هموژنایزر اولتراسونیک یک دستگاه آزمایشگاهی همه کاره است که از امواج صوتی با فرکانس بالا برای ایجاد کاویتاسیون در مایعات استفاده می کند و اختلاط، امولسیون، پراکندگی و متلاشی شدن ذرات یا سلول ها را در یک نمونه تسهیل می کند. این دستگاه ها به طور گسترده برای کاربردهایی مانند لیز سلولی، پراکندگی نانوذرات و آماده سازی نمونه در زمینه های مختلف مانند بیوتکنولوژی، داروسازی و علم مواد استفاده می شوند. جهت تعمیر هموژنایزر التراسونیک بهتر است با کارشناسان ما در مجموعه تماس بگیرید.

هموژنایزرهای اولتراسونیک ممکن است دچار نقص هایی مانند قدرت اولتراسونیک کم به دلیل فرسوده شدن پروب ها، تنظیمات فرکانس و دامنه نادرست به دلیل مشکلات الکترونیکی یا مکانیکی، یا گرم شدن بیش از حد به دلیل استفاده بیش از حد یا سرمایش ناکافی شوند. مشکلات الکتریکی مانند اتصالات یا قطعات معیوب نیز می تواند بر عملکرد دستگاه تأثیر بگذارد. برای رفع این مشکلات، بازرسی و نگهداری منظم هموژنایزر اولتراسونیک ضروری است تا اطمینان حاصل شود که پروب های فرسوده یا آسیب دیده جایگزین شده اند، اجزای الکترونیکی و مکانیکی کالیبره شده اند، سیستم های خنک کننده به طور موثر عمل می کنند و سیستم های الکتریکی در شرایط بهینه هستند.

نگهداری و کالیبراسیون منظم هموژنایزرهای اولتراسونیک به دلایل زیادی مهم است. اول، آنها عملکرد بهینه را تضمین می کنند که منجر به نتایج ثابت و قابل اعتماد می شود. دوم، نگهداری و کالیبراسیون مناسب عمر تجهیزات را افزایش می دهد و از خرابی زودرس جلوگیری می کند و هزینه های طولانی مدت را کاهش می دهد. در نهایت، تعمیر و نگهداری معمول به عنوان یک اقدام پیشگیرانه عمل می کند و به شناسایی مشکلات بالقوه قبل از ایجاد خرابی یا خرابی عمده کمک می کند و از عملکرد روان و تکمیل به موقع وظایف اطمینان می دهد.

نحوه نصب هموژنایزر التراسوند

1) براکت و گیره را مونتاژ کنید (سیستم نگهدارنده مبدل)

2) کابل مبدل و مبدل را متصل کنید، سپس به دستگاه اصلی (مولد اولتراسونیک) وصل کنید

3) اطمینان حاصل کنید که کلید پاور در موقعیت خاموش است، کابل برق را به منبع تغذیه و دستگاه اصلی وصل کنید

4) واحد مبدل را روی براکت یا محفظه کاهش نویز قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که نوک پروب اولتراسونیک در سطح مایع نمونه و در مرکز ظرف قرار داده شده است. پروب باید 5 تا 10 میلی‌متر زیر سطح مایع وارد شود. برای حجم نمونه‌های بزرگ، فاصله بین نوک پروب و کف ظرف باید بیشتر از 30 میلی‌متر باشد. (نوک پروب اولتراسونیک هنگام پردازش یک نمونه کوچک یا هنگام استفاده از تنظیم قدرت کمتر مبدل می‌تواند تا 10 میلی‌متر از کف ظرف فاصله داشته باشد) اگر واحد مبدل را برای پردازش نمونه نگه می‌دارید، آن را در موقعیت SLEEVE نگه دارید. سایر موقعیت‌ها مجاز نیستند.

نحوه استفاده و تعمیر هموژنایزر التراسونیک

شروع خروجی اولتراسونیک زمانی که نوک پروب خارج از مایع است ممنوع است، در غیر این صورت مبدل انرژی و مولد موج اولتراسونیک آسیب خواهند دید.

1) کلید پاور روی پنل جلویی را روشن کنید، چراغ پاور روشن می‌شود.

2) دکمه “SET” را فشار دهید تا زمان کل کار تنظیم شود، محدوده تایمر: 1 ثانیه تا 99 ساعت. دکمه‌های 4، 5، 6، 7 را فشار دهید تا زمان کل کار مورد نظر خود را تنظیم کنید.

3) دکمه “SET” را فشار دهید تا زمان پالس روشن اولتراسونیک تنظیم شود. دکمه‌های 4، 5، 6، 7 را فشار دهید تا زمان پالس کار اولتراسونیک مورد نظر خود را از 1 ثانیه تا 99 دقیقه تنظیم کنید.

