Mano-termo-ultraljudsbehandling: Synergier i ultraljudsbehandling
Ultraljudsbehandling är en icke-termisk bearbetningsteknik som används för många tillämpningar såsom homogenisering, emulgering, dispersion, extraktion och konservering i livsmedel, läkemedel, biologi, kemi och materialvetenskap. Användningen av enbart ultraljud är en mycket effektiv bearbetningsmetod och slutför bearbetningsuppgifter effektivt på kort tid – Speciellt jämfört med alternativa tekniker. I kombination med tryck och / eller värme, synergier mellan dessa behandlingsformer kan intensifiera ultraljudsbehandlingsprocessen. Lär dig mer om mano-ultraljudsbehandling och mano-termo-ultraljudsbehandling och utforska hur dessa bearbetningstekniker kan förbättra din produktion!
Ultraljudsbehandling som icke-termisk bearbetningsteknik
Sond-typ ultraljudsbehandling är en icke-termisk bearbetningsmetod som främst används i livsmedel, farmaceutiska och biologiska tillämpningar. Typisk tillämpning av sonikatorer inkluderar homogenisering, blandning, emulgering, extraktion av bioaktiva föreningar och inkapsling av aktiva ingredienser. Till skillnad från traditionella termiska metoder som förlitar sig på värme för bearbetning, genererar sond-typ ultraljudsbehandling mekaniska vågor för att uppnå olika effekter. När ultraljudsbehandlingsmetoden tillämpas, genereras akustiska eller ultraljudskavitationsbubblor i mediet. Ultraljudskavitation skapar intensiva krafter som bryter ner partiklar, droppar och cellulära strukturer, ger intensiv blandning och hjälper därmed många processer såsom homogen blandning, botanisk extraktion eller liposomal inkapsling.
Den slutna satsreaktorn av rostfritt stål är utrustad med med ultraljudsapparaten UIP2000hdT (2kW, 20kHz).
Synergistiska effekter i ultraljudsbearbetning
Termo-ultraljudsbehandling, Mano-ultraljudsbehandling och Mano-termo-ultraljudsbehandling är processtekniker som utnyttjar ultraljudsvågor för olika tillämpningar, särskilt inom områdena livsmedel, läkemedel och biologiska processer.
Både Mano-Sonication och Thermo-Mano-Sonication belyser de synergistiska effekterna av ultraljudsvågor och temperatur i olika processer, vilket ger effektiva och selektiva medel för tillämpningar i livsmedel, läkemedel och biologiska system.
termo-ultraljudsbehandling
Definition: Termo-ultraljudsbehandling hänvisar till en process som kombinerar både termiska och ultraljudseffekter för olika applikationer, särskilt inom materialvetenskap och kemi. Mano-ultraljudsbehandling innebär samtidig applicering av ultraljudsvågor och värme på ett ämne eller material. En typisk tillämpning är pastörisering av flytande livsmedel som mjölk, flytande ägg eller drycker. Medan pasteruisering genom enbart värme kräver mycket höga temperaturer, gör kombinationen av ultraljud och värme det möjligt att använda lägre temperaturer för att bevara näringsämnen och smaker.
mano-ultraljudsbehandling
Definition: Mano-ultraljudsbehandling innebär samtidig tillämpning av ultraljudsvågor och tryck på ett medium.
Ultraljudsvågor inducerar akustisk kavitation, som kännetecknas av bildandet av mikrobubblor, chockvågor och vätskeströmning. Kombinationen av ultraljud och tryck förstärker de störande effekterna av kavitation, vilket underlättar processer som partikeldeagglomeration, cellstörning, emulgering och extraktion.
