Соникатори са степенастом плочом за сушење замрзавањем уз помоћ ултразвука
Сушење замрзавањем, или лиофилизација, јесте техника дехидратације која се користи за очување биолошких и прехрамбених материјала осетљивих на топлоту. Сушење замрзавањем широко се примењује у прехрамбеној и фармацеутској производњи јер ова метода очувава структуре једињења и нутритивне вредности. Међутим, традиционални системи за сушење замрзавањем често имају дуге циклусе, велике енергетске потребе и ограничену могућност повећања обима производње. Ултразвучна обрада преносом кроз ваздух знатно оптимизује процесе сушења замрзавањем. Hielscher соникатори са степенастом плочом нуде предности које суштински унапређују ефикасност сушења замрзавањем.
Интензификација процеса ултразвучним сушењем замрзавањем
Ултразвучно сушење замрзавањем је моћна техника интензификације процеса која уводи високофреквентну акустичку енергију у конвенционалну лиофилизацију ради убрзавања преноса масе и топлоте. Применом ултразвука помоћу бесконтактног соникатора са степенастом плочом унутар замрзнуте матрице стварају се микровибрације и локализоване флуктуације притиска. Ови ефекти нарушавају граничне слојеве, повећавају брзину сублимације и стварају отворенију порозну структуру, чиме скраћују време сушења и смањују енергетске потребе. Тако помоћ ултразвука омогућава брже и ефикасније сушење замрзавањем уз очување структурног и биохемијског интегритета осетљивих производа.
- Краће време сушења
- Смањена потрошња енергије
- Блага обрада која очувава својства производа
- Бесконтактни процес
Шта су соникатори са степенастом плочом?
Hielscher соникатори са степенастом плочом су посебно пројектовани ултразвучни уређаји који емитују ултразвучне таласе високог интензитета преко структурисане титанијумске плоче. Ова плоча има степенасту геометрију. За разлику од соникатора са сондом који раде у непосредном контакту са течношћу, соникатори са степенастом плочом преносе ултразвук кроз ваздух или гас до међуфазних површина, омогућавајући бесконтактну соникацију.
При сушењу замрзавањем уз помоћ ултразвука (UAFLD), ове степенасте плоче постављају се близу површине замрзнутих узорака и преносе снажне акустичке таласе кроз међуфазну површину сублимације, без додиривања производа. Резултат су побољшан пренос масе, убрзана сублимација и очувана микроструктура, чак и код осетљивих или хигроскопних материјала.
Примене
- Воће, поврће и зачинско биље сушено замрзавањем
- Нутрацеутици и биоактивне супстанце високе вредности
- Пробиотске културе и производи добијени ферментацијом
- Готова јела и оброци за ванредне ситуације
- Фармацеутске помоћне супстанце (нпр. манитол, трехалоза)
Соникатори са степенастом плочом за индустријско сушење замрзавањем
Сушење замрзавањем уз помоћ ултразвука помоћу Hielscher соникатора са степенастом плочом побољшава и олакшава дехидратацију на ниским температурама. Оно комбинује добро утврђене принципе сушења замрзавањем са кинетичким убрзањем које пружа ултразвучна енергија – без угрожавања квалитета или безбедности производа.
Како расте потражња за енергетски ефикасним методама конзервисања великог производног капацитета које омогућавају једноставну декларацију састојака, овај бесконтактни ултразвучни приступ нуди привлачан правац даљег развоја.
За прехрамбене технологе, процесне инжењере и произвођаче, Hielscher соникатори са степенастом плочом пружају ефикасно и робусно решење за квалитетну прераду хране које омогућава повећање обима производње.
Пројектовање, производња и саветовање – квалитет произведен у Немачкој
Hielscher ултразвучни уређаји добро су познати по највишим стандардима квалитета и пројектовања. Робусност и једноставно руковање омогућавају несметану интеграцију наших ултразвучних уређаја у индустријска постројења. Hielscher ултразвучни уређаји лако подносе тешке услове и захтевна окружења.
Hielscher Ultrasonics је компанија са ISO сертификатом која посебан нагласак ставља на ултразвучне уређаје високих перформанси са најсавременијом технологијом и једноставним коришћењем. Наравно, Hielscher ултразвучни уређаји усаглашени су са CE захтевима и испуњавају захтеве UL, CSA и RoHs.
Често постављана питања
Шта је сушење замрзавањем?
Сушење замрзавањем је процес дехидратације у којем се производ најпре замрзава, а затим суши под сниженим притиском, услед чега лед сублимира директно у пару. Тиме се очувавају структура, биоактивност и осетљива једињења.
Шта је лиофилизација?
Лиофилизација је стручни назив за сушење замрзавањем. Она описује исти процес, који се широко примењује у фармацеутској, прехрамбеној и биотехнолошкој индустрији.
Која је разлика између сушења замрзавањем и лиофилизације?
Не постоји функционална разлика. Сушење замрзавањем је уобичајен назив; лиофилизација је научни назив. Оба назива односе се на исти процес сушења заснован на сублимацији.
Које су предности сушења замрзавањем?
Предности сушења замрзавањем првенствено леже у његовој способности да очува нутритивну вредност, структурни интегритет и биоактивна једињења производа. Пошто се процес одвија на ниским температурама, чак су и материјали осетљиви на топлоту изложени минималном топлотном оптерећењу. Као резултат тога, осушени материјал задржава одличан квалитет и може се дуго складиштити уз малу употребу адитива или без њих. При рехидратацији, производ брзо враћа првобитну текстуру и изглед, пружајући ниво квалитета који конвенционалне методе сушења ретко постижу.
Који су недостаци сушења замрзавањем?
Конвенционално сушење замрзавањем захтева сложену опрему и скупо је због трошкова енергије. У поређењу са конвенционалним сушењем топлотом, сушење замрзавањем траје дуже и захтева контролисано замрзавање и вакуумске системе. У стандардним конфигурацијама производни капацитет је ограничен. Зато је сушење замрзавањем уз помоћ ултразвука иновативна техника интензификације процеса која омогућава веће производне капацитете уз краће време обраде и смањене трошкове обраде.
Литература / Референце
- 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 производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лабораторијских до индустријских размера.