4) دکمه “SET” را فشار دهید تا زمان پالس خاموش اولتراسونیک تنظیم شود. دکمه‌های 4، 5، 6، 7 را فشار دهید تا زمان پالس خاموش اولتراسونیک را از 1 ثانیه تا 99 دقیقه تنظیم کنید.

5) دکمه “SET” را فشار دهید تا داده‌ها تأیید و ذخیره شوند.

6) دکمه‌های 9، 10 را فشار دهید تا خروجی توان تنظیم شود (0-100%). این تنظیم می‌تواند در حین کار اولتراسونیک نیز انجام شود.

7) دکمه “ON/OFF” را فشار دهید تا شروع شود، دوبار فشار دهید تا متوقف شود. هنگامی که خروجی اولتراسونیک شروع می‌شود، فشار دادن دکمه “SET” بی‌فایده است. فقط زمانی که متوقف می‌شود، دکمه “SET” را فشار دهید تا زمان کار تنظیم شود.

8) دکمه “STOP” را فشار دهید تا متوقف شود. دوبار فشار دهید تا ادامه یابد.

9) در طول مراحل کار، برای جلوگیری از سوختگی حرارتی، پروب را با دست لمس نکنید.

10) پس از استفاده، باید کلید پاور را خاموش کرده و منبع تغذیه را قطع کنید.

اگر در طول درمان اولتراسونیک نمونه، پاشش یا تشکیل آئروسل رخ داد، تنظیم توان روی مبدل/پروب را کاهش دهید و پالس اولتراسونیک را به زمان‌های کوتاه‌تر تنظیم کنید. این کار از آسیب دیدن پروب اولتراسونیک جلوگیری می‌کند. تعمیر هموژنایزر التراسونیک باید توسط متخصصان انجام شود بنابراین در صورت بروز هرگونه مشکلی با کارشناسان تماس حاصل فرمایید.

دستگاه های هموژنایزر التراسونیک به عنوان مخلوط‌کن‌هایی عمل می‌کنند که اندازه ذرات را کاهش می‌دهند یا مایعات غیرقابل امتزاج را مجبور به مخلوط شدن می‌کنند. فشاری که هموژنایزر بر محصول وارد می‌کند عمدتاً توسط فشار پمپ یا انحراف جریان از طریق شیرها و نازل‌ها تعیین می‌شود. در مورد هموژنایزرهای کم‌فشار، سرعت سیال افزایش می‌یابد که باعث کاهش فشار کلی می‌شود. علاوه بر هموژنایزرهای شیر که معمولاً در صنعت لبنیات استفاده می‌شوند، تعدادی سیستم امولسیون‌سازی و هموژنیزاسیون که از اصول عملیاتی مختلفی استفاده می‌کنند نیز موجود است. مخلوط‌کن‌ها و بلندرهای با برش بالا کاربرد گسترده‌ای در صنعت لبنیات و صنایع مرتبط برای تهیه پیش‌امولسیون‌های درشت دارند. آسیاب‌های کلوئیدی که بر اساس اصل روتور-استاتور عمل می‌کنند، برای هموژنیزه کردن سیستم‌های با ویسکوزیته متوسط و بالا استفاده می‌شوند، به عنوان مثال در تهیه کازئین‌ها و کازئینات‌ها. امواج اولتراسونیک می‌توانند برای تهیه امولسیون‌ها یا کاهش اندازه امولسیون‌های موجود استفاده شوند. برای تهیه امولسیون‌هایی با گلبول‌های چربی بسیار کوچک و توزیع اندازه بسیار باریک، می‌توان از میکروفلوئیدیزاسیون استفاده کرد، جایی که جریان‌های سیال مجبور به برخورد با فشار بالا می‌شوند. امولسیون‌هایی با توزیع اندازه بسیار یکنواخت نیز می‌توانند با امولسیون‌سازی غشایی تهیه شوند. اصول و کاربردهای بالقوه فناوری‌های هموژنیزاسیون کم‌فشار در این مقاله توضیح داده شده است.در این مطلب به کاربرد هموژنایزر التراسونیک در نانوتکنولوژی خواهیم پرداخت.

اولتراسونیکاسیون چه روشی است

اولتراسونیکاسیون یک روش استاندارد و گسترده برای بازپخش نانوپودرها در مایعات و همگن‌سازی پراکندگی نانوذرات است. یکی از اهداف سونیکاسیون، از بین بردن تجمعات بدون تغییر خواص فیزیکوشیمیایی ذرات اولیه است. با این حال، نتیجه سونیکاسیون اغلب نامشخص است و مدل‌های کمی فراتر از دسترس بوده‌اند. بزرگی این مشکل به دلیل این واقعیت است که کارایی سونیکاسیون نه تنها به پارامترهای دستگاه واقعی بستگی دارد، بلکه به خواص فیزیکوشیمیایی مانند پراکندگی ذرات نیز وابسته است. در نتیجه، سونیکاسیون از تکرارپذیری ضعیفی رنج می‌برد. برای حل این مشکل، ما پیشنهاد می‌کنیم که از یادگیری ماشین استفاده شود.

