Ultrazvučni tretman tekućinom i njegova primjena

Procesi ultrazvučnog tretmana tečnosti uključuju ultrazvučnu emulzifikaciju, sterilizaciju, disperziju i homogenizaciju, itd. Ovi ultrazvučni procesi se široko koriste u proizvodnji i pripremi kozmetike i proizvoda za ličnu njegu, farmaceutskih proizvoda, nanomaterijala i industrije goriva.

01

Prilikom miješanja tekućina koje se ne miješaju u emulzije, veličina i distribucija kapljica su ključni faktori stabilnosti emulzije. Ultrazvučna oprema za emulziju može proizvesti vrlo fine kapljice i uskih veličina. U većini slučajeva, oprema za obradu ultrazvukom može proizvesti kapljice ispod - mikrona kada se pripremaju emulzije u serijama ili u liniji -. Za razliku od homogenizatora visokog pritiska, velike sile smicanja koje generiše ultrazvučna oprema za emulziju mogu emulgovati čak i tečnosti većeg viskoziteta kao što je teško loživo ulje (HFO). Neke formulacije mogu zahtijevati dodavanje emulgatora ili stabilizatora. U ovom slučaju, oprema za fakoemulzifikaciju također pomaže u ravnomjernom miješanju emulgatora.

Za mnoge industrije, kontrola rasta bakterija i algi u vodi je proces usko povezan s proizvodnjom. Ultrazvučna oprema za tretman vode poznata je po svom učinku na ćelijsku strukturu koja uzrokuje ćelijsku lizu i ćelijsku smrt, kao i po svojoj moći čišćenja uslijed mehaničkog udara. Nadalje, uz vrlo jednostavan, ali efikasan korak ultrazvučne obrade, biofilm, ostaci se mogu uspješno ukloniti iz rezervoara, buradi, kontejnera, pa čak i filtera. Visokofrekventne vibracije i kavitacija koje stvara ultrazvučna oprema eliminišu kontaminaciju vode i tečnosti. Preostali ostaci se lako ispiru bez potrebe za bilo kakvim kontaminirajućim sredstvima za čišćenje.

Čestice, pa čak i disperzije mogu se lako dobiti ultrazvukom. Ultrazvučna oprema se može koristiti za proizvodnju mikro - i nano - fine disperzije i depolimerizacije razmjera -. Ultrazvučna oprema za disperziju može razbiti aglomerate praha u tekućinama koje konvencionalne miješalice i mikseri sa visokim smicanjem ne mogu razbiti. Visoke smične sile kavitacije raspršuju i homogeniziraju aglomerirane čestice, što rezultira većom površinom.

Dezintegracija ili liza ćelija uobičajen je proces u svakodnevnoj pripremi uzoraka u biotehnološkim laboratorijama. Cilj lize je uništavanje dijela stanične stijenke ili cijele stanice kako bi se oslobodile biomolekule. Tako - zvani lizati mogu uključivati, na primjer, plazmide, testove receptora, proteine, DNK, RNK i slično. Sljedeći koraci nakon lize su izolacija, izolacija organela ili/ili ekstrakcija i konzervacija proteina. Ultrazvučna oprema je uobičajeno sredstvo za uspješnu lizu i ekstrakciju ćelija.

Mikrobna inaktivacija je kritičan proces u preradi hrane. Zbog sve veće potražnje za svježom, blago prerađenom hranom, industrija odgovara na potrebe kupaca zamjenom izolacijskih materijala blažim metodama obrade. Budući da su mikroorganizmi glavni uzrok kvarenja hrane, na njih se moraju primijeniti tehnike konzerviranja. Oprema za ultrazvučnu sterilizaciju je termička tehnologija koja nije - koja inaktivira mikroorganizme u proizvodu radi boljeg očuvanja organoleptičkih svojstava, ishrane i funkcionalnosti proizvoda. Prednost ultrazvučne obrade je u tome što se intenzitet ultrazvuka može u potpunosti kontrolirati, tako da se može izvršiti inaktivacija mikroorganizama.

02

Za proizvodnju kozmetike, miješanje sastojaka je bitan korak. Ultrazvuk velike snage - omogućava fino zrnastu homogenizaciju, disperziju i emulzifikaciju -, npr. za pripremu krema i losiona, lakova za nokte i kozmetike. Mogućnosti ultrazvuka za ekstrakciju i konzervaciju su također dobro poznate. Budući da se mnogi kozmetički sastojci kao što su lipidi, proteini, aromatična jedinjenja ili boje iz ćelija dobijaju ekstrakcijom, ultrazvučna oprema je potencijalno sredstvo za neke nove formulacije.

Uobičajeni koraci obrade, kao što su miješanje i homogenizacija, ekstrakcija, stabilizacija i konzerviranje, tradicionalne metode postepeno se zamjenjuju inovativnim tehnikama obrade kao što je ultrazvučni tretman. Ultrazvuk je metoda termičke obrade hrane koja nije -. Prednost ultrazvučne obrade je njegova nježna, brza i čista obrada, koja smanjuje gubitak proizvoda i poboljšava kvalitetu hrane očuvanjem svježine i vitamina.

Farmaceutska industrija

Primene ultrazvučne opreme u farmaceutskoj industriji su raznovrsne, kao što su sinteza hemijskih jedinjenja, ekstrakcija aktivnih jedinjenja (npr. fenoli, flavonoidi iz biljaka), emulgiranje (emulzija losiona, krema i masti), priprema liposoma (inkapsulacija) ili inaktivacija vakcine protiv virusa i virusnih patogena. U farmaceutskoj proizvodnji, upotreba ultrazvučne opreme može povećati proizvodni kapacitet povećanjem propusnosti. Industrijska ultrazvučna oprema može se koristiti za farmaceutske pripreme velikih razmjera - u obliku šaržnih ili kontinuiranih procesa.

Nanomaterijali

Fizička svojstva (kao što su optika i magnetizam, specifična toplina, tačka topljenja i površinska reaktivnost) nanomaterijala (kao što su nanocijevi, grafen, nanodijamanti, keramika, metalni oksidi, itd.) privukla su veliku pažnju kao materijali u nastajanju. Ali što su manje čestice nanomaterijala, to je teže rukovati njima. Ultrazvuk velike snage - često je jedini način da se efikasno utiče na nanočestice. Utjecaj ultrazvuka snage uključuje širok spektar primjena u hemiji materijala i razvoju, katalizi, elektronici, energiji, biologiji i medicini. Ultrazvučni generator velike snage - je efikasan način za dobijanje željenih nanočestica.