Ультразвукова обробка рідиною та її застосування

Ультразвукові процеси обробки рідини включають ультразвукову емульгування, стерилізацію, дисперсію та гомогенізацію тощо. Ці ультразвукові процеси широко використовуються у виробництві та підготовці косметики та засобів особистої гігієни, фармацевтичних препаратів, наноматеріалів та паливної промисловості.

01

При змішуванні нем'язових рідин в емульсії, розмір крапель і розподіл є ключовими факторами стабільності емульсії. Ультразвукове обладнання для емульгування може виробляти дуже тонкі краплі та вузькі розміри. У більшості випадків ультразвукове обладнання може виробляти краплі субмірни при приготуванні емульсій пакетно або в рядку. На відміну від гомогенізаторів високого тиску, сили високого зсуву, що генеруються ультразвуковим обладнанням для емульгування, можуть емульгувати ще більш високі рідини в'язкості, такі як важке мазут (HFO). Деякі склади можуть вимагати додавання емульгаторів або стабілізаторів. При цьому факоемульсифікаційне обладнання також допомагає рівномірно змішати емульгатор.

Для багатьох галузей управління ростом бактерій і водоростей у воді є процесом, тісно пов'язаним з виробництвом. Ультразвукове обладнання для очищення води відоме своїм впливом на клітинну структуру, що викликає лізис клітин і загибель клітин, а також його потужність очищення внаслідок механічного удару. Крім того, за допомогою дуже простого, але ефективного кроку ультразвукової обробки, біоплівка, залишки можуть бути успішно видалені з резервуарів, бочок, контейнерів і навіть фільтрів. Високочастотна вібрація і сила зсуву кавітації, що генерується ультразвуковим обладнанням, усуває забруднення води та рідин. Залишки, що залишилися, легко змиваються без необхідності будь-яких забруднюючих очищувачів.

Частинки і навіть дисперсії можна легко отримати за допомогою ультразвуку. Ультразвукове обладнання може бути використане для виробництва мікро- і наномасштабної дрібномасштабної дисперсії та деполімеризації. Ультразвукове дисперсійне обладнання може розбити порошкові агломерати в рідинах, які звичайні мішалки та змішувачі з високим зсувом не можуть розбити. Сили зсуву високої кавітації розсіюють і гомогенізують агломеровані частинки, в результаті чого більш висока площа поверхні.

Розпад клітин або лізис є поширеним процесом щоденної підготовки зразків в біотехнологічних лабораторіях. Мета лізису полягає в тому, щоб знищити частину клітинної стінки або всю клітину, щоб випустити біомолекули. Так звані лазати можуть включати, наприклад, плазміди, аналізи рецепторів, білки, ДНК, РНК тощо. Наступними кроками після лізису є ізоляція, ізоляція органел або/або вилучення та збереження білка. Ультразвукове обладнання є загальним інструментом для успішного клітинного лізису та екстракції.

Мікробна інактивація є критичним процесом в харчовій обробці. У зв'язку зі зростаючим попитом на свіжі, м'яко оброблені продукти харчування, промисловість реагує на потреби клієнтів, замінюючи ізоляційні матеріали більш м'якими методами обробки. Так як мікроорганізми є основною причиною псування їжі, до них необхідно застосовувати методи консервації. Ультразвукове стерилізаційне обладнання - це нетермічна технологія, яка інактивує мікроорганізми в продукті для кращого збереження органолептичних властивостей, харчування та функціональності продукту. Перевага ультразвукової обробки в тому, що інтенсивність ультразвукової обробки може бути повністю контрольована, так що інактивація мікроорганізмів може бути проведена.

02

Для виробництва косметики змішування інгредієнтів є важливим кроком. Ультразвук високої потужності дозволяє дрібнозернисту гомогенізацію, дисперсію і емульгування, наприклад, для приготування кремів і лосьйонів, лаків для нігтів і косметики. Також добре відомі можливості ультразвуку для вилучення і збереження. Оскільки багато косметичних інгредієнтів, таких як ліпіди, білки, ароматичні сполуки або барвники з клітин, отримуються шляхом екстракції, ультразвукове обладнання є потенційним інструментом для деяких нових рецептур.

Загальні етапи обробки, такі як змішування та гомогенізація, екстракція, стабілізація та збереження, традиційні методи поступово замінюються інноваційними методами обробки, такими як ультразвукове лікування. Ультразвук є нетермічним методом обробки харчових продуктів. Перевагою ультразвукової обробки є її ніжна, швидка і чиста обробка, яка знижує втрату продукту і покращує якість їжі, зберігаючи свіжість і вітаміни.

Фармацевтична промисловість

Застосування ультразвукового обладнання у фармацевтичній промисловості різноманітне, такі як синтез хімічних сполук, екстракція активних сполук (наприклад феноли, флавоноїди з рослин), емульгування (емульсія лосьйонів, кремів і мазей), препарат ліпосом (інкапсуляція) або інактивовані вакцини вірусів і вірусних патогенів. У фармацевтичному виробництві використання ультразвукового обладнання може збільшити виробничі потужності за рахунок збільшення пропускної здатності. Промислове ультразвукове обладнання може використовуватися для великомасштабного фармацевтичного препарату у вигляді пакетних або безперервних процесів.

Наноматеріали

Фізичні властивості (такі як оптика і магнетизм, питоме тепло, температура плавлення і реактивність поверхні) наноматеріалів (таких як нанотрубки, графен, наноалмахи, кераміка, оксиди металів і т.д.) привернули багато уваги, як нові матеріали. Але чим менше частинки наноматеріалів, тим складніше з цим впоратися. Ультразвук високої потужності часто є єдиним способом ефективно впливати на наночастинки. Вплив ультразвуку потужності включає в себе широкий спектр застосувань в хімії матеріалів і розвитку, каталіз, електроніка, енергія, а також біології та медицини. Високопотучий ультразвуковий генератор є ефективним способом отримання бажаних наночастинок.