با تمرکز بر چهار نوع نانوذره در پراکندگی‌های آبی، ما یادگیری ماشین نظارت‌شده و پراکندگی نور دینامیکی را برای تحلیل اندازه تجمعات پس از سونیکاسیون ترکیب می‌کنیم و پتانسیل بهبود قابل توجه طراحی و تکرارپذیری آزمایش‌های سونیکاسیون را نشان می‌دهیم. اولتراسونیکاسیون یک روش استاندارد و گسترده برای بازپخش نانوپودرها در مایعات و همگن‌سازی پراکندگی نانوذرات است. در اینجا، ما از یادگیری ماشین برای پیش‌بینی نتیجه آزمایش‌های اولتراسونیکاسیون بر روی نانوذرات اکسید استفاده می‌کنیم.

کاربرد هموژنایزرهای اولتراسونیک در شیر

هموژنایزرهای اولتراسونیک از امواج صوتی با فرکانس بالا (اولتراسوند) برای ایجاد کاویتاسیون و میکروجریان در شیر استفاده می‌کنند. این فرآیند گلبول‌های چربی را از طریق نیروهای برشی مکانیکی ایجاد شده توسط حباب‌های کاویتاسیون فروپاشیده به اندازه‌های کوچکتر تجزیه می‌کند.

روش کاربرد هموژنایزر التراسونیک در نانوتکنولوژی

آسیاب مرطوب، آسیاب کردن و مخلوط کردن از کاربردهای معمول هستند که در آن‌ها از اولتراسونیکاتورها به عنوان هموژنایزرهای قابل اعتماد استفاده می‌شود. هموژنایزرهای اولتراسونیک برای کاهش ذرات نرم و سخت بسیار کارآمد هستند. برخلاف بسیاری از فناوری‌های هموژنیزاسیون دیگر، هموژنایزرهای نوع پروب اولتراسونیک می‌توانند حتی مواد بسیار سخت، ساینده و فیبری را نیز پردازش کنند. اصل کار هموژنیزاسیون اولتراسونیک بر اساس کاویتاسیون است. هنگامی که مایعات در معرض اولتراسونیکاسیون شدید قرار می‌گیرند، امواج صوتی از طریق مایع منتشر می‌شوند و باعث ایجاد چرخه‌های متناوب فشار بالا و فشار پایین (حدود ۲۰۰۰۰ چرخه در ثانیه) می‌شوند.

در طول چرخه فشار پایین، حباب‌های کوچک وکیوم با شدت بالا در مایع ایجاد می‌شوند، زیرا فشار بخار مایع به دست می‌آید. هنگامی که حباب‌ها به اندازه معینی می‌رسند، در طول چرخه فشار بالا به شدت فرو می‌ریزند. در طول این انفجار، فشارهای بسیار بالا و جت‌های مایع با سرعت بالا به صورت محلی ایجاد می‌شوند. جریان‌ها و تلاطم‌های حاصل تجمعات ذرات را مختل می‌کنند و منجر به برخوردهای شدید بین ذرات منفرد می‌شوند.

انواع هموژنایزرهای التراسونیک

هموژنایزرهای روتور-استاتور: همچنین به عنوان هموژنایزرهای مکانیکی شناخته می‌شوند، این دستگاه‌ها از مکانیزم روتور-استاتور برای ایجاد نیروهای برشی بالا استفاده می‌کنند. شیر از طریق شکاف‌های کوچک بین اجزای چرخان و ثابت عبور می‌کند و به طور مؤثر گلبول‌های چربی را تجزیه کرده و هموژنیزاسیون را به دست می‌آورد.

هموژنایزرهای فشاری: هموژنایزرهای فشاری با اعمال فشار به شیر هنگام عبور از یک سری روزنه‌ها یا دریچه‌های کوچک کار می‌کنند. فشار شیر را از طریق این بازشوها عبور می‌دهد و باعث برش و تلاطم می‌شود که اندازه گلبول‌های چربی را کاهش می‌دهد.

هموژنایزرهای میکروفلویدایزر: میکروفلویدایزرها از پمپاژ با فشار بالا برای عبور شیر از کانال‌ها یا محفظه‌های کوچک استفاده می‌کنند که در آنجا تلاطم و برش شدید رخ می‌دهد. این فرآیند به طور مؤثر گلبول‌های چربی و سایر ذرات را تجزیه کرده و به پراکندگی یکنواخت دست می‌یابد. هر نوع هموژنایزر دارای مزایای خاص خود است و بر اساس عواملی مانند ظرفیت پردازش، درجه مطلوب هموژنیزاسیون، بهره‌وری انرژی و ویژگی‌های خاص شیر انتخاب می‌شود. هموژنایزرهای فشار بالا به دلیل کارایی و اثربخشی در دستیابی به هموژنیزاسیون مداوم، به طور گسترده در عملیات بزرگ مقیاس لبنی استفاده می‌شوند.

