Sonikatorji s stopničastimi ploščami za ultrazvočno podprto sušenje z zamrzovanjem
Sušenje z zamrzovanjem ali liofilizacija je tehnika dehidracije, ki se uporablja za ohranjanje bioloških in živilskih materialov, občutljivih na toploto. Liofilizacija se pogosto uporablja v proizvodnji živil in farmacevtskih izdelkov, saj ta metoda ohranja strukturo spojin in hranilne vrednosti. Vendar imajo tradicionalni sistemi za liofilizacijo pogosto dolge čase ciklov, velike potrebe po energiji in slabo razširljivost. Ultrazvočni postopek sušenja z zrakom bistveno optimizira postopke sušenja z zamrzovanjem. Hielscherjevi sonikatorji s stopničastimi ploščami ponujajo transformativne prednosti za učinkovito sušenje z zamrzovanjem.
Intenzifikacija procesa z ultrazvočnim sušenjem z zamrzovanjem
Ultrazvočno sušenje z zamrzovanjem je močna tehnika za intenziviranje postopka, ki vključuje visokofrekvenčno akustično energijo v konvencionalno liofilizacijo za pospešitev prenosa mase in toplote. Z uporabo ultrazvoka prek brezkontaktnega sonikatorja s stopničasto ploščo se v zamrznjeni matrici ustvarijo mikrovibracije in lokalna nihanja tlaka. Ti učinki prekinejo mejne plasti, povečajo hitrost sublimacije in ustvarijo bolj odprto porozno strukturo ter tako skrajšajo čas sušenja in zmanjšajo potrebo po energiji. Ultrazvočna pomoč tako omogoča hitrejše in učinkovitejše sušenje z zamrzovanjem, hkrati pa ohranja strukturno in biokemično celovitost občutljivih izdelkov.
- Krajši čas sušenja
- zmanjšana poraba energije
- Blago, ohranitveno zdravljenje
- Brezkontaktni postopek
Kaj so sonikatorji s stopničasto ploščo?
Hielscherjevi sonikatorji s stopničasto ploščo so posebej izdelane ultrazvočne naprave, ki oddajajo visokointenzivne ultrazvočne valove prek strukturirane plošče iz titana. Ta plošča ima stopničasto geometrijo. V nasprotju s sonatorji tipa sonda, ki delujejo v neposrednem stiku s tekočino, sonatorji s stopničastimi ploščami zagotavljajo ultrazvok v zraku prek zračnih ali plinskih vmesnikov, kar omogoča brezkontaktno sonikacijo.
Pri ultrazvočno podprtem sušenju z zamrzovanjem (UAFLD) so te stopničaste plošče nameščene blizu površine zamrznjenih vzorcev, pri čemer se skozi sublimacijski vmesnik prenašajo močni akustični valovi, ne da bi se dotaknili izdelka. Rezultat je izboljšan prenos mase, pospešena sublimacija in ohranjena mikrostruktura, tudi pri občutljivih ali higroskopičnih materialih.
Aplikacije
- Sadje, zelenjava in zelišča, posušeni z zamrzovanjem
- Nutracevtiki in bioaktivne snovi z visoko vrednostjo
- Probiotične kulture in izdelki, pridobljeni s fermentacijo
- Pripravljeni obroki in nujni obroki
- Farmacevtske pomožne snovi (npr. manitol, trehaloza)
Sonikatorji s stopničastimi ploščami za industrijsko sušenje z zamrzovanjem
Ultrazvočno podprto sušenje z zamrzovanjem s Hielscherjevimi sonatorji s stopničastimi ploščami izboljša in olajša dehidracijo pri nizkih temperaturah. Združuje dobro uveljavljena načela sušenja z zamrzovanjem s kinetičnim pospeševanjem ultrazvočne energije. – brez ogrožanja kakovosti ali varnosti izdelkov.
Zaradi vse večjega povpraševanja po energetsko učinkovitih, visoko zmogljivih in čistih metodah konzerviranja ta ultrazvočni brezkontaktni pristop ponuja prepričljivo pot naprej.
Za živilske tehnologe, procesne inženirje in proizvajalce Hielscherjevi sonikatorji s stopničasto ploščo zagotavljajo učinkovito, razširljivo in zanesljivo rešitev za kakovostno predelavo hrane.
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.
Pogosto zastavljena vprašanja
Kaj je liofilizacija?
Liofilizacija je postopek dehidracije, pri katerem se izdelek najprej zamrzne in nato posuši pod znižanim tlakom, pri čemer led sublimira neposredno v paro. Pri tem se ohranijo struktura, biološka aktivnost in občutljive spojine.
Kaj je liofilizacija?
Liofilizacija je strokovni izraz za liofilizacijo. Opisuje isti postopek, ki se pogosto uporablja v farmacevtski, živilski in biotehnološki industriji.
Kakšna je razlika med sušenjem z zamrzovanjem in liofilizacijo?
Funkcionalne razlike ni. Splošni izraz je liofilizacija, znanstveni izraz pa liofilizacija. Oba se nanašata na isti postopek sušenja, ki temelji na sublimaciji.
Kakšne so prednosti sušenja z zamrzovanjem?
Prednosti liofilizacije so predvsem v tem, da lahko ohrani hranilno vrednost, strukturno celovitost in bioaktivne sestavine izdelka. Ker postopek poteka pri nizkih temperaturah, so tudi toplotno občutljivi materiali izpostavljeni minimalnim toplotnim obremenitvam. Zato posušeni material ohrani odlično kakovost in ga je mogoče dolgo skladiščiti brez uporabe dodatkov ali z majhno količino dodatkov. Ob rehidraciji izdelek hitro pridobi prvotno strukturo in videz, kar zagotavlja raven kakovosti, ki jo običajne metode sušenja redko dosežejo.
Katere so slabosti sušenja z zamrzovanjem?
Konvencionalno liofilizacijsko sušenje zahteva kompleksno opremo in je drago zaradi stroškov energije. V primerjavi s konvencionalnim toplotnim sušenjem je čas obdelave pri sušenju z zamrzovanjem daljši in zahteva nadzorovano zamrzovanje in vakuumske sisteme. Pri standardnih konfiguracijah je zmogljivost omejena. Zato je ultrazvočno podprto liofilizacijsko sušenje inovativna tehnika za intenziviranje postopka, ki omogoča večjo prepustnost ob krajšem času obdelave in nižjih stroških obdelave.
Literatura / Reference
- 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 proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.


