Ультразвуковые устройства со ступенчатой пластиной для сублимационной сушки с ультразвуковым воздействием
Сублимационная сушка, или лиофилизация, – это метод обезвоживания, используемый для сохранения термочувствительных биологических материалов и пищевых продуктов. Сублимационная сушка широко применяется в пищевом и фармацевтическом производстве, поскольку этот метод сохраняет структуру соединений и пищевую ценность. Однако традиционные системы сублимационной сушки часто характеризуются длительными рабочими циклами, высокой потребностью в энергии и ограниченными возможностями масштабирования. Обработка ультразвуком, распространяющимся в воздухе, значительно оптимизирует процессы сублимационной сушки. Ультразвуковые устройства Hielscher со ступенчатой пластиной обеспечивают принципиальные преимущества для эффективной сублимационной сушки.
Интенсификация процесса с помощью ультразвуковой сублимационной сушки
Ультразвуковая сублимационная сушка – это мощный метод интенсификации процесса, при котором высокочастотная акустическая энергия вводится в традиционный процесс лиофилизации для ускорения массо- и теплообмена. При воздействии ультразвука с помощью бесконтактного ультразвукового устройства со ступенчатой пластиной в замороженной матрице возникают микровибрации и локальные колебания давления. Эти воздействия нарушают пограничные слои, повышают скорость сублимации и создают более открытую пористую структуру, тем самым сокращая время сушки и снижая потребность в энергии. В результате ультразвуковое воздействие обеспечивает более быструю и эффективную сублимационную сушку при сохранении структурной и биохимической целостности чувствительных продуктов.
- Сокращение времени сушки
- Снижение энергопотребления
- Мягкая обработка, сохраняющая свойства продукта
- Бесконтактный процесс
Что такое ультразвуковые устройства со ступенчатой пластиной?
Ультразвуковые устройства Hielscher со ступенчатой пластиной – это специально разработанные ультразвуковые устройства, излучающие ультразвуковые волны высокой интенсивности посредством структурированной титановой пластины. Эта пластина имеет ступенчатую геометрию. В отличие от ультразвуковых устройств зондового типа, работающих в непосредственном контакте с жидкостью, устройства со ступенчатой пластиной передают распространяющийся в воздухе ультразвук через границы раздела с воздухом или газом, обеспечивая бесконтактную обработку ультразвуком.
При сублимационной сушке с ультразвуковым воздействием (UAFLD) эти ступенчатые пластины располагают вблизи поверхности замороженных образцов, передавая мощные акустические волны через границу сублимации без контакта с продуктом. В результате усиливается массообмен, ускоряется сублимация и сохраняется микроструктура даже хрупких или гигроскопичных материалов.
Области применения
- Сублимированные фрукты, овощи и травы
- Высокоценные нутрицевтики и биоактивные вещества
- Пробиотические культуры и продукты, полученные в результате ферментации
- Готовые к употреблению блюда и аварийные рационы
- Фармацевтические вспомогательные вещества (например, маннитол, трегалоза)
Ультразвуковые устройства со ступенчатой пластиной для промышленной сублимационной сушки
Сублимационная сушка с ультразвуковым воздействием с помощью устройств Hielscher со ступенчатой пластиной улучшает и облегчает низкотемпературное обезвоживание. Она сочетает хорошо зарекомендовавшие себя принципы сублимационной сушки с кинетическим ускорением под действием ультразвуковой энергии – без ущерба для качества или безопасности продукта.
По мере роста спроса на энергоэффективные, высокопроизводительные методы сохранения продуктов с «чистой этикеткой» этот бесконтактный ультразвуковой подход открывает привлекательные перспективы.
Для пищевых технологов, инженеров-технологов и производителей ультразвуковые устройства Hielscher со ступенчатой пластиной представляют собой эффективное, масштабируемое и надежное решение для качественной обработки пищевых продуктов.
Проектирование, производство и консультирование – качество из Германии
Ультразвуковые устройства Hielscher хорошо известны высочайшими стандартами качества и проектирования. Надежность и простота эксплуатации позволяют беспрепятственно интегрировать наши ультразвуковые устройства в промышленные объекты. Ультразвуковые устройства Hielscher легко справляются с тяжелыми условиями эксплуатации и требовательными производственными средами.
Hielscher Ultrasonics – компания, сертифицированная по ISO, которая уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым устройствам, сочетающим самые современные технологии и удобство использования. Разумеется, ультразвуковые устройства Hielscher соответствуют требованиям CE и отвечают требованиям UL, CSA и RoHs.
Часто задаваемые вопросы
Что такое сублимационная сушка?
Сублимационная сушка – это процесс обезвоживания, при котором продукт сначала замораживают, а затем сушат при пониженном давлении, в результате чего лед сублимирует непосредственно в пар. Это сохраняет структуру, биоактивность и чувствительные соединения.
Что такое лиофилизация?
Лиофилизация – это технический термин для сублимационной сушки. Он описывает тот же процесс, широко используемый в фармацевтической, пищевой и биотехнологической промышленности.
В чем разница между сублимационной сушкой и лиофилизацией?
Функциональной разницы нет. Сублимационная сушка – общеупотребительный термин; лиофилизация – научный термин. Оба обозначают один и тот же процесс сушки, основанный на сублимации.
Каковы преимущества сублимационной сушки?
Преимущества сублимационной сушки заключаются прежде всего в ее способности сохранять пищевую ценность, структурную целостность и биоактивные соединения продукта. Поскольку процесс протекает при низких температурах, даже термочувствительные материалы подвергаются минимальной тепловой нагрузке. В результате высушенный материал сохраняет превосходное качество и может храниться длительное время с минимальным использованием добавок или вообще без них. При регидратации продукт быстро восстанавливает исходную текстуру и внешний вид, обеспечивая уровень качества, которого традиционные методы сушки достигают редко.
Каковы недостатки сублимационной сушки?
Традиционная сублимационная сушка требует сложного оборудования и обходится дорого из-за затрат на энергию. По сравнению с традиционной тепловой сушкой сублимационная сушка занимает больше времени и требует контролируемого замораживания и вакуумных систем. В стандартных конфигурациях производительность ограничена. Именно поэтому сублимационная сушка с ультразвуковым воздействием представляет собой инновационный метод интенсификации процесса, позволяющий повысить производительность при сокращении времени обработки и снижении затрат на обработку.
Литература / Ссылки
- Katharina Schössler, Henry Jäger, Dietrich Knorr (2012): Novel contact ultrasound system for the accelerated freeze-drying of vegetables. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 16, 2012. 113-120.
- Gallego-Juárez, J. A., Riera, E., de la Fuente Blanco, S., Rodríguez-Corral, G., Acosta-Aparicio, V. M., Blanco, A. (2007): Application of High-Power Ultrasound for Dehydration of Vegetables: Processes and Devices. Drying Technology, 25(11), 2007. 1893–1901.
- Juan A. Gallego-Juarez (2007): High-power ultrasonic processing: Recent developments and prospective advances. Physics Procedia, Volume 3, Issue 1, 2007. 35-47.
Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы от лабораторных до промышленных моделей.