پارامترهای هموژنیزاسیون

چندین پارامتر بر اثربخشی هموژنیزاسیون شیر تأثیر می‌گذارند:

فشار: فشار اعمال شده در طول هموژنیزاسیون بسیار مهم است. فشارهای بالاتر منجر به گلبول‌های چربی کوچکتر و هموژنیزاسیون مؤثرتر می‌شود. تنظیمات فشار بر اساس ویژگی‌های مطلوب محصول نهایی، مانند بافت و ویسکوزیته، تنظیم می‌شوند.

دما: هموژنیزاسیون معمولاً در دماهای بالا (همانطور که قبلاً ذکر شد) انجام می‌شود تا تجزیه گلبول‌های چربی بهینه شود. دما همچنین بر ویسکوزیته شیر تأثیر می‌گذارد و فرآیند را آسان‌تر می‌کند.

تعداد مراحل: برخی از هموژنایزرها دارای مراحل متعدد هستند که در آن شیر به ترتیب در فشارهای مختلف هموژنیزه می‌شود. این فرآیند چند مرحله‌ای می‌تواند امولسیون‌های ریزتر و نتایج یکنواخت‌تری را به دست آورد. فشارها و دماهای مورد استفاده در هموژنیزاسیون شیر می‌تواند بسته به محصول خاصی که پردازش می‌شود و نتایج مطلوب متفاوت باشد. در اینجا محدوده‌های فشار و دمای معمولی که برای محصولات مختلف شیر استفاده می‌شود، آمده است:

سخن پایانی در خصوص کاربرد هموژنایزر التراسونیک در نانوتکنولوژی

هموژنایزر نانو اولتراسونیک، نسخه مدرن “هاون و دسته هاون”، می‌تواند با استفاده از کاویتاسیون و امواج اولتراسونیک بافت‌ها و سلول‌ها را تخریب کند. به طور کلی، یک هموژنایزر اولتراسونیک دارای نوکی است که با سرعت بسیار بالا می‌لرزد و باعث می‌شود حباب‌ها در محلول اطراف به سرعت تشکیل و فروپاشی کنند.

هموژنیزاسیون یک فرآیند حیاتی در صنعت شیر است که به طور قابل توجهی کیفیت، یکنواختی و ماندگاری شیر را بهبود می‌بخشد. با درک نحوه کار هموژنایزرها و عواملی که باید در انتخاب آنها در نظر گرفته شود، فرآوری‌کنندگان لبنیات می‌توانند اطمینان حاصل کنند که بهترین تجهیزات را برای نیازهای خود انتخاب می‌کنند و در نهایت محصولات شیر با کیفیت برتر را به مصرف‌کنندگان ارائه می‌دهند.

هموژنایزر اولتراسونیک که به آن تخریب‌کننده اولتراسونیک، تخریب‌کننده سلولی اولتراسونیک، استخراج‌کننده، پخش‌کننده، دستگاه هموژنایزر و امولسیفایر نیز گفته می‌شود، بر اساس اصل ایجاد ارتعاشات در یک پروب تیتانیومی که در محلول سلولی غوطه‌ور است، کار می‌کند. این ارتعاشات باعث ایجاد فرآیندی به نام کاویتاسیون می‌شوند که در آن حباب‌های ریز تشکیل شده و منفجر می‌شوند، امواج شوک محلی ایجاد می‌کنند و دیواره‌های سلولی را از طریق تغییرات فشار تخریب می‌کنند. سونیکاتور هموژنایزر اولتراسونیک از فناوری مدرن اولتراسونیک استفاده می‌کند و با یک نوع جدید از دستگاه هموژنایزر، استخراج و استخراج اولتراسونیک با سیستم هوشمند دمای ثابت کم‌دما ترکیب شده است.

اثر ثانویه اولتراسونیک این دستگاه نسبت به کاتالیز فاز انتقال عمومی و هم‌زدن مکانیکی، به مخلوط شدن کامل و واکنش روان‌تر واکنش‌دهنده‌ها کمک بیشتری می‌کند و همچنین می‌تواند نیازهای دمای واکنش مشتریان مختلف را برآورده کند. شما می‌توانید با استفاده از این دستگاه، بافت‌ها را در چند دقیقه به‌سرعت و به‌طور کامل هموژنیزه کنید و فرکانس و دامنه را به‌دقت تنظیم کنید. علاوه بر این، هموژنایزر سونیکاتور ما برای انواع مواد مناسب است و توزیع یکنواخت اندازه ذرات را تضمین می‌کند.

