Xử lý chất lỏng bằng sóng siêu âm và ứng dụng của nó

Các quá trình xử lý chất lỏng bằng sóng siêu âm bao gồm siêu âm nhũ hóa, khử trùng, phân tán và đồng nhất, vv Các quá trình siêu âm này được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và điều chế mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân, dược phẩm, vật liệu nano và các ngành công nghiệp nhiên liệu.

01

Khi trộn chất lỏng không pha trộn thành nhũ tương, kích thước và sự phân bố của giọt là những yếu tố quan trọng trong độ ổn định của nhũ tương. Thiết bị nhũ hóa siêu âm có thể tạo ra các giọt rất mịn và kích thước hẹp. Trong hầu hết các trường hợp, thiết bị sonication có thể tạo ra các giọt nhỏ - micron khi chuẩn bị nhũ tương theo lô hoặc theo dòng -. Không giống như thiết bị đồng hóa áp suất cao, lực cắt cao tạo ra bởi thiết bị nhũ hóa siêu âm có thể nhũ hóa chất lỏng có độ nhớt cao hơn như dầu nhiên liệu nặng (HFO). Một số công thức có thể yêu cầu bổ sung chất nhũ hóa hoặc chất ổn định. Trong trường hợp này, thiết bị phacoemulsification cũng giúp trộn đều chất nhũ hóa.

Đối với nhiều ngành công nghiệp, kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn và tảo trong nước là một quá trình liên quan chặt chẽ đến sản xuất. Thiết bị xử lý nước bằng sóng siêu âm được biết đến với tác dụng lên cấu trúc tế bào gây ra sự ly giải tế bào và làm chết tế bào, cũng như khả năng làm sạch của nó do sốc cơ học. Hơn nữa, với một bước sonication rất đơn giản nhưng hiệu quả, màng sinh học, các chất cặn bã có thể được loại bỏ thành công khỏi bể, thùng, thùng chứa và thậm chí cả bộ lọc. Rung động tần số cao và lực cắt tạo ra bởi thiết bị siêu âm giúp loại bỏ sự nhiễm bẩn của nước và chất lỏng. Phần cặn còn lại có thể dễ dàng rửa sạch mà không cần bất kỳ chất tẩy rửa gây ô nhiễm nào.

Có thể dễ dàng thu được các hạt và thậm chí cả sự phân tán bằng sóng siêu âm. Thiết bị siêu âm có thể được sử dụng để sản xuất vi mô - và nano - phân tán và khử phân tán cặn mịn quy mô nano -. Thiết bị phân tán siêu âm có thể phá vỡ kết tụ bột trong chất lỏng mà máy khuấy thông thường và máy trộn lực cắt cao không thể phá vỡ. Lực cắt cavitation cao phân tán và đồng nhất các hạt kết tụ, dẫn đến diện tích bề mặt cao hơn.

Phân hủy hoặc ly giải tế bào là một quá trình phổ biến trong việc chuẩn bị mẫu hàng ngày trong các phòng thí nghiệm công nghệ sinh học. Mục tiêu của quá trình ly giải là phá hủy một phần thành tế bào hoặc toàn bộ tế bào để giải phóng các phân tử sinh học. Vì vậy, - được gọi là lysate có thể bao gồm, ví dụ, plasmid, xét nghiệm thụ thể, protein, DNA, RNA, và những thứ tương tự. Các bước tiếp theo sau khi ly giải là phân lập, phân lập bào quan hoặc / và chiết xuất và bảo quản protein. Thiết bị siêu âm là một công cụ phổ biến để tách và chiết tế bào thành công.

Quá trình khử hoạt tính của vi sinh vật là một quá trình quan trọng trong chế biến thực phẩm. Do nhu cầu ngày càng tăng đối với thực phẩm tươi sống, chế biến nhẹ, ngành công nghiệp đang đáp ứng nhu cầu của khách hàng bằng cách thay thế các vật liệu cách nhiệt bằng các phương pháp chế biến nhẹ nhàng hơn. Vì vi sinh vật là nguyên nhân chính gây hư hỏng thực phẩm nên phải áp dụng các kỹ thuật bảo quản đối với chúng. Thiết bị khử trùng bằng sóng siêu âm là công nghệ nhiệt phi - làm bất hoạt vi sinh vật trong sản phẩm để bảo toàn tốt hơn các đặc tính cảm quan, dinh dưỡng và chức năng của sản phẩm. Ưu điểm của sonication là cường độ của sonication có thể được kiểm soát hoàn toàn, do đó có thể thực hiện việc vô hiệu hóa vi sinh vật.

02

Đối với quá trình sản xuất mỹ phẩm, việc pha trộn các nguyên liệu là công đoạn vô cùng cần thiết. Công suất siêu âm - cao cho phép đồng nhất, phân tán và nhũ hóa hạt - mịn, ví dụ như để điều chế kem và kem dưỡng da, sơn móng tay và mỹ phẩm. Khả năng chiết xuất và bảo quản của sóng siêu âm cũng được biết đến nhiều. Vì nhiều thành phần mỹ phẩm như lipid, protein, hợp chất thơm hoặc chất tạo màu từ tế bào thu được bằng cách chiết xuất, thiết bị siêu âm là một công cụ tiềm năng cho một số công thức mới.

Các bước xử lý thông thường, chẳng hạn như trộn và đồng nhất, chiết xuất, ổn định và bảo quản, các phương pháp truyền thống dần được thay thế bằng các kỹ thuật xử lý sáng tạo như xử lý siêu âm. Siêu âm là một phương pháp chế biến thực phẩm bằng nhiệt không -. Lợi ích của sonication là chế biến nhẹ nhàng, nhanh chóng và sạch sẽ, giúp giảm thất thoát sản phẩm và cải thiện chất lượng thực phẩm bằng cách bảo quản độ tươi và vitamin.

Ngành công nghiệp dược phẩm

Các ứng dụng của thiết bị siêu âm trong ngành dược phẩm rất đa dạng, chẳng hạn như tổng hợp các hợp chất hóa học, chiết xuất các hợp chất hoạt động (ví dụ như phenol, flavonoid từ thực vật), nhũ tương hóa (nhũ tương của kem dưỡng da, kem và thuốc mỡ), liposome chuẩn bị (đóng gói) hoặc bất hoạt vắc xin vi rút và mầm bệnh vi rút. Trong sản xuất dược phẩm, việc sử dụng thiết bị siêu âm có thể tăng năng lực sản xuất bằng cách tăng thông lượng. Thiết bị siêu âm công nghiệp có thể được sử dụng để bào chế dược phẩm quy mô lớn - ở dạng quy trình hàng loạt hoặc liên tục.

Vật liệu nano

Các tính chất vật lý (chẳng hạn như quang học và từ tính, nhiệt riêng, điểm nóng chảy và khả năng phản ứng bề mặt) của vật liệu nano (như ống nano, graphene, kim cương nano, gốm sứ, oxit kim loại, v.v.) đã thu hút nhiều sự chú ý như các vật liệu mới nổi. Nhưng các hạt vật liệu nano càng nhỏ thì càng khó xử lý. Siêu âm công suất cao - thường là cách duy nhất để tác động hiệu quả đến các hạt nano. Tác động của siêu âm công suất bao gồm nhiều ứng dụng trong hóa học và phát triển vật liệu, xúc tác, điện tử, năng lượng, sinh học và y học. Máy phát siêu âm công suất - công suất cao là một cách hiệu quả để thu được các hạt nano mong muốn.