Siêu âm kết hợp áp suất và nhiệt: Hiệu ứng hiệp đồng trong xử lý bằng siêu âm

Xử lý bằng siêu âm là một kỹ thuật xử lý không dùng nhiệt, được sử dụng cho nhiều ứng dụng như đồng nhất hóa, nhũ hóa, phân tán, chiết xuất và bảo quản trong ngành thực phẩm, dược phẩm, sinh học, hóa học và khoa học vật liệu. Chỉ riêng việc sử dụng siêu âm đã là một phương pháp xử lý rất hiệu quả, hoàn thành tốt các công đoạn xử lý trong thời gian ngắn – đặc biệt khi so sánh với các kỹ thuật thay thế. Khi kết hợp với áp suất và/hoặc nhiệt, hiệu ứng hiệp đồng giữa các hình thức xử lý này có thể tăng cường quá trình xử lý bằng siêu âm. Hãy tìm hiểu thêm về siêu âm kết hợp áp suất và siêu âm kết hợp áp suất và nhiệt, đồng thời khám phá cách các kỹ thuật xử lý này có thể cải thiện hoạt động sản xuất của bạn!

Siêu âm như một kỹ thuật xử lý không dùng nhiệt

Xử lý bằng siêu âm dạng đầu dò là một phương pháp xử lý không dùng nhiệt, chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng thực phẩm, dược phẩm và sinh học. Các ứng dụng điển hình của thiết bị siêu âm bao gồm đồng nhất hóa, trộn, nhũ hóa, chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học và bao gói hoạt chất. Khác với các phương pháp nhiệt truyền thống dựa vào nhiệt để xử lý, siêu âm dạng đầu dò tạo ra sóng cơ học để đạt được nhiều hiệu ứng khác nhau. Khi áp dụng phương pháp xử lý bằng siêu âm, các bọt xâm thực âm học hoặc siêu âm được tạo ra trong môi trường. Hiện tượng xâm thực siêu âm tạo ra các lực mạnh làm vỡ các hạt, giọt và cấu trúc tế bào, tạo khả năng trộn mạnh và nhờ đó hỗ trợ nhiều quá trình như trộn đồng nhất, chiết xuất thực vật hoặc bao gói trong liposome.

Cơ chế hoạt động: Siêu âm công suất cao và xâm thực âm học để xử lý không dùng nhiệt

Hiện tượng xâm thực do siêu âm tạo ra bao gồm sự hình thành, phát triển và sụp đổ của các bọt cực nhỏ trong chất lỏng. Khi các bọt này sụp đổ, chúng giải phóng năng lượng dưới dạng sóng xung kích và các vi tia chất lỏng. Năng lượng cơ học này được sử dụng cho các quá trình như phá vỡ tế bào, nhũ hóa và giảm kích thước hạt mà không phụ thuộc vào nhiệt độ cao.

Trong lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm và vật liệu sinh học, xử lý bằng siêu âm dạng đầu dò mang lại nhiều lợi ích như rút ngắn thời gian xử lý, bảo toàn các hợp chất nhạy nhiệt và giảm thiểu tổn hại đối với các cấu trúc dễ bị hư hại. Bản chất không dùng nhiệt của kỹ thuật này giúp duy trì tính toàn vẹn của các hợp chất có hoạt tính sinh học, enzyme và các thành phần nhạy cảm khác trong những ứng dụng này, điều rất cần thiết trong sản xuất dược phẩm, thực phẩm và thực phẩm bổ sung dinh dưỡng.

Thiết bị siêu âm hiệu suất cao để tăng cường quá trình

Hielscher Ultrasonics thiết kế, sản xuất và cung cấp thiết bị siêu âm dạng đầu dò để xử lý chất lỏng không dùng nhiệt cũng như để xử lý bằng siêu âm kết hợp áp suất, siêu âm kết hợp nhiệt và siêu âm kết hợp nhiệt và áp suất. Danh mục sản phẩm phong phú của Hielscher Ultrasonics cung cấp thiết bị xử lý bằng siêu âm tối ưu cho ứng dụng của bạn. Dù bạn cần xử lý bằng siêu âm trong các lọ nhỏ hoặc cốc thí nghiệm, muốn xử lý ở quy mô thí điểm hay sản xuất liên tục với các dòng có thể tích lớn, Hielscher đều có thiết bị siêu âm lý tưởng cho yêu cầu xử lý của bạn!
Các thiết bị phản ứng và buồng dòng chảy có thể tăng áp, được trang bị áo gia nhiệt hoặc làm mát, cho phép khai thác thuận tiện hiệu ứng hiệp đồng giữa siêu âm công suất cao, áp suất và/hoặc nhiệt.
Đọc thêm về thiết bị siêu âm Hielscher dành cho phòng thí nghiệm và sản xuất!
 

Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng sản xuất tại Đức

Các thiết bị siêu âm Hielscher nổi tiếng với chất lượng và tiêu chuẩn thiết kế cao nhất. Độ bền cao và khả năng vận hành dễ dàng cho phép tích hợp thuận lợi các thiết bị siêu âm của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Các thiết bị siêu âm Hielscher dễ dàng đáp ứng những điều kiện khắc nghiệt và môi trường có yêu cầu cao.

Hielscher Ultrasonics là một công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt chú trọng đến các thiết bị siêu âm hiệu suất cao có công nghệ tiên tiến nhất và thân thiện với người dùng. Tất nhiên, các thiết bị siêu âm Hielscher tuân thủ CE và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.

Tài liệu / Tài liệu tham khảo

• 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.