Υπερήχων υγρή επεξεργασία και την εφαρμογή της

Υπερήχων υγρές διαδικασίες επεξεργασίας περιλαμβάνουν υπερήχων γαλακτωματοποίηση, αποστείρωση, διασπορά και ομογενοποίηση, κλπ. Αυτές οι υπερηχητικές διαδικασίες χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή και την προετοιμασία καλλυντικών και προϊόντων προσωπικής φροντίδας, φαρμακευτικών προϊόντων, νανοϋλικών και βιομηχανιών καυσίμων.

01

Κατά την ανάμειξη ανεπίτρεπτων υγρών σε γαλακτώματα, το μέγεθος των σταγονιδίων και η κατανομή είναι βασικοί παράγοντες σταθερότητας γαλακτώματος. Υπερήχων εξοπλισμός γαλακτωματοποίησης μπορεί να παράγει πολύ λεπτά σταγονίδια και στενά μεγέθη. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ο εξοπλισμός κατεργασίας με υπερήχους μπορεί να παράγει σταγονίδια υπο-μικρονίων κατά την προετοιμασία γαλακτωμάτων ομαδά ή σε σειρά. Σε αντίθεση με τους ομογενοποιητές υψηλής πίεσης, οι υψηλές δυνάμεις διάτμησης που παράγονται από τον εξοπλισμό γαλακτωματοποίησης υπερήχων μπορούν να γαλακτωματοποιήσουν ακόμη υψηλότερα υγρά ιξώδους όπως το βαρύ μαζούτ (HFO). Ορισμένα σκευάσματα μπορεί να απαιτούν την προσθήκη γαλακτωματοποιητών ή σταθεροποιητών. Σε αυτή την περίπτωση, ο εξοπλισμός phacoemulsification βοηθά επίσης να αναμειγνύεται ομοιόμορφα ο γαλακτωματοποιητής.

Για πολλές βιομηχανίες, ο έλεγχος της ανάπτυξης βακτηρίων και φυκών στο νερό είναι μια διαδικασία στενά συνδεδεμένη με την παραγωγή. Ο εξοπλισμός επεξεργασίας νερού υπερήχων είναι γνωστός για την επίδρασή του στη δομή των κυττάρων προκαλώντας κυτταρική λύση και κυτταρικό θάνατο, καθώς και για την καθαριστική του ισχύ λόγω μηχανικού σοκ. Επιπλέον, με ένα πολύ απλό αλλά αποτελεσματικό βήμα κατεργασίας με υπερήχους, βιοφίλμ, τα υπολείμματα μπορούν να αφαιρεθούν με επιτυχία από δεξαμενές, βαρέλια, δοχεία και ακόμη και φίλτρα. Η δύναμη διάτμησης κραδασμών και σπηλαίωσης υψηλής συχνότητας που παράγεται από τον εξοπλισμό υπερήχων εξαλείφει τη μόλυνση του νερού και των υγρών. Το υπόλοιπο υπόλειμμα ξεπλένεται εύκολα χωρίς την ανάγκη για καθαριστικά ρύπου.

Τα σωματίδια και ακόμη και οι διασπορές μπορούν εύκολα να ληφθούν με υπερήχους. Ο υπερηχητικός εξοπλισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή διασποράς και αποπολυμεριοποίησης μικρής και νανοκλίμασης. Ο υπερηχητικός εξοπλισμός διασποράς μπορεί να διαλύσει τα συσσωματώματα σκόνης σε υγρά που οι συμβατικοί αναδευτήρες και οι αναμικτήρες υψηλής διάτμησης δεν μπορούν να σπάσουν. Οι υψηλές δυνάμεις κουράς σπηλαίωσης διασκορπίζουν και ομογενοποιούν τα συσσωματωμένα σωματίδια, με αποτέλεσμα υψηλότερη επιφάνεια.

Η αποσύνθεση ή η λύση των κυττάρων είναι μια κοινή διαδικασία στην καθημερινή προετοιμασία δειγμάτων σε εργαστήρια βιοτεχνολογίας. Ο στόχος της λύσης είναι να καταστρέψει μέρος του κυτταρικού τοιχώματος ή ολόκληρο το κύτταρο για να απελευθερώσει βιομόρια. Τα λεγόμενα λυσατικά μπορεί να περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, πλασμίδες, αναχαιτίδες υποδοχέων, πρωτεΐνες, DNA, RNA και παρόμοια. Τα επόμενα βήματα μετά τη λύση είναι η απομόνωση, η απομόνωση των οργανιδίων ή/και η εκχύλιση και διατήρηση πρωτεϊνών. Υπερήχων εξοπλισμός είναι ένα κοινό εργαλείο για την επιτυχή λύση των κυττάρων και εκχύλιση.

