Mano-termo-sonication: sinergije v ultrazvočni obdelavi
Sonication je tehnika netoplotne obdelave, ki se uporablja za številne aplikacije, kot so homogenizacija, emulgiranje, disperzija, ekstrakcija in konzerviranje v hrani, farmaciji, biologiji, kemiji in znanosti o materialih. Uporaba samo ultrazvoka je zelo učinkovita metoda obdelave in učinkovito opravi naloge obdelave v kratkem zdravljenju – še posebej v primerjavi z alternativnimi tehnikami. V kombinaciji s pritiskom in / ali toploto lahko sinergije med temi oblikami zdravljenja okrepijo proces ultrazvočne obdelave. Preberite več o mano-sonication in mano-thermo-sonication in raziščite, kako lahko te tehnike obdelave izboljšajo vašo proizvodnjo!
Sonication kot tehnika netoplotne obdelave
Soda je metoda netoplotne obdelave, ki se uporablja predvsem v živilskih, farmacevtskih in bioloških aplikacijah. Tipična uporaba sonikatorjev vključuje homogenizacijo, mešanje, emulgiranje, ekstrakcijo bioaktivnih spojin in inkapsulacijo aktivnih sestavin. Za razliko od tradicionalnih toplotnih metod, ki se zanašajo na toploto za obdelavo, ultrazvočno razbijanje tipa sonde ustvarja mehanske valove za doseganje različnih učinkov. Ko se uporablja metoda ultrazvočnega razbijanja, se v mediju ustvarijo akustični ali ultrazvočni kavitacijski mehurčki. Ultrazvočna kavitacija ustvarja intenzivne sile, ki razbijajo delce, kapljice in celične strukture, zagotavljajo intenzivno mešanje in s tem pomagajo pri različnih procesih, kot so homogeno mešanje, botanična ekstrakcija ali liposomska enkapsulacija.
Zaprti šaržni reaktor iz nerjavečega jekla je opremljen z ultrazvočnim UIP2000hdT (2kW, 20kHz).
Sinergistični učinki v ultrazvočni obdelavi
Termo-sonication, mano-ultranication in mano-thermo-sonication so procesne tehnike, ki izkoriščajo ultrazvočne valove za različne aplikacije, zlasti na področju hrane, farmacevtskih izdelkov in bioloških procesov.
Tako mano-sonication kot Thermo-Mano-Sonication poudarjata sinergistične učinke ultrazvočnih valov in temperature v različnih procesih, kar zagotavlja učinkovita in selektivna sredstva za uporabo v živilskih, farmacevtskih in bioloških sistemih.
Termo-ultrazvočna razbijanje
Definicija: Termo-sonication se nanaša na proces, ki združuje toplotne in ultrazvočne učinke za različne aplikacije, zlasti na področju znanosti o materialih in kemije. Mano-sonication vključuje hkratno uporabo ultrazvočnih valov in toplote na snov ali material. Tipična uporaba je pasterizacija tekočih živil, kot so mleko, tekoča jajca ali pijače. Medtem ko pasteruizacija samo s toploto zahteva zelo visoke temperature, kombinacija ultrazvoka in toplote omogoča uporabo nižjih temperatur za ohranjanje hranil in okusov.
Mano-sonication
Definicija: Mano-sonication vključuje hkratno uporabo ultrazvočnih valov in tlaka na medij.
Ultrazvočni valovi povzročajo akustično kavitacijo, za katero je značilna tvorba mikromehurčkov, udarnih valov in pretoka tekočine. Kombinacija ultrazvoka in tlaka povečuje moteče učinke kavitacije, olajša procese, kot so deaglomeracija delcev, motnje celic, emulgiranje in ekstrakcija.
Mano-termo-ultrazvočna razbijanje
Definicija: Mano-termo-ultrazvočno razbijanje (MTS) ali termo-mano-ultrazvočno razbijanje ali tehnologija, ki učinkovito združuje učinke tlaka, toplote in ultrazvoka. Z združevanjem prednosti ultrazvočne, toplotne obdelave pod povišanimi tlaki je mano-termo-ultrazvočna obdelava zelo učinkovita tehnika predelave, ki se uporablja zlasti v hrani, farmaciji in znanosti o materialih. Ta kombinacija fizikalnih sil znatno okrepi procese in doseže edinstvene rezultate.