Mano-termo-ultraljudsbehandling
Definition: Mano-termo-ultraljudsbehandling (MTS) eller Thermo-Mano-ultraljudsbehandling eller är en teknik som effektivt kombinerar effekterna av tryck, värme och kraft ultraljud. Genom att kombinera fördelarna med ultraljud, termisk behandling under förhöjda tryck, är mano-termo-ultraljudsbehandling en mycket effektiv bearbetningsteknik som används särskilt inom livsmedel, läkemedel och materialvetenskap. Denna kombination av fysiska krafter intensifierar processer avsevärt och uppnår unika resultat.
Under förhöjda tryck blir utbrottet av kavitationsbubblor drastiskt mer våldsamt och intensivt.
Den kontrollerade uppvärmningen under ultraljudsbehandling möjliggör effektiv bearbetning utan att orsaka betydande termisk nedbrytning. Värmen kan justeras till lämplig temperaturnivå, vilket är fördelaktigt för processen och icke-destruktivt för de ämnen och material som behandlas.
Uppskalning av mano-termo-ultraljudsbehandling: från laboratorieutrustning UIP1000hdT (A) till utrustning i pilotskala UIP4000hdT (B, C & D). På bild D är schematiserad en tvärsnitt av ultraljudsflödescellen FC100K.
bild och studie: ©Vernès et al. 2019
Arbetsmekanism: Power Ultrasound och akustisk kavitation för icke-termisk bearbetning
Ultraljudsgenererad kavitation involverar bildning, tillväxt och kollaps av mikroskopiska bubblor i vätskan. När dessa bubblor kollapsar frigör de energi i form av chockvågor och mikrostrålar. Denna mekaniska energi används för processer som cellstörningar, emulgering och minskning av partikelstorlek utan att förlita sig på förhöjda temperaturer.
I samband med livsmedel, läkemedel och biologiska material, sond-typ ultraljudsbehandling erbjuder flera fördelar såsom minskad bearbetningstid, bevarande av värmekänsliga föreningar, och minimal skada på känsliga strukturer. Den icke-termiska karaktären hos denna teknik hjälper till att upprätthålla integriteten hos bioaktiva föreningar, enzymer och andra känsliga komponenter i dessa applikationer, vilket är viktigt när det gäller produktion av läkemedel, livsmedel och kosttillskott.
Högpresterande ultraljudstekniker för processintensifiering
Hielscher Ultrasonics designar, tillverkar och levererar sond-typ sonikatorer för icke-termisk vätskebehandling samt för manosonication, termosonikering och thermo-mano-ultraljudsbehandling. Den omfattande produktportföljen av Hielscher Ultrasonics erbjuder den optimala ultraljudsprocessorn för din applikation. Oavsett om du behöver sonikera små flaskor eller labbbägare, vill bearbeta i pilotskala eller tillverka kontinuerligt stora volymströmmar, har Hielscher den perfekta ultraljudsmätaren för dina bearbetningskrav!
Trycksättningsbara reaktorer och flödesceller, utrustade med värme- eller kylmantel, möjliggör ett problemfritt utnyttjande av synergier mellan ultraljud, tryck och/eller värme.
Läs mer om Hielscher sonikatorer för labb och produktion!
- Hög effektivitet
- Toppmodern teknik
- tillförlitlighet & robusthet
- Justerbar, exakt processtyrning
- batch & Inline
- för vilken volym som helst
- Intelligent programvara
- Smarta funktioner (t.ex. programmerbar, dataprotokoll, fjärrkontroll)
- Enkel och säker att använda
- Lågt underhåll
- CIP (clean-in-place)
Sond-typ sonchester UIP6000hdT med trycksatt flödescell. En värme-/ kylmantel gör det möjligt att sonikera vid förhöjda eller sänkta temperaturer.
Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland
Hielscher ultraljudsapparater är välkända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel drift möjliggör en smidig integration av våra ultraljudsapparater i industriella anläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultraljudsapparater.
Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken och användarvänligheten. Naturligtvis är Hielscher ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.
Kontakta oss! / Fråga oss!
Litteratur / Referenser
- 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 tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer från labb till industriell storlek.