کاربرد سونیکاتور هموژنایزر

هموژنایزرهای اولتراسونیک و سونیکاتور هموژنایزر که در آزمایشگاه و صنعت برای کاربردهای متعدد استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها می‌توانند برای کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار گیرند، از جمله:

تخریب سلولی: هموژنایزرهای اولتراسونیک می‌توانند سلول‌ها را باز کنند تا اجزای داخل سلولی مانند پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک، آنزیم‌ها و متابولیت‌ها استخراج شوند.

امولسیون‌سازی: هموژنایزرهای اولتراسونیک می‌توانند با شکستن و پخش کردن مایعات غیرقابل امتزاج مانند روغن و آب، امولسیون‌ها و نانوامولسیون‌های پایدار ایجاد کنند.

پخش‌سازی: هموژنایزرهای اولتراسونیک می‌توانند ذرات جامد را در مایعات پخش کنند تا تعلیق‌های پایدار ایجاد کنند.

هموژنیزاسیون: هموژنایزرهای اولتراسونیک می‌توانند نمونه‌ها را هموژنیزه کنند تا مخلوط‌های یکنواخت و سازگار ایجاد کنند.

گاززدایی: هموژنایزرهای اولتراسونیک می‌توانند گازهای محلول را از مایعات حذف کنند، مانند گاززدایی حلال‌های HPLC یا مایعات خنک‌کننده.

واکنش‌های شیمیایی با کمک اولتراسونیک: هموژنایزر التراسونیک می‌تواند برای واکنش‌های شیمیایی با کمک سونیکاسیون نیز استفاده شود، مانند سنتز سونوشیمیایی، کاتالیز یا تخریب.

مزایای استفاده از سونیکاتور هموژنایزر

هموژنایزرهای اولتراسونیک می‌توانند نمونه‌ها را به سرعت و به طور کارآمد به ذرات کوچکتر تجزیه کنند، که منجر به فرآیند هموژنیزاسیون کامل‌تری نسبت به روش‌های سنتی می‌شود. برخلاف سایر تکنیک‌های هموژنیزاسیون مانند هموژنیزاسیون مکانیکی یا برشی، هموژنیزاسیون اولتراسونیک نیازی به تماس فیزیکی با نمونه ندارد و گرمای بیش از حد تولید نمی‌کند، که می‌تواند خواص نمونه را تغییر دهد یا پروتئین‌ها را دناتوره کند.

هموژنایزرهای اولتراسونیک می‌توانند برای طیف گسترده‌ای از کاربردها، از جمله تخریب سلولی، پخش نانوذرات، امولسیون‌سازی، گاززدایی و آماده‌سازی نمونه برای تکنیک‌های تحلیلی استفاده شوند. هموژنایزرهای اولتراسونیک ما در اندازه‌های مختلف، از رومیزی تا مقیاس صنعتی، موجود هستند که آن‌ها را برای انواع کاربردها و حجم‌های نمونه مناسب می‌سازد. هموژنایزرهای اولتراسونیک نسبتاً آسان برای کار هستند و طراحی ساده و نیازهای نگهداری کم آن‌ها را به یک انتخاب عملی برای بسیاری از آزمایشگاه‌ها تبدیل می‌کند.

کاربرد سونیکاتورهای التراسونیک چیست

هموژنایزرهای اولتراسونیک که معمولاً به عنوان “سونیکاتور هموژنایزر” شناخته می‌شوند، با استفاده از کاویتاسیون و امواج اولتراسونیک، بافت‌ها و سلول‌ها را تخریب می‌کنند. اساساً، یک هموژنایزر اولتراسونیک دارای نوکی است که به سرعت بسیار بالا می‌لرزد و باعث می‌شود حباب‌ها در محلول اطراف به سرعت تشکیل و فروپاشی کنند. این فرآیند امواج برشی و شوک ایجاد می‌کند که سلول‌ها و ذرات را پاره می‌کنند. سونیکاتورها برای شکستن سلول‌ها و ساختارهای زیرسلولی در تعلیق بسیار مناسب هستند. اما برای هموژنیزه کردن بافت‌های سالم مناسب نیستند.

هموژنایزرهای اولتراسونیک می‌توانند DNA را نیز برش دهند که بسته به کاربرد شما می‌تواند خوب یا بد باشد. کاربردهای دیگر شامل ایجاد امولسیون‌ها، پخش نانوذرات و کاهش اندازه ذرات در تعلیق است. سونیکاتورها مقدار قابل توجهی گرما تولید می‌کنند، بنابراین ممکن است با نمونه‌های حساس به دما خوب کار نکنند. استفاده از محفظه‌های صوتی به شدت توصیه می‌شود؛ زیرا شما در حال هموژنیزه کردن با استفاده از امواج صوتی با قدرت بالا هستید. می‌توانید اطلاعات بیشتری در مورد هموژنیزاسیون اولتراسونیک در مرکز کاربردها بیابید.