Η μικροβιακή αδρανοποίηση είναι μια κρίσιμη διαδικασία στην επεξεργασία τροφίμων. Λόγω της αυξανόμενης ζήτησης για φρέσκα, ήπια επεξεργασμένα τρόφιμα, ο κλάδος ανταποκρίνεται στις ανάγκες των πελατών αντικαθιστώντας τα μονωτικά υλικά με ηπιότερες μεθόδους επεξεργασίας. Δεδομένου ότι οι μικροοργανισμοί είναι η κύρια αιτία αλλοίωσης των τροφίμων, πρέπει να εφαρμόζονται τεχνικές συντήρησης σε αυτούς. Ο εξοπλισμός αποστείρωσης υπερήχων είναι μια μη θερμική τεχνολογία που αδρανοποιεί μικροοργανισμούς σε ένα προϊόν για την καλύτερη διατήρηση των οργανοληπτικών ιδιοτήτων, της διατροφής και της λειτουργικότητας του προϊόντος. Το πλεονέκτημα της κατεργασίας με υπερήχους είναι ότι η ένταση της κατεργασίας με υπερήχους μπορεί να ελεγχθεί πλήρως, έτσι ώστε να μπορεί να πραγματοποιηθεί η αδρανοποίηση των μικροοργανισμών.

02

Για την παραγωγή καλλυντικών, η ανάμιξη των συστατικών είναι ένα ουσιαστικό βήμα. Ο υπέρηχος υψηλής ισχύος επιτρέπει την ομογενοποίηση, τη διασπορά και την γαλακτωματοποίηση, π.χ. για την παρασκευή κρεμών και λοσιόν, βερνικιών νυχιών και καλλυντικών. Οι δυνατότητες του υπερήχου για εκχύλιση και συντήρηση είναι επίσης γνωστές. Δεδομένου ότι πολλά καλλυντικά συστατικά όπως λιπίδια, πρωτεΐνες, αρωματικές ενώσεις ή χρωστικές ουσίες από κύτταρα λαμβάνονται με εκχύλιση, ο εξοπλισμός υπερήχων είναι ένα πιθανό εργαλείο για ορισμένα νέα σκευάσματα .

Τα κοινά στάδια επεξεργασίας, όπως η ανάμειξη και η ομογενοποίηση, η εκχύλιση, η σταθεροποίηση και η συντήρηση, οι παραδοσιακές μέθοδοι αντικαθίστανται σταδιακά από καινοτόμες τεχνικές επεξεργασίας όπως η υπερηχητική θεραπεία. Ο υπέρηχος είναι μια μη θερμική μέθοδος επεξεργασίας τροφίμων. Το όφελος της κατεργασίας με υπερήχους είναι η ήπια, γρήγορη και καθαρή επεξεργασία της, η οποία μειώνει την απώλεια προϊόντων και βελτιώνει την ποιότητα των τροφίμων διατηρώντας τη φρεσκάδα και τις βιταμίνες.

Φαρμακοβιομηχανία

Οι εφαρμογές του εξοπλισμού υπερήχων στη φαρμακευτική βιομηχανία είναι ποικίλες, όπως η σύνθεση χημικών ενώσεων, η εκχύλιση δραστικών ενώσεων (π.χ. φαινόλες, φλαβονοειδή από φυτά), η γαλακτωματοποίηση (γαλάκτωμα λοσιόν, κρέμες και αλοιφές), η προετοιμασία λιποσωμάτων (ενθυλάκωση) ή αδρανοποιημένα εμβόλια ιών και ιογενών παθογόνων παραγόντων. Στη φαρμακευτική παραγωγή, η χρήση εξοπλισμού υπερήχων μπορεί να αυξήσει την παραγωγική ικανότητα αυξάνοντας την απόδοση. Ο βιομηχανικός εξοπλισμός υπερήχων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεγάλης κλίμακας φαρμακευτικό παρασκεύασμα με τη μορφή παρτίδων ή συνεχών διεργασιών.

Νανοϋλικά

Οι φυσικές ιδιότητες (όπως η οπτική και ο μαγνητισμός, η συγκεκριμένη θερμότητα, το σημείο τήξης και η επιφανειακή αντιδραστικότητα) των νανοϋλικών (όπως νανοσωλήνες, γραφένιο, νανοδιαμοντές, κεραμικά, οξείδια μετάλλων κ.λπ.) έχουν προσελκύσει μεγάλη προσοχή ως αναδυόμενα υλικά. Αλλά όσο μικρότερα είναι τα σωματίδια των νανοϋλικών, τόσο πιο δύσκολο είναι να το χειριστείς. Ο υπέρηχος υψηλής ισχύος είναι συχνά ο μόνος τρόπος για να επηρεάσει αποτελεσματικά τα νανοσωματίδια. Ο αντίκτυπος του υπερήχου ισχύος περιλαμβάνει μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών στη χημεία και ανάπτυξη υλικών, την κατάλυση, την ηλεκτρονική, την ενέργεια και τη βιολογία και την ιατρική. Μια γεννήτρια υπερήχων υψηλής ισχύος είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για να αποκτήσετε τα επιθυμητά νανοσωματίδια.