درمان مایع اولتراسونیک و کاربرد آن

فرآیندهای تصفیه مایع اولتراسونیک شامل امولسیون سازی اولتراسونیک، استریلیزاسیون، پراکندگی و همگن سازی و غیره می باشد. این فرآیندهای اولتراسونیک به طور گسترده در تولید و تهیه لوازم آرایشی و بهداشتی و محصولات مراقبت شخصی، داروسازی، نانومواد و صنایع سوخت استفاده می شود.

01

هنگام مخلوط کردن مایعات غیر قابل اختلاط به امولسیون، اندازه قطرات و توزیع آن از عوامل کلیدی در پایداری امولسیون هستند. تجهیزات امولسیون سازی اولتراسونیک می توانند قطرات بسیار ظریف و اندازه های باریک تولید کنند. در بیشتر موارد، تجهیزات فراصوت می‌توانند هنگام تهیه امولسیون‌ها به صورت دسته‌ای یا درون خط، قطرات زیر میکرونی تولید کنند. برخلاف هموژنایزرهای فشار بالا، نیروهای برشی بالا که توسط تجهیزات امولسیون سازی اولتراسونیک ایجاد می شود می تواند مایعات با ویسکوزیته بالاتر مانند روغن سوخت سنگین (HFO) را امولسیون کند. برخی از فرمول ها ممکن است به افزودن امولسیفایرها یا تثبیت کننده ها نیاز داشته باشند. در این حالت، تجهیزات فیکوامولسیفیکاسیون نیز به مخلوط کردن یکنواخت امولسیفایر کمک می کند.

برای بسیاری از صنایع، کنترل رشد باکتری ها و جلبک ها در آب فرآیندی است که ارتباط نزدیکی با تولید دارد. تجهیزات تصفیه آب اولتراسونیک به دلیل تأثیر آن بر ساختار سلولی که باعث لیز سلولی و مرگ سلولی می شود و همچنین قدرت تمیز کنندگی آن در اثر شوک مکانیکی شناخته شده است. علاوه بر این، با یک مرحله سونیکاسیون بسیار ساده اما موثر، بیوفیلم، باقیمانده ها را می توان با موفقیت از مخازن، بشکه ها، ظروف و حتی فیلترها پاک کرد. ارتعاش فرکانس بالا و نیروی برشی کاویتاسیون تولید شده توسط تجهیزات اولتراسونیک آلودگی آب و مایعات را از بین می برد. بقایای باقیمانده به راحتی بدون نیاز به پاک کننده های آلوده شسته می شوند.

ذرات و حتی پراکندگی ها را می توان به راحتی با سونوگرافی بدست آورد. تجهیزات اولتراسونیک را می توان برای تولید پراکندگی و دپلیمریزاسیون در مقیاس ریز در مقیاس میکرو و نانو استفاده کرد. تجهیزات پراکندگی اولتراسونیک می توانند آگلومراهای پودری را در مایعاتی که همزن های معمولی و میکسرهای برش بالا نمی توانند تجزیه کنند، تجزیه کنند. نیروهای برشی کاویتاسیون بالا ذرات آگلومره شده را پراکنده و همگن می کند و در نتیجه سطح سطح بالاتری را ایجاد می کند.

تجزیه سلولی یا لیز فرآیندی رایج در تهیه نمونه روزانه در آزمایشگاه‌های بیوتکنولوژی است. هدف از لیز تخریب بخشی از دیواره سلولی یا کل سلول برای آزادسازی مولکول های زیستی است. به اصطلاح لیزات ممکن است شامل پلاسمیدها، سنجش گیرنده ها، پروتئین ها، DNA، RNA و موارد مشابه باشد. مراحل بعدی پس از لیز جداسازی، جداسازی اندامک ها یا/و استخراج و نگهداری پروتئین است. تجهیزات اولتراسونیک یک ابزار رایج برای لیز و استخراج سلولی موفق است.