Pod povišanimi pritiski postane izbruh kavitacijskih mehurčkov drastično bolj nasilen in intenziven.
Nadzorovano segrevanje med ultrazvočno obdelavo omogoča učinkovito obdelavo, ne da bi povzročilo znatno toplotno degradacijo. Toplota se lahko prilagodi na primerno temperaturno raven, kar je koristno za proces in neuničujoče za obdelane snovi in materiale.
Povečanje mano-termo-sonicacije: od laboratorijske opreme UIP1000hdT (A) do pilotne opreme UIP4000hdT (B, C & D). Na sliki D je shematiziran prečni prerez ultrazvočne pretočne celice FC100K.
slika in študija: ©Vernès et al. 2019
Delovni mehanizem: močni ultrazvok in akustična kavitacija za netoplotno obdelavo
Ultrazvočno ustvarjena kavitacija vključuje nastanek, rast in propad mikroskopskih mehurčkov v tekočini. Ko se ti mehurčki zrušijo, sproščajo energijo v obliki udarnih valov in mikrocurkov. Ta mehanska energija se uporablja za procese, kot so motnje celic, emulgiranje in zmanjšanje velikosti delcev, ne da bi se zanašali na povišane temperature.
V kontekstu hrane, farmacevtskih izdelkov in bioloških materialov ultrazvočna obdelava tipa sonde ponuja več prednosti, kot so skrajšan čas obdelave, ohranjanje toplotno občutljivih spojin in minimalna poškodba občutljivih struktur. Netoplotna narava te tehnike pomaga ohranjati celovitost bioaktivnih spojin, encimov in drugih občutljivih sestavin v teh aplikacijah, kar je bistvenega pomena pri proizvodnji farmacevtskih izdelkov, živil in prehranskih dopolnil.
Visoko zmogljivi zvočni zvočni aparati za intenzifikacijo procesa
Hielscher Ultrasonics načrtuje, proizvaja in dobavlja sondne sonde za netermično obdelavo tekočin, kot tudi za manosonika, termosonikaciranje in termo-mano-sonication. Obsežen portfelj izdelkov Hielscher Ultrasonics ponuja optimalen ultrazvočni procesor za vašo aplikacijo. Ne glede na to, ali morate sonikirati majhne viale ali laboratorijske čaše, želite obdelovati v pilotnem obsegu ali neprekinjeno proizvajati velike količine, ima Hielscher idealen sonikator za vaše zahteve obdelave!
Reaktorji in pretočne celice pod tlakom, opremljeni z grelnimi ali hladilnimi plašči, omogočajo izkoriščanje sinergij med ultrazvokom, tlakom in / ali toploto brez motenja.
Preberite več o Hielscher Sonicators za laboratorij in produkcijo!
- visoka učinkovitost
- Najsodobnejša tehnologija
- Zanesljivost & Robustnosti
- nastavljiv, natančen nadzor procesa
- Serije & Inline
- za poljubno količino
- Inteligentna programska oprema
- pametne funkcije (npr. programabilno, podatkovno protokoliranje, daljinski upravljalnik)
- enostaven in varen za uporabo
- nizko vzdrževanje
- CIP (čiščenje na mestu)
Sondni zvočnik UIP6000hdT s pretočno celico pod tlakom. Ogrevalni / hladilni plašč omogoča sonikiranje pri povišanih ali znižanih temperaturah.
Projektiranje, izdelava in svetovanje – Kakovost izdelana v Nemčiji
Hielscher ultrazvočni aparati so znani po svojih najvišjih standardih kakovosti in oblikovanja. Robustnost in enostavno upravljanje omogočata nemoteno integracijo naših ultrazvočnih aparatov v industrijske objekte. Težke pogoje in zahtevna okolja zlahka obvladajo Hielscher ultrasonicatorji.
Hielscher Ultrasonics je podjetje s certifikatom ISO in daje poseben poudarek visoko zmogljivim ultrazvočnim aparatom z najsodobnejšo tehnologijo in prijaznostjo do uporabnika. Seveda so Hielscher ultrazvočni aparati skladni s CE in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Literatura / Reference
- 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 proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje za mešanje, disperzijo, emulgacijo in ekstrakcijo v laboratorijski, pilotni in industrijski ravni.
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.