Манотермоультразвуковая обработка: синергия в ультразвуковой обработке
Ультразвуковая обработка — это метод нетермической обработки, используемый для многочисленных применений, таких как гомогенизация, эмульгирование, диспергирование, экстракция и консервирование в пищевой, фармацевтической, биологической, химической и материаловедческой промышленности. Использование ультразвука в одиночку является очень эффективным методом обработки и эффективно выполняет задачи обработки за короткое время – Особенно если сравнивать с альтернативными методиками. В сочетании с давлением и/или теплом синергия между этими формами обработки может интенсифицировать процесс ультразвука. Узнайте больше о мано-соникации и мано-термосоневке и узнайте, как эти методы обработки могут улучшить ваше производство!
Ультразвуковая обработка как метод нетермической обработки
Ультразвуковая обработка зондового типа — это метод нетермической обработки, который в основном используется в пищевой, фармацевтической и биологической промышленности. Типичное применение ультразвуковых аппаратов включает гомогенизацию, смешивание, эмульгирование, экстракцию биологически активных соединений и инкапсуляцию активных ингредиентов. В отличие от традиционных термических методов, которые полагаются на тепло для обработки, ультразвуковая обработка зондового типа генерирует механические волны для достижения различных эффектов. При применении метода ультразвуковой обработки в среде образуются акустические или ультразвуковые кавитационные пузырьки. Ультразвуковая кавитация создает интенсивные силы, которые разрушают частицы, капли и клеточные структуры, обеспечивают интенсивное перемешивание и тем самым способствуют таким разнообразным процессам, как однородное смешивание, ботаническая экстракция или липосомальная инкапсуляция.
Реактор закрытого действия из нержавеющей стали оборудован с ультразвуковым аппаратом UIP2000hdT (2 кВт, 20 кГц).
Синергетические эффекты при ультразвуковой обработке
Термоультразвуковая обработка, мано-ультразвуковая обработка и мано-термоультразвуковая обработка — это технологические методы, которые используют ультразвуковые волны для различных применений, особенно в области пищевой, фармацевтической и биологической промышленности.
Как Mano-Sonification, так и Thermo-Mano-Sonication подчеркивают синергетические эффекты ультразвуковых волн и температуры в различных процессах, обеспечивая эффективные и селективные средства для применения в пищевой, фармацевтической и биологической системах.
термоультразвуковая обработка
Определение: Термоультразвуковая обработка относится к процессу, сочетающему в себе термические и ультразвуковые эффекты для различных применений, особенно в области материаловедения и химии. Мано-ультразвук предполагает одновременное воздействие ультразвуковых волн и тепла на вещество или материал. Типичным применением является пастеризация жидких пищевых продуктов, таких как молоко, жидкие яйца или напитки. В то время как пастеризация только с помощью тепла требует очень высоких температур, сочетание ультразвука и тепла позволяет использовать более низкие температуры, сохраняя питательные вещества и аромат.
Мано-соневка
Определение: Мано-ультразвук предполагает одновременное воздействие ультразвуковых волн и давления на среду.
Ультразвуковые волны индуцируют акустическую кавитацию, которая характеризуется образованием микропузырьков, ударных волн и потоком жидкости. Сочетание ультразвука и давления усиливает разрушительные эффекты кавитации, способствуя таким процессам, как деагломерация частиц, разрушение клеток, эмульгирование и экстракция.
Мано-термо-ультразвук
Определение: Мано-термо-соникация (MTS) или Thermo-Mano-Sonication или это технология, которая эффективно сочетает в себе эффекты давления, тепла и мощности ультразвука. Сочетая в себе преимущества ультразвуковой и термической обработки при повышенном давлении, манотермоультразвуковая обработка является высокоэффективной технологией, используемой, в частности, в пищевой промышленности, фармацевтике и материаловедении. Такое сочетание физических сил значительно интенсифицирует процессы и позволяет достичь уникальных результатов.
При повышенном давлении разрыв кавитационных пузырьков становится значительно более сильным и интенсивным.