به منظور تولید امولسیون‌ ها، دیسپرسیون ‌ها و سوسپانسیون‌ های همگن در صنایع مختلف، از هموژنایزرهای صنعتی استفاده می ‌شود. این دستگاه‌ ها به عنوان تجهیزات مهمی در فرآیندهای تولیدی و تحقیقاتی شناخته می ‌شوند که با استفاده از اصول مکانیکی و فیزیکی، ترکیبات مایع را به یکنواختی می ‌رسانند. هموژنایزرهای صنعتی معمولاً دارای قسمت ‌هایی مانند ورودی و خروجی مایع، سیستم تولید فشار یا امواج فراصوت، و تنظیمات کنترل شدت هموژنیزاسیون هستند.

برای مثال، در صنایع غذایی، هموژنایزرهای صنعتی برای تولید امولسیون‌ های پایدار مانند مایونز و سس‌ ها، استفاده می‌ شوند. این دستگاه‌ ها از فشار بالا یا امواج فراصوت برای شکستن ذرات و تسریع ترکیب مواد مایع استفاده می ‌کنند، تا به دسته‌ای همگن و پایدار از امولسیون برسند که از افتابیابی و جداسازی جلوگیری کند.

هموژنایزرهای صنعتی همچنین در صنایع دارویی برای تولید دیسپرسیون ‌ها، که مخلوطی از یک جامد در یک مایع است، مورد استفاده قرار می ‌گیرند. این فرآیند به کمک انرژی مکانیکی یا فرآیندهای حرارتی می ‌تواند اندازه ذرات را به طور یکنواخت کاهش دهد و توزیع آن ها را همگن سازد، تا دیسپرسیون نهایی برای کاربردهای دارویی ایده ‌آل باشد.

هموژنیزاسیون چیست؟

اگر بخواهیم به زبان ساده توضیح دهیم، هموژنیزاسیون به عملیاتی گفته می‌شود که در آن اجزای مختلف یک مخلوط مایع، مثل امولسیون ‌ها، دیسپرسیون ‌ها، و سوسپانسیون ‌ها، به طور یکنواخت و همگن ترکیب می ‌شوند. این فرآیند معمولاً با استفاده از دستگاه‌ های خاصی انجام می ‌شود که به نام هموژنایزرها شناخته می ‌شوند. در این مقاله قصد داریم درباره هموژنایزر صنعتی و انواع آن توضیح دهیم.

در امولسیون ‌ها، که مخلوطی از دو مایع غیر قابل مخلوط مثل روغن و آب هستند، هموژنیزاسیون از تکنیک‌ هایی مانند استفاده از امواج فراصوت، فشار بالا یا تحریک مکانیکی استفاده می ‌کند تا حباب‌های هوا را در میانه مایع‌ ها شکسته و اندازه ذرات را به حداقل برساند، تا امولسیون نهایی پایدار و یکنواخت باشد.

در دیسپرسیون‌ ها، که مخلوطی از یک جامد در یک مایع است، هموژنیزاسیون به کمک انرژی مکانیکی یا امواج فراصوت از جهت تجزیه ذرات جامد و تسریع فرآیند تخلخل مایع به کار می ‌رود، تا اندازه ذرات جامد به طور یکنواخت و همگن توزیع شود. در سوسپانسیون ‌ها، که مخلوطی از یک جامد در یک مایع پایه است، هموژنیزاسیون به طور مشابه با دیسپرسیون انجام می ‌شود، تا اندازه و توزیع جسم‌ های جامد در مایع به طور یکنواخت شود و سوسپانسیون پایدار و همگنی تولید شود.

این فرآیند‌ ها در صنایع مختلفی از جمله صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی و کشاورزی استفاده می‌ شوند تا محصولات با کیفیت و یکنواخت تولید شوند.

انواع دستگاه هموژنایزر صنعتی و آزمایشگاهی

هموژنایزرهای صنعتی و آزمایشگاهی ابزارهای حیاتی برای مخلوط کردن و همگن‌سازی نمونه‌ها در آزمایشگاه‌ها و فرآیندهای صنعتی هستند. این دستگاه‌ها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند.

دستگاه هموژنایزر هیدرودینامیک

دستگاه هموژنایزر هیدرودینامیک Hydrodynamic homogenizer ، یکی از دستگاه‌ های پیشرفته مخلوط‌کننده است که به طور گسترده در برنامه‌های صنعتی برای دستیابی به توزیع اندازه ذرات یکنواخت در مخلوط‌های مایع استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها از اصول شکل‌دهی هیدرودینامیک استفاده می‌کنند، جایی که تغییرات سریع در فشار داخل مایع، حباب‌های بخار ایجاد می‌کند. هنگامی که این حباب‌ها فرو می‌ریزند، امواج شدیدی ایجاد می‌کنند که باعث تجزیه ذرات و ایجاد یک مخلوط یکنواخت می‌شوند. این روش بسیار کارآمد برای تولید امولسیون‌ها، پخش‌ها و معلق‌ها با اندازه ذرات فین و یکنواخت است.