غیرفعال سازی میکروبی یک فرآیند حیاتی در فرآوری مواد غذایی است. با توجه به تقاضای فزاینده برای غذاهای تازه و با فرآوری ملایم، صنعت با جایگزینی مواد عایق با روش‌های پردازش ملایم‌تر به نیازهای مشتریان پاسخ می‌دهد. از آنجایی که میکروارگانیسم ها عامل اصلی فساد مواد غذایی هستند، باید از روش های نگهداری برای آنها استفاده کرد. تجهیزات استریلیزاسیون اولتراسونیک یک فناوری غیر حرارتی است که میکروارگانیسم‌های موجود در یک محصول را غیرفعال می‌کند تا خواص ارگانولپتیک، تغذیه و عملکرد محصول حفظ شود. مزیت فراصوت این است که می توان شدت فراصوت را کاملاً کنترل کرد، به طوری که می توان میکروارگانیسم ها را غیرفعال کرد.

02

برای تولید لوازم آرایشی، مخلوط کردن مواد یک مرحله ضروری است. اولتراسوند با قدرت بالا، همگن سازی، پراکندگی و امولسیون شدن دانه های ریز را امکان پذیر می کند، به عنوان مثال برای تهیه کرم ها و لوسیون ها، لاک ناخن و لوازم آرایشی. قابلیت های سونوگرافی برای استخراج و نگهداری نیز به خوبی شناخته شده است. از آنجایی که بسیاری از مواد آرایشی مانند لیپیدها، پروتئین ها، ترکیبات معطر یا رنگدانه ها از سلول ها به دست می آیند، تجهیزات اولتراسوند ابزاری بالقوه برای برخی از فرمولاسیون های جدید است.

مراحل متداول پردازش، مانند مخلوط کردن و همگن سازی، استخراج، تثبیت و نگهداری، روش های سنتی به تدریج با تکنیک های پردازش نوآورانه مانند درمان اولتراسونیک جایگزین می شوند. سونوگرافی یک روش غیر حرارتی پردازش مواد غذایی است. مزیت سونیکاسیون پردازش ملایم، سریع و تمیز آن است که با حفظ تازگی و ویتامین ها باعث کاهش هدررفت محصول و بهبود کیفیت غذا می شود.

صنعت داروسازی

کاربردهای تجهیزات اولتراسوند در صنعت داروسازی متنوع است، مانند سنتز ترکیبات شیمیایی، استخراج ترکیبات فعال (به عنوان مثال فنل ها، فلاونوئیدها از گیاهان)، امولسیون سازی (امولسیون لوسیون ها، کرم ها و پمادها)، آماده سازی لیپوزوم ها (کپسولاسیون) یا غیر فعال. واکسن های ویروس ها و پاتوژن های ویروسی. در تولید دارو، استفاده از تجهیزات اولتراسونیک می تواند با افزایش توان تولید، ظرفیت تولید را افزایش دهد. تجهیزات سونوگرافی صنعتی را می توان برای آماده سازی دارویی در مقیاس بزرگ در قالب فرآیندهای دسته ای یا پیوسته استفاده کرد.

نانو مواد

خواص فیزیکی (مانند اپتیک و مغناطیس، گرمای ویژه، نقطه ذوب و واکنش‌پذیری سطح) نانومواد (مانند نانولوله‌ها، گرافن، نانوالماس‌ها، سرامیک‌ها، اکسیدهای فلزی و غیره) به عنوان مواد نوظهور توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. اما هرچه ذرات نانومواد کوچکتر باشند، کار با آن دشوارتر است. اولتراسوند پرقدرت اغلب تنها راه برای تأثیر مؤثر بر نانوذرات است. تأثیر امواج فراصوت قدرت شامل کاربردهای گسترده ای در شیمی مواد و توسعه، کاتالیز، الکترونیک، انرژی و زیست شناسی و پزشکی است. یک ژنراتور اولتراسونیک با قدرت بالا روشی موثر برای به دست آوردن نانوذرات مورد نظر است.