Mano-termosonikácia: Synergie v ultrazvukovom spracovaní
Sonikácia je technika netepelného spracovania používaná pre mnohé aplikácie, ako je homogenizácia, emulgácia, disperzia, extrakcia a konzervácia v potravinárstve, farmácii, biológii, chémii a materiálovej vede. Samotné použitie ultrazvuku je veľmi efektívna metóda spracovania a efektívne dokončuje úlohy spracovania v krátkom ošetrení – najmä v porovnaní s alternatívnymi technikami. V kombinácii s tlakom a/alebo teplom môžu synergie medzi týmito formami liečby zintenzívniť proces sonikácie. Zistite viac o manosonikácii a mano-termosonikácii a preskúmajte, ako môžu tieto techniky spracovania zlepšiť vašu produkciu!
Sonikácia ako technika netepelného spracovania
Sonikácia sondového typu je metóda netepelného spracovania, ktorá sa primárne používa v potravinárskych, farmaceutických a biologických aplikáciách. Typické aplikácie sonikátorov zahŕňajú homogenizáciu, miešanie, emulgáciu, extrakciu bioaktívnych zlúčenín a zapuzdrenie účinných látok. Na rozdiel od tradičných tepelných metód, ktoré sa pri spracovaní spoliehajú na teplo, sondová sonikácia generuje mechanické vlny na dosiahnutie rôznych účinkov. Pri použití metódy sonikácie sa v médiu vytvárajú akustické alebo ultrazvukové kavitačné bubliny. Ultrazvuková kavitácia vytvára intenzívne sily, ktoré rozbíjajú častice, kvapôčky a bunkové štruktúry, zabezpečujú intenzívne miešanie a napomáhajú tým rôznorodým procesom, ako je homogénne miešanie, botanická extrakcia alebo lipozomálne zapuzdrenie.

Uzavretý vsádkový reaktor z nehrdzavejúcej ocele je vybavený s ultrazvukom UIP2000hdT (2kW, 20kHz).
Synergické účinky pri ultrazvukovom spracovaní
Termosonikácia, manosonikácia a mano-termosonikácia sú procesné techniky, ktoré využívajú ultrazvukové vlny na rôzne aplikácie, najmä v oblasti potravín, liečiv a biologických procesov.
Mano-sonikácia aj termo-mano-sonikácia zdôrazňujú synergické účinky ultrazvukových vĺn a teploty v rôznych procesoch a poskytujú efektívne a selektívne prostriedky pre aplikácie v potravinárskom, farmaceutickom a biologickom systéme.
termosonikácia
Definícia: Termosonikácia označuje proces, ktorý kombinuje tepelné aj ultrazvukové účinky pre rôzne aplikácie, najmä v oblasti materiálovej vedy a chémie. Mano-sonikácia zahŕňa súčasnú aplikáciu ultrazvukových vĺn a tepla na látku alebo materiál. Typickou aplikáciou je pasterizácia tekutých potravín, ako je mlieko, tekuté vajcia alebo nápoje. Zatiaľ čo samotná pasteruizácia teplom vyžaduje veľmi vysoké teploty, kombinácia ultrazvuku a tepla umožňuje používať nižšie teploty pri zachovaní živín a chutí.
mano-sonikácia
Definícia: Mano-sonikácia zahŕňa súčasnú aplikáciu ultrazvukových vĺn a tlaku na médium.
Ultrazvukové vlny indukujú akustickú kavitáciu, ktorá je charakterizovaná tvorbou mikrobublín, rázových vĺn a prúdenia kvapaliny. Kombinácia ultrazvuku a tlaku zvyšuje rušivé účinky kavitácie a uľahčuje procesy, ako je deaglomerácia častíc, narušenie buniek, emulgácia a extrakcia.
Mano-termo-sonikácia
Definícia: Mano-termo-sonikácia (MTS) alebo Thermo-Mano-Sonikácia alebo je technológia, ktorá efektívne kombinuje účinky tlakového, tepelného a silového ultrazvuku. Kombináciou výhod ultrazvukového tepelného spracovania pri zvýšených tlakoch je mano-termosonikácia vysoko účinnou technikou spracovania používanou najmä v potravinárskom, farmaceutickom a materiálovom priemysle. Táto kombinácia fyzikálnych síl výrazne zintenzívňuje procesy a dosahuje jedinečné výsledky.
Pri zvýšenom tlaku sa prasknutie kavitačných bublín stáva drasticky prudším a intenzívnejším.
Riadené zahrievanie počas sonikácie umožňuje efektívne spracovanie bez toho, aby došlo k výraznej tepelnej degradácii. Teplo je možné nastaviť na vhodnú úroveň teploty, čo je prospešné pre proces a nedeštruktívne pre ošetrované látky a materiály.