مزیت اصلی دستگاه‌های هیدرودینامیکی این است که قادرند حجم بزرگی از مواد را با کارایی انرژی بالا پردازش کنند. برخلاف هموژنایزرهای مکانیکی سنتی، سیستم‌های هیدرودینامیکی بر ارتباط فیزیکی بین قطعات متحرک و نمونه بستگی ندارند، که هزینه‌های سایش و نگهداری را کاهش می‌دهد. آنها به ویژه در صنایع مانند صنایع غذایی و نوشیدنی، داروسازی و بیوتکنولوژی کارآمد هستند، جایی که حفظ اصالت اجزا حساس همراه با دستیابی به مخلوط کامل بسیار مهم است. علاوه بر این، دستگاه‌های هیدرودینامیکی به آسانی می‌توانند برای استفاده صنعتی بزرگتر مقیاس بندی شوند، که آنها را ابزارهای چند منظوره برای همچنین کاربردهای آزمایشگاهی به مقیاس بزرگ در فرآیندهای تولید می‌کند

هموژنایزرهای کلوئیدی

هموژنایزرهای کلوئیدی، یا هموژنایزرهای کلوئیدال، دستگاه‌هایی هستند که برای تولید و تقویت امولسیون‌ها، دیسپرسیون‌ها، و سوسپانسیون‌ها با اندازه ذرات نانومتری استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها از اصول فیزیکی و مکانیکی برای تجزیه ذرات به اندازه‌های بسیار کوچک و ایجاد یکنواختی در ترکیبات مایع استفاده می‌کنند.

در تولید امولسیون‌ها، هموژنایزرهای کلوئیدی با استفاده از فشار بالا و تغییرات سریع در سرعت جریان، قطر ذرات را به حداقل می‌رسانند تا امولسیون تولید شده دارای پایداری بالا و اندازه ذرات یکنواخت باشد. این دستگاه ‌ها از مواد مختلفی مانند روغن‌ها، آب، پلیمرها و ذرات نانو به عنوان اجزای امولسیونی استفاده می ‌کنند.

از جمله برنامه‌ های کاربردی هموژنایزرهای کلوئیدی می ‌توان به صنایع مختلفی اشاره کرد، از جمله صنایع غذایی، دارویی، کشاورزی، و پوشش‌دهی. این دستگاه‌ها به دلیل توانایی ‌شان در تولید امولسیون‌ ها و دیسپرسیون‌های با کیفیت و استحکام بالا، در فرآیندهای تولیدی و نیز تحقیقات آزمایشگاهی بسیار ارزشمند هستند. مهم‌ ترین مزیت هموژنایزر های کلوئیدی نسبت به روش‌های دیگر مانند هموژنایزرهای مکانیکی، کاهش نیاز به انرژی و زمان بیشتر برای تولید امولسیون‌ ها و دیسپرسیون‌ هاست، که هزینه ‌های تولید و نگهداری را کاهش می‌ دهد.

هموژنایزرهای اولترا-توراکس

هموژنایزرهای اولترا-توراکس به منظور تولید کرم ، بستنی، کرم‌ های مصنوعی، و امولسیون‌ های روغن ‌های معطر به کار می ‌روند. این دستگاه‌ ها از امواج فراصوت با فرکانس بالا استفاده می‌ کنند که می ‌تواند حباب‌ های هوا در مایعات با ویسکوزیته کم را خراب کرده و امولسیون‌ هایی با اندازه ذرات بسیار کوچک و یکنواخت ایجاد کند، که در حدود یک تا دو میکرون قرار دارند. در این فرآیند، هر دو فاز پیوسته و پراکنده از هموژنایزر عبور می ‌کنند.

برای ایجاد انرژی فراصوت، از یک تیغه فلزی استفاده می ‌شود که به فرکانس رزونانسی نوسان می‌ کند. این تیغه توسط نیروی برق یا حرکت مایع به نوسان درآمده و شدت نوسان با تنظیم محل نگهدارنده تیغه کنترل می‌ شود.

مکانیسم کار دستگاه هموژنایزر صنعتی

هموژنایزرهای صنعتی ابزارهایی هستند که برای ترکیب و یکنواخت سازی مواد مایع در صنایع مختلف استفاده می ‌شوند. این دستگاه ‌ها عمدتاً از دو روش اصلی برای انجام فرآیند هموژنیزاسیون استفاده می ‌کنند: استفاده از امواج فرا صوت و استفاده از فشار بالا.