Контролируемый нагрев во время ультразвуковой обработки обеспечивает эффективную обработку без значительного термического ухудшения. Тепло может быть отрегулировано до подходящего уровня температуры, который благоприятен для процесса и не разрушает обрабатываемые вещества и материалы.
Масштабирование манотермоультразвуковой обработки: от лабораторного оборудования UIP1000hdT (A) до опытного масштабного оборудования UIP4000hdT (B, C & D). На рисунке D схематизирован поперечный разрез ультразвуковой проточной ячейки FC100K.
фото и исследование: ©Vernès et al. 2019
Рабочий механизм: силовой ультразвук и акустическая кавитация для нетермической обработки
Ультразвуковая кавитация включает в себя формирование, рост и схлопывание микроскопических пузырьков внутри жидкости. Когда эти пузыри схлопываются, они высвобождают энергию в виде ударных волн и микроструй. Эта механическая энергия используется для таких процессов, как разрушение клеток, эмульгирование и уменьшение размера частиц без зависимости от повышенных температур.
В контексте продуктов питания, фармацевтики и биологических материалов ультразвуковая обработка зондового типа имеет ряд преимуществ, таких как сокращение времени обработки, сохранение термочувствительных соединений и минимальное повреждение хрупких структур. Нетермический характер этого метода помогает поддерживать целостность биологически активных соединений, ферментов и других чувствительных компонентов в этих приложениях, что имеет важное значение, когда речь идет о производстве фармацевтических препаратов, продуктов питания и пищевых добавок.
Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для интенсификации технологического процесса
Hielscher Ultrasonics разрабатывает, производит и поставляет ультразвуковые датчики зондового типа для нетермической обработки жидкостей, а также для манозонирования, термоультразвуковой обработки и термоманоультразвуковой обработки. Обширный ассортимент продукции Hielscher Ultrasonics предлагает оптимальный ультразвуковой процессор для вашего применения. Независимо от того, нужно ли вам обработать ультразвуком небольшие флаконы или лабораторные стаканы, вы хотите обрабатывать в пилотном масштабе или непрерывно производить большие объемные потоки, у Hielscher есть идеальный ультразвуковой аппарат для ваших требований к обработке!
Реакторы под давлением и проточные камеры, оснащенные нагревательными или охлаждающими рубашками, позволяют без проблем использовать синергию между силовым ультразвуком, давлением и/или теплом.
Узнайте больше о ультразвуковых аппаратах Hielscher для лабораторий и производства!
- Высокая эффективность
- Современные технологии
- надёжность & робастность
- Регулируемое, точное управление процессом
- партия & встроенный
- для любого объема
- Интеллектуальное программное обеспечение
- интеллектуальные функции (например, программируемые, протоколирование передачи данных, дистанционное управление)
- Простота и безопасность в эксплуатации
- Низкие эксплуатационные расходы
- CIP (безразборная мойка)
Ультразвуковая аппаратура зондового типа UIP6000hdT с проточной ячейкой под давлением. Нагревательная/охлаждающая рубашка позволяет проводить ультразвуковую обработку при повышенных или пониженных температурах.
Проектирование, производство и консалтинг – Качество «Сделано в Германии»
Ультразвуковые аппараты Hielscher хорошо известны своими высочайшими стандартами качества и дизайна. Надежность и простота в эксплуатации позволяют без проблем интегрировать наши ультразвуковые аппараты в промышленные объекты. Ультразвуковые аппараты Hielscher легко справляются с суровыми условиями и требовательными условиями окружающей среды.
Hielscher Ultrasonics является компанией, сертифицированной по стандарту ISO, и уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым аппаратам, отличающимся самыми современными технологиями и удобством в использовании. Конечно, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и соответствуют требованиям UL, CSA и RoHs.
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Литература / Литература
- 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 производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы для смешивания, диспергирования, эмульгирования и экстракции в лабораторном, пилотном и промышленном масштабе.
Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы от лаборатория Кому промышленного размера.