Mano-Termo-Sonikasyon: Ultrasonik İşlemede Sinerjiler
Sonikasyon; gıda, ilaç, biyoloji, kimya ve malzeme bilimi alanlarında homojenizasyon, emülsifikasyon, dispersiyon, ekstraksiyon ve muhafaza gibi çok sayıda uygulamada kullanılan, ısıl olmayan bir işleme tekniğidir. Tek başına ultrason kullanımı çok verimli bir işleme yöntemidir ve işleme görevlerini kısa bir uygulamayla etkili biçimde tamamlar – özellikle alternatif tekniklerle karşılaştırıldığında. Basınç ve/veya ısı ile birleştirildiğinde, bu uygulama biçimleri arasındaki sinerjiler sonikasyon sürecini yoğunlaştırabilir. Mano-sonikasyon ve mano-termo-sonikasyon hakkında daha fazla bilgi edinin ve bu işleme tekniklerinin üretiminizi nasıl iyileştirebileceğini keşfedin!
Isıl Olmayan Bir İşleme Tekniği Olarak Sonikasyon
Prob tipi sonikasyon, öncelikle gıda, ilaç ve biyolojik uygulamalarda kullanılan, ısıl olmayan bir işleme yöntemidir. Sonikatörlerin tipik uygulamaları arasında homojenizasyon, karıştırma, emülsifikasyon, biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyonu ve etkin maddelerin enkapsülasyonu bulunur. İşleme için ısıya dayanan geleneksel ısıl yöntemlerin aksine, prob tipi sonikasyon çeşitli etkiler elde etmek için mekanik dalgalar üretir. Sonikasyon yöntemi uygulandığında ortamda akustik veya ultrasonik kavitasyon kabarcıkları oluşur. Ultrasonik kavitasyon; parçacıkları, damlacıkları ve hücresel yapıları parçalayan, yoğun karıştırma sağlayan ve böylece homojen karıştırma, bitkisel ekstraksiyon veya lipozomal enkapsülasyon gibi çok çeşitli süreçlere yardımcı olan güçlü kuvvetler oluşturur.
Paslanmaz çelikten yapılmış kapalı kesikli reaktör, UIP2000hdT sonikatörü (2kW, 20kHz) ile donatılmıştır.
Ultrasonik İşlemede Sinerjik Etkiler
Termo-Sonikasyon, Mano-Sonikasyon ve Mano-Termo-Sonikasyon; özellikle gıda, ilaç ve biyolojik süreçler alanlarında çeşitli uygulamalar için ultrasonik dalgalardan yararlanan proses teknikleridir.
Hem Mano-Sonikasyon hem de Termo-Mano-Sonikasyon, çeşitli süreçlerde ultrasonik dalgaların ve sıcaklığın sinerjik etkilerini öne çıkararak gıda, ilaç ve biyolojik sistemlerdeki uygulamalar için verimli ve seçici yöntemler sunar.
Termo-Sonikasyon
Tanım: Termo-sonikasyon, özellikle malzeme bilimi ve kimya alanlarında çeşitli uygulamalar için hem ısıl hem de ultrasonik etkileri birleştiren bir süreci ifade eder. Mano-Sonikasyon, bir maddeye veya malzemeye ultrasonik dalgaların ve ısının eş zamanlı olarak uygulanmasını içerir. Tipik bir uygulama; süt, sıvı yumurta veya içecekler gibi sıvı gıdaların pastörizasyonudur. Yalnızca ısıyla pastörizasyon çok yüksek sıcaklıklar gerektirirken, ultrason ve ısının birleşimi besin öğelerini ve aromaları koruyarak daha düşük sıcaklıkların kullanılmasına olanak tanır.
Mano-Sonikasyon
Tanım: Mano-Sonikasyon, bir ortama ultrasonik dalgaların ve basıncın eş zamanlı olarak uygulanmasını içerir.
Ultrasonik dalgalar; mikro kabarcık oluşumu, şok dalgaları ve sıvı akımlarıyla karakterize edilen akustik kavitasyonu tetikler. Ultrason ve basıncın birleşimi, kavitasyonun parçalayıcı etkilerini artırarak parçacık deaglomerasyonu, hücre parçalama, emülsifikasyon ve ekstraksiyon gibi süreçleri kolaylaştırır.
Mano-Termo-Sonikasyon
Tanım: Mano-termo-sonikasyon (MTS) veya Termo-Mano-Sonikasyon, basıncın, ısının ve güç ultrasonunun etkilerini verimli biçimde birleştiren bir teknolojidir. Yüksek basınç altında ultrasonik ve ısıl işlemenin faydalarını birleştiren mano-termo-sonikasyon, özellikle gıda, ilaç ve malzeme bilimi alanlarında kullanılan, son derece verimli bir işleme tekniğidir. Fiziksel kuvvetlerin bu birleşimi süreçleri önemli ölçüde yoğunlaştırır ve benzersiz sonuçlar elde eder.