استفاده از امواج فرا صوت به دستگاه‌ های هموژنایزر امکان می ‌دهد با تولید امواج فشار و شوک در مایع، ذرات مختلف را در مایع متلاشی کند و آن ‌ها را به اندازه ‌های بسیار کوچک تقسیم کند. این فرآیند منجر به تولید امولسیون ‌ها، دیسپرسیون‌ ها و سوسپانسیون‌ های همگن با ذرات بسیار ریز و یکنواخت می‌ شود. امواج فراصوت که از یک سونوترداژر به داخل مایع وارد می‌ شوند، با ایجاد حباب ‌های هوا و افزایش فشار محلی، به تخریب ذرات و مخلوط کردن مواد کمک می ‌کنند.

در روش دیگر با استفاده از فشار بالا، مایع از طریق یک دریچه یا سونوترداژر به داخل دستگاه هموژنایزر فشرده می‌ شود. این فشار باعث تخریب و مخلوط شدن ذرات مختلف در مایع می ‌شود، که نتیجه آن تولید دیسپرسیون ‌ها و سوسپانسیون‌ های همگن با توزیع یکنواخت ذرات در مایع است. هموژنایزرهای صنعتی به دلیل توانایی‌ شان در تولید مواد با کیفیت و همگن، در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، دارویی، و شیمیایی به طور گسترده استفاده می ‌شوند.

قیمت این دستگاه ها حدودا چقدر است؟

قیمت دستگاه ‌های هموژنایزر صنعتی می‌ تواند بسیار متفاوت باشد و به عوامل زیادی مانند اندازه، قدرت، و تکنولوژی استفاده شده در دستگاه بستگی دارد. قیمت ‌ها معمولاً از چند هزار دلار تا چندین ده هزار دلار و حتی بیشتر می ‌تواند متغیر باشد، به ویژه برای دستگاه‌ هایی که برای انجام فرآیندهای خاص یا در اندازه‌ های بزرگتر طراحی شده‌ اند.

عواملی که بر قیمت دستگاه‌ های هموژنایزر صنعتی تأثیر می‌ گذارند عبارتند از:

• قدرت و ظرفیت دستگاه: دستگاه ‌های با قدرت بیشتر و ظرفیت بزرگ تر معمولاً هزینه بیشتری دارند.
• تکنولوژی و مشخصات فنی: استفاده از تکنولوژی‌ های پیشرفته می ‌تواند قیمت را افزایش دهد. برای مثال، دستگاه ‌هایی که از فناوری‌های جدیدی مانند کنترل دیجیتالی یا قابلیت اتوماسیون استفاده می‌کنند، معمولاً گران‌ تر هستند.
• سایز و ابعاد: دستگاه ‌های بزرگتر و سنگین ‌تر معمولاً قیمت بیشتری دارند به دلیل هزینه‌ های حمل و نقل و نصب بیشتر.
• مارک و شرکت سازنده: محصولات از برندهای معروف و با اعتبار معمولاً قیمت بالاتری دارند به دلیل کیفیت و خدمات پس از فروش بهتری که ارائه می ‌دهند.

بهتر است قبل از خرید، با تأمین کنندگان مختلف مشورت کرده و پیشنهادات و قیمت‌ های آن‌ ها را مقایسه کنید، همچنین در نظر داشته باشید که هزینه نگهداری، تعمیرات و قطعات یدکی نیز باید در محاسبه کلی هزینه‌ ها در نظر گرفته شود.

سخن پایانی

هموژنایزرهای صنعتی ( هموژنایزر التراسونیک ) ابزارهای حیاتی در فرآیندهای تولیدی و تحقیقاتی هستند که با بهره‌ گیری از اصول مکانیکی و فیزیکی، ترکیبات مایع را به یکنواختی می‌ رسانند. این دستگاه‌ ها معمولاً دارای قسمت ‌هایی نظیر ورودی و خروجی مایع، سیستم تولید فشار یا امواج فراصوت، و کنترل‌های شدت هموژنیزاسیون هستند. این دستگاه ها برای منظورهای مختلفی استفاده می شوند.

به عنوان نمونه، در صنایع غذایی، هموژنایزرهای صنعتی برای تولید امولسیون‌ های پایدار نظیر مایونز و سس ‌ها بکار می‌ روند. این دستگاه‌ ها از فشار بالا یا امواج فراصوت برای شکستن ذرات و تسریع ترکیب مواد مایع استفاده می‌ کنند، تا به دسته ‌ای همگن و پایدار از امولسیون برسند. در صنایع دارویی نیز، هموژنایزرهای صنعتی برای تولید دیسپرسیون‌ ها استفاده می ‌شوند که مخلوطی از یک جامد در یک مایع هستند. این فرآیند با استفاده از انرژی مکانیکی یا فرآیند های حرارتی، به طور یکنواخت اندازه ذرات را کاهش می ‌دهد و توزیع آنها را همگن می‌ کند، تا دیسپرسیون نهایی برای کاربردهای دارویی بهینه باشد.