Ultraskaņas šķidruma apstrāde un tās pielietojums

Ultraskaņas šķidruma apstrādes procesi ietver ultraskaņas emulgāciju, sterilizāciju, dispersiju un homogenizāciju utt. Šie ultraskaņas procesi tiek plaši izmantoti kosmētikas un personīgās higiēnas līdzekļu, farmaceitisko līdzekļu, nanomateriālu un degvielas rūpniecības ražošanā un sagatavošanā.

01

Sajaucot nesajaucamus šķidrumus emulsijās, pilienu izmērs un sadalījums ir galvenie emulsijas stabilitātes faktori. Ultraskaņas emulgācijas iekārtas var ražot ļoti smalkus pilienus un šaurus izmērus. Vairumā gadījumu ultraskaņas apstrādes iekārtas var ražot sub-mikronu pilienus, sagatavojot emulsijas pa pusei vai tiešsaistē. Atšķirībā no augstspiediena homogenizatoriem, ultraskaņas emulgācijas iekārtu radītie augstie bīdes spēki var emulģēt vēl augstākus viskozitātes šķidrumus, piemēram, mazutu (HFO). Dažiem preparātiem var būt nepieciešams pievienot emulgatorus vai stabilizatorus. Šajā gadījumā phacoemulsification iekārtas arī palīdz vienmērīgi sajaukt emulgatoru.

Daudzās nozarēs baktēriju un aļģu augšanas kontrole ūdenī ir process, kas cieši saistīts ar ražošanu. Ultraskaņas ūdens attīrīšanas iekārtas ir pazīstamas ar savu ietekmi uz šūnu struktūru, kas izraisa šūnu sabrukšanu un šūnu nāvi, kā arī tās tīrīšanas jaudu mehāniskā šoka dēļ. Turklāt ar ļoti vienkāršu, bet efektīvu ultraskaņas apstrādes soli bioplēve, atliekas var veiksmīgi noņemt no tvertnēm, mucām, konteineriem un pat filtriem. Ultraskaņas iekārtas radītais augstfrekvences vibrācijas un kavitācijas bīdes spēks novērš ūdens un šķidrumu piesārņojumu. Atlikušo atlikumu var viegli noskalot, neprasot piesārņojošus tīrīšanas līdzekļus.

Daļiņas un pat dispersijas var viegli iegūt ar ultraskaņu. Ultraskaņas iekārtas var izmantot, lai ražotu mikro- un nano mēroga smalkas skalas dispersiju un depolimerizāciju. Ultraskaņas dispersijas iekārtas var sadalīt pulvera aglomerātus šķidrumos, kurus parastie maisītāji un augstas bīdes maisītāji nevar sadalīt. Augstas KAVITĀCIJAS bīdes spēki izkliedē un homogenizē aglomerētās daļiņas, kā rezultātā palielinās virsmas laukums.

Šūnu sairšana vai līze ir izplatīts process ikdienas paraugu sagatavošanā biotehnoloģijas laboratorijās. Līzes mērķis ir iznīcināt daļu no šūnu sienas vai visas šūnas, lai atbrīvotu biomolekulas. Tā sauktie lizāti var ietvert, piemēram, plazmīdus, receptoru testus, olbaltumvielas, DNS, RNS un tamlīdzīgi. Turpmākie soļi pēc līzes ir izolācija, organelles izolācija vai/un olbaltumvielu ekstrakcija un konservēšana. Ultraskaņas iekārtas ir izplatīts līdzeklis veiksmīgai šūnu līzei un ekstrakcijai.

Mikrobu inaktivācija ir kritisks process pārtikas pārstrādē. Pieaugot pieprasījumam pēc svaigiem, viegli pārstrādātiem pārtikas produktiem, nozare reaģē uz klientu vajadzībām, aizstājot izolācijas materiālus ar maigākām apstrādes metodēm. Tā kā mikroorganismi ir galvenais pārtikas bojāšanās cēlonis, tiem jāpiemēro konservēšanas metodes. Ultraskaņas sterilizācijas iekārta ir netermiska tehnoloģija, kas inaktivē mikroorganismus produktā, lai labāk saglabātu produkta organoleptiskās īpašības, uzturu un funkcionalitāti. Ultraskaņas apstrādes priekšrocība ir tā, ka ultraskaņas apstrādes intensitāti var pilnībā kontrolēt, lai varētu veikt mikroorganismu inaktivāciju.

02

Kosmētikas ražošanai būtisks solis ir sastāvdaļu sajaukšana. Lieljaudas ultraskaņa nodrošina smalkgraudainu homogenizāciju, dispersiju un emulgāciju, piemēram, krēmu un losjonu, nagu laku un kosmētikas pagatavošanai. Ultraskaņas iespējas ekstrakcijai un saglabāšanai ir arī labi zināmas. Tā kā daudzas kosmētikas sastāvdaļas, piemēram, lipīdi, olbaltumvielas, aromātiskie savienojumi vai krāsvielas no šūnām, tiek iegūtas ekstrakcijas ceļā, ultraskaņas iekārtas ir potenciāls līdzeklis dažiem jauniem preparātiem .

Kopīgas apstrādes darbības, piemēram, sajaukšana un homogenizācija, ekstrakcija, stabilizācija un saglabāšana, tradicionālās metodes pakāpeniski tiek aizstātas ar inovatīvām apstrādes metodēm, piemēram, ultraskaņas apstrādi. Ultraskaņa ir netermiska pārtikas apstrādes metode. Ultraskaņas apstrādes priekšrocība ir tās maigā, ātrā un tīrā apstrāde, kas samazina produktu zudumu un uzlabo pārtikas kvalitāti, saglabājot svaigumu un vitamīnus.

Farmācijas rūpniecība

Ultraskaņas iekārtu pielietojums farmācijas nozarē ir daudzveidīgs, piemēram, ķīmisko savienojumu sintēze, aktīvo savienojumu ekstrakcija (piemēram, fenoli, flavonoīdi no augiem), emulgācija (losjonu, krēmu un ziedes emulsija), liposomas Sagatavošana (iekapsulēšana) vai inaktivētas vīrusu un vīrusu patogēnu vakcīnas. Farmācijas ražošanā ultraskaņas iekārtu izmantošana var palielināt ražošanas jaudu, palielinot caurlaidspēju. Rūpnieciskās ultraskaņas iekārtas var izmantot liela mēroga farmaceitiskai sagatavošanai partijas vai nepārtrauktu procesu veidā.

Nanomateriāli

Nanomateriālu (piemēram, nanocauruļu, grafēna, nanodimantu, keramikas, metāla oksīdu u. c.) fizikālās īpašības (piemēram, optika un magnētisms, īpatnējais siltums, kušanas punkts un virsmas reaktivitāte) ir piesaistījušas lielu uzmanību kā jauni materiāli. Bet, jo mazākas ir nanomateriālu daļiņas, jo grūtāk ir rīkoties. Lieljaudas ultraskaņa bieži vien ir vienīgais veids, kā efektīvi ietekmēt nanodaļiņas. Jaudas ultraskaņas ietekme ietver plašu pielietojumu materiālu ķīmijā un attīstībā, katalīzi, elektroniku, enerģētiku un bioloģiju un medicīnu. Lieljaudas ultraskaņas ģenerators ir efektīvs veids, kā iegūt vēlamās nanodaļiņas.