Yüksek basınç altında kavitasyon kabarcıklarının patlaması çok daha şiddetli ve yoğun hale gelir.
Sonikasyon sırasında kontrollü ısıtma, önemli bir ısıl bozunmaya neden olmadan etkili işlemeye olanak tanır. Isı, süreç için faydalı olan ve işlenen maddelere ve malzemelere zarar vermeyen uygun sıcaklık düzeyini sağlayacak şekilde ayarlanabilir.
Mano-termo-sonikasyonun ölçek büyütmesi: laboratuvar ekipmanı UIP1000hdT (A) ile pilot ölçekli ekipman UIP4000hdT (B, C ve D) arasında. D görselinde, FC100K ultrasonik akış hücresinin enine kesiti şematik olarak gösterilmiştir.
görsel ve çalışma: ©Vernès et al. 2019
Çalışma Mekanizması: Isıl Olmayan İşleme İçin Güç Ultrasonu ve Akustik Kavitasyon
Ultrasonik olarak oluşturulan kavitasyon, sıvı içinde mikroskobik kabarcıkların oluşmasını, büyümesini ve çökmesini içerir. Bu kabarcıklar çökerken şok dalgaları ve mikro jetler biçiminde enerji açığa çıkarır. Bu mekanik enerji, yüksek sıcaklıklara dayanmadan hücre parçalama, emülsifikasyon ve parçacık boyutunu küçültme gibi süreçlerde kullanılır.
Gıda, ilaç ve biyolojik malzemeler bağlamında prob tipi sonikasyon; daha kısa işleme süresi, ısıya duyarlı bileşiklerin korunması ve hassas yapıların en az düzeyde zarar görmesi gibi çeşitli avantajlar sunar. Bu tekniğin ısıl olmayan niteliği, bu uygulamalarda biyoaktif bileşiklerin, enzimlerin ve diğer hassas bileşenlerin bütünlüğünün korunmasına yardımcı olur; bu da ilaç, gıda ve besin takviyesi üretiminde kritik önem taşır.
Proses Yoğunlaştırma İçin Yüksek Performanslı Sonikatörler
Hielscher Ultrasonics, sıvıların ısıl olmayan yöntemlerle işlenmesinin yanı sıra mano-sonikasyon, termo-sonikasyon ve termo-mano-sonikasyon için prob tipi sonikatörler tasarlar, üretir ve tedarik eder. Hielscher Ultrasonics şirketinin kapsamlı ürün portföyü, uygulamanız için en uygun ultrasonik işlemciyi sunar. İster küçük viyallere veya laboratuvar beherlerine sonikasyon uygulamanız gereksin, ister pilot ölçekte işlem yapmak ya da büyük hacimli akışları sürekli olarak işleyerek üretim yapmak isteyin, Hielscher işleme gereksinimleriniz için ideal sonikatöre sahiptir!
Isıtma veya soğutma ceketleriyle donatılmış, basınçlandırılabilir reaktörler ve akış hücreleri; güç ultrasonu, basınç ve/veya ısı arasındaki sinerjilerden sorunsuz biçimde yararlanmaya olanak tanır.
Laboratuvar ve Üretim İçin Hielscher Sonikatörleri Hakkında Daha Fazla Bilgi Edinin!
- yüksek verimlilik
- en ileri teknoloji
- güvenilirlik ve dayanıklılık
- ayarlanabilir, hassas proses kontrolü
- kesikli ve hat içi işleme
- her hacim için
- akıllı yazılım
- akıllı özellikler (ör. programlanabilirlik, veri kaydı, uzaktan kontrol)
- kolay ve güvenli kullanım
- az bakım gereksinimi
- CIP (yerinde temizlik)
Prob tipi UIP6000hdT sonikatörü , basınçlandırılabilir akış hücresi ile birlikte. Isıtma/soğutma ceketi, yükseltilmiş veya düşürülmüş sıcaklıklarda sonikasyon uygulanmasına olanak tanır.
Tasarım, Üretim ve Danışmanlık – Almanya’da Üretilen Kalite
Hielscher sonikatörleri, en yüksek kalite ve tasarım standartlarıyla tanınır. Dayanıklılık ve kolay kullanım, sonikatörlerimizin endüstriyel tesislere sorunsuz biçimde entegre edilmesini sağlar. Hielscher sonikatörleri, zorlu koşulların ve yüksek gereksinimler getiren ortamların kolaylıkla üstesinden gelir.
Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikalı bir şirkettir ve en ileri teknolojiye ve kullanıcı dostu özelliklere sahip yüksek performanslı sonikatörlere özel önem verir. Elbette Hielscher sonikatörleri CE uyumludur ve UL, CSA ve RoHs gerekliliklerini karşılar.
Bizimle İletişime Geçin! / Bize Sorun!
Literatür / Kaynaklar
- 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, yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörleri laboratuvar ölçeğinden endüstriyel ölçeğe kadar üretir.
