reator descontínuo ultrassónico para processamento industrial de alimentos, como homogeneização, extração ou pasteurização.

O reator descontínuo fechado de aço inoxidável está equipado com com o aparelho de ultra-sons UIP2000hdT (2kW, 20kHz).

Efeitos sinérgicos no processamento ultrassónico

A termo-sonicação, a mano-sonicação e a mano-termo-sonicação são técnicas de processo que utilizam ondas ultrassónicas para várias aplicações, especialmente nos domínios dos produtos alimentares, farmacêuticos e biológicos.
Tanto a Mano-Sonicação como a Termo-Mano-Sonicação realçam os efeitos sinérgicos das ondas ultra-sónicas e da temperatura em vários processos, proporcionando meios eficientes e selectivos para aplicações em alimentos, produtos farmacêuticos e sistemas biológicos.

termo-sonicação

Definição: A termo-sonicação refere-se a um processo que combina efeitos térmicos e ultra-sónicos para várias aplicações, especialmente no domínio da ciência dos materiais e da química. A Mano-Sonicação envolve a aplicação simultânea de ondas ultra-sónicas e calor a uma substância ou material. Uma aplicação típica é a pasteurização de alimentos líquidos, como leite, ovos líquidos ou bebidas. Enquanto a pasteurização apenas por calor requer temperaturas muito elevadas, a combinação de ultra-sons e calor permite utilizar temperaturas mais baixas, preservando os nutrientes e os sabores.

mano-sonicação

Definição: A Mano-Sonicação envolve a aplicação simultânea de ondas ultra-sónicas e pressão a um meio.
As ondas ultra-sónicas induzem a cavitação acústica, que se caracteriza pela formação de microbolhas, ondas de choque e fluxo de líquido. A combinação de ultra-sons e pressão aumenta os efeitos perturbadores da cavitação, facilitando processos como a desaglomeração de partículas, a rutura de células, a emulsificação e a extração.

Mano-Thermo-Sonicação

Definição: Mano-thermo-sonication (MTS) ou Thermo-Mano-Sonication ou é uma tecnologia que combina eficazmente os efeitos da pressão, do calor e dos ultra-sons de potência. Combinando os benefícios do tratamento ultrassónico e térmico sob pressões elevadas, a mano-termo-sonicação é uma técnica de processamento altamente eficiente utilizada especialmente nos sectores alimentar, farmacêutico e da ciência dos materiais. Esta combinação de forças físicas intensifica significativamente os processos e obtém resultados únicos.
Sob pressões elevadas, a explosão de bolhas de cavitação torna-se drasticamente mais violenta e intensa.
O aquecimento controlado durante a sonicação permite um processamento eficaz sem causar uma degradação térmica significativa. O calor pode ser ajustado ao nível de temperatura adequado, o que é benéfico para o processo e não destrutivo para as substâncias e materiais tratados.

 

A extração de proteínas de espirulina por meio de extractores de ultra-sons Hielscher pode ser escalonada linearmente desde a pequena à grande produção.

Aumento de escala da mano-termo-sonicação: do equipamento de laboratório UIP1000hdT (A) ao equipamento à escala-piloto UIP4000hdT (B, C) & D). Na figura D está esquematizada uma secção transversal da célula de fluxo ultra-sónica FC100K.
imagem e estudo: ©Vernès et al. 2019

 

Mecanismo de funcionamento: Ultra-sons de potência e cavitação acústica para processamento não térmico

A cavitação gerada por ultra-sons envolve a formação, o crescimento e o colapso de bolhas microscópicas dentro do líquido. À medida que estas bolhas colapsam, libertam energia sob a forma de ondas de choque e microjactos. Esta energia mecânica é utilizada para processos como a rutura de células, emulsificação e redução do tamanho das partículas sem depender de temperaturas elevadas.

No contexto dos alimentos, produtos farmacêuticos e materiais biológicos, a sonicação por sonda oferece várias vantagens, tais como tempo de processamento reduzido, preservação de compostos sensíveis ao calor e danos mínimos em estruturas delicadas. A natureza não térmica desta técnica ajuda a manter a integridade de compostos bioactivos, enzimas e outros componentes sensíveis nestas aplicações, o que é essencial quando se trata de produção de suplementos farmacêuticos, alimentares e nutricionais.

Sonicadores de alto desempenho para intensificação de processos

Homogeneizador ultrassónico UIP4000hdT com reator de fluxo contínuo para processamento em linha.A Hielscher Ultrasonics concebe, fabrica e fornece sonicadores do tipo sonda para o processamento não térmico de líquidos, bem como para manossonicação, termossonicação e termo-manossonicação. A extensa carteira de produtos da Hielscher Ultrasonics oferece o processador ultrassónico ideal para a sua aplicação. Se você precisa sonicar pequenos frascos ou copos de laboratório, quer processar em escala piloto ou fabricar continuamente fluxos de grande volume, Hielscher tem o sonicador ideal para suas necessidades de processamento!
Reactores pressurizáveis e células de fluxo, equipados com camisas de aquecimento ou arrefecimento, permitem a exploração sem problemas de sinergias entre ultra-sons de potência, pressão e/ou calor.
Leia mais sobre Sonicadores Hielscher para laboratório e produção!
 

Porquê a Hielscher Ultrasonics?

  • Alta eficiência
  • Tecnologia de ponta
  • fiabilidade & robustez
  • controlo preciso e ajustável do processo
  • lote & em linha
  • para qualquer volume
  • software inteligente
  • caraterísticas inteligentes (por exemplo, programáveis, protocolo de dados, controlo remoto)
  • Fácil e seguro de operar
  • Manutenção reduzida
  • CIP (limpeza no local)
Ultrasonicador industrial tipo sonda UIP6000hdT (6kW, 20kHz) com reator de célula de fluxo para processamento ultrassónico contínuo de líquidos e pastas com elevado rendimento.

Sonicador de tipo sonda UIP6000hdT com célula de fluxo pressurizável. Um colete de aquecimento/arrefecimento permite a sonicação a temperaturas elevadas ou baixas.

Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha

Os ultrassons Hielscher são conhecidos pelos seus elevados padrões de qualidade e design. A robustez e a facilidade de operação permitem a integração harmoniosa dos nossos ultrassons nas instalações industriais. As condições difíceis e os ambientes exigentes são facilmente controlados pelos ultrassons Hielscher.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá especial ênfase aos ultrassons de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os ultrassons da Hielscher estão em conformidade com a CE e cumprem os requisitos da UL, CSA e RoHs.

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Literatura / Referências

Os homogeneizadores ultra-sónicos de alto cisalhamento são utilizados em laboratório, bancada, piloto e processamento industrial.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho para aplicações de mistura, dispersão, emulsificação e extração à escala laboratorial, piloto e industrial.


Ultra-sons de alto desempenho! A gama de produtos Hielscher abrange todo o espetro, desde o ultrassónico compacto de laboratório, passando pelas unidades de bancada, até aos sistemas ultrassónicos totalmente industriais.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho a partir de laboratório para dimensão industrial.

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