Škálovanie mano-termosonikácie: od laboratórneho vybavenia UIP1000hdT (A) až po pilotné zariadenie UIP4000hdT (B, C & D). Na obrázku D je schematizovaný priečny rez ultrazvukovej prietokovej cely FC100K.
obrázok a štúdia: ©Vernès et al. 2019
Pracovný mechanizmus: Výkonový ultrazvuk a akustická kavitácia pre netepelné spracovanie
Ultrazvukom generovaná kavitácia zahŕňa tvorbu, rast a kolaps mikroskopických bublín v kvapaline. Keď sa tieto bubliny zrútia, uvoľnia energiu vo forme rázových vĺn a mikroprúdov. Táto mechanická energia sa využíva na procesy, ako je narušenie buniek, emulgácia a zmenšenie veľkosti častíc bez spoliehania sa na zvýšené teploty.
V kontexte potravín, liečiv a biologických materiálov ponúka sondová sonikacia niekoľko výhod, ako je skrátený čas spracovania, zachovanie zlúčenín citlivých na teplo a minimálne poškodenie jemných štruktúr. Netepelná povaha tejto techniky pomáha udržiavať integritu bioaktívnych zlúčenín, enzýmov a iných citlivých zložiek v týchto aplikáciách, čo je nevyhnutné, pokiaľ ide o výrobu farmaceutických, potravinových a výživových doplnkov.
Vysokovýkonné sonikátory na intenzifikáciu procesu
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics navrhuje, vyrába a dodáva sondové sondy na netepelné spracovanie kvapalín, ako aj na manosonikaciu, termosonikáciu a termosonikáciu. Rozsiahle portfólio produktov spoločnosti Hielscher Ultrasonics ponúka optimálny ultrazvukový procesor pre vašu aplikáciu. Či už potrebujete sonikovať malé fľaštičky alebo laboratórne kadičky, chcete spracovať v pilotnom meradle alebo nepretržite vyrábať veľké objemové prúdy, spoločnosť Hielscher má ideálny sonikátor pre vaše požiadavky na spracovanie!
Tlakové reaktory a prietokové články, vybavené vykurovacími alebo chladiacimi plášťami, umožňujú bezbariérové využitie synergií medzi výkonom, ultrazvukom, tlakom a/alebo teplom.
Prečítajte si viac o Hielscher Sonicators pre laboratórium a produkciu!
- vysoká účinnosť
- Najmodernejšia technológia
- spoľahlivosť & odolnosť
- nastaviteľné, presné riadenie procesu
- dávka & Inline
- pre akýkoľvek objem
- inteligentný softvér
- inteligentné funkcie (napr. programovateľné, dátové protokolovanie, diaľkové ovládanie)
- jednoduchá a bezpečná obsluha
- nízka údržba
- CIP (čistenie na mieste)

Sondový sonikátor UIP6000hdT s tlakovou prietokovou bunkou. Vyhrievacia / chladiaca plášť umožňuje sonikáciu pri zvýšených alebo znížených teplotách.
Dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku
Ultrazvukové prístroje Hielscher sú známe svojou najvyššou kvalitou a dizajnovými štandardmi. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredie ľahko zvládnu ultrazvukové prístroje Hielscher.
Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú samozrejme v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Literatúra / Referencie
- 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.

Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórium do priemyselná veľkosť.