超聲波液體均質設備產品簡介

　　超聲波液體均質設備是(shi)(shi)利用(yong)(yong)(yong)超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)在(zai)(zai)液(ye)體(ti)中的(de)(de)空化作(zuo)用(yong)(yong)(yong)及其他物(wu)理作(zuo)用(yong)(yong)(yong)來達到均質效果的(de)(de)。物(wu)理作(zuo)用(yong)(yong)(yong)指(zhi)的(de)(de)是(shi)(shi)超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)可在(zai)(zai)液(ye)體(ti)中形(xing)成有效的(de)(de)攪動與流(liu)動破壞(huai)介質的(de)(de)結構、粉碎液(ye)體(ti)中的(de)(de)顆粒，主要是(shi)(shi)液(ye)體(ti)間碰撞、微相流(liu)和沖(chong)擊波(bo)導致(zhi)顆粒表(biao)面(mian)形(xing)態變化。空化作(zuo)用(yong)(yong)(yong)是(shi)(shi)指(zhi)在(zai)(zai)超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)下，液(ye)體(ti)在(zai)(zai)強(qiang)度較(jiao)弱的(de)(de)地方產生空穴即小氣(qi)泡，小氣(qi)泡隨超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)脈動，在(zai)(zai)一個(ge)聲(sheng)(sheng)周期內(nei)，空穴會(hui)塌陷。超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)空化還(huan)會(hui)產生強(qiang)烈的(de)(de)機(ji)械作(zuo)用(yong)(yong)(yong)，在(zai)(zai)固體(ti)界面(mian)附近產生快(kuai)速射流(liu)或聲(sheng)(sheng)沖(chong)流(liu)，在(zai)(zai)液(ye)體(ti)中產生強(qiang)大的(de)(de)沖(chong)擊波(bo)。

　　超(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)是指(zhi)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)頻率大(da)于20kHz的機(ji)(ji)械彈(dan)性波(bo)(bo)(bo)，波(bo)(bo)(bo)速(su)一般(ban)為(wei)1500m/s，波(bo)(bo)(bo)長一般(ban)為(wei)0.01～10cm。超(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)是一種(zhong)機(ji)(ji)械振(zhen)動在(zai)(zai)媒(mei)質中的傳播(bo)過(guo)程，具有聚束、定向、反(fan)射(she)和透射(she)等(deng)特性，它在(zai)(zai)媒(mei)質中主要產(chan)生2種(zhong)形式的振(zhen)動即橫波(bo)(bo)(bo)和縱波(bo)(bo)(bo)，前者只能在(zai)(zai)固(gu)體中產(chan)生，而(er)后者可在(zai)(zai)固(gu)、液、氣體中產(chan)生。

　　超(chao)聲波(bo)與媒質的相(xiang)互作用機(ji)制(zhi)分為三種(zhong)：熱機(ji)制(zhi)、機(ji)械(力學)機(ji)制(zhi)、空化機(ji)制(zhi)。

　　超(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)牛奶均質器熱(re)(re)效應(ying)指超(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)在媒(mei)(mei)質中(zhong)傳播的(de)過程中(zhong)，其振動能量不斷被媒(mei)(mei)質吸收，并轉變(bian)為(wei)熱(re)(re)能，使自身溫度(du)升高。聲(sheng)能的(de)吸收引起(qi)媒(mei)(mei)質中(zhong)整體的(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)、邊界外的(de)局(ju)部加(jia)(jia)熱(re)(re)、空化形(xing)成激波(bo)時導致波(bo)前處的(de)局(ju)部加(jia)(jia)熱(re)(re)等(deng)。超(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)強度(du)愈大，熱(re)(re)作用愈強。

　　超(chao)聲波牛奶均質(zhi)器機械(xie)作(zuo)用指超(chao)聲波是(shi)一種機械(xie)振動(dong)能(neng)量的傳播形式，會在液體中形成有效(xiao)的流動(dong)與攪動(dong)，導(dao)致介質(zhi)結(jie)構的破壞，液體中的顆粒被粉碎(sui)，達(da)到普(pu)通低頻機械(xie)攪動(dong)所(suo)達(da)不到的效(xiao)果。超(chao)聲波的機械(xie)作(zuo)用常被用于擊碎(sui)、凝集(ji)、切(qie)割等方(fang)面。

　　空化作用是指當超聲波作用在介質中時，其強度超過了某一空氣閥值時，則會產生空化現象。

　　工作原理

　　空化作用是超聲波在介質中傳播時，液體中分子的平均距離隨著分子的振動而變化，當其超過保持液體作用的臨界分子間距時，即形成空化現象。超聲波空化作用分2種形式，穩態空化(頻率200~500kHz，聲強<10w 20="">10W/cm2)。穩態空化在較低聲強作用下即可發生，氣泡在負壓半周期內緩慢膨脹，在正壓半周期內緩慢收縮但不致破裂，氣泡做周期性的、非線形的振蕩運動。穩態空化氣泡壽命相對較長，空化程度較為緩和，對介質微環境的影響較小；瞬態空化絕熱收縮至膨脹瞬間，泡內可產生高溫高壓，破壞細胞結構或破碎細胞，使酶失活。瞬態空化程度劇烈，使介質形成多個局部的物理化學環境，對介質微環境有較大影響。瞬態空化正是以這種特殊的能量形式加速了某些化學反應，又為某些反應啟動了新的通道。

　　由(you)超聲(sheng)(sheng)波(bo)發生(sheng)器(qi)所發出(chu)的(de)(de)(de)高頻振蕩訊號(hao)，通(tong)過換能器(qi)轉(zhuan)換成高頻機(ji)械振動(dong)而(er)傳播(bo)到(dao)介質中(zhong)，超聲(sheng)(sheng)波(bo)在溶(rong)液(ye)中(zhong)疏密(mi)相間地向前(qian)輻射，當(dang)聲(sheng)(sheng)波(bo)的(de)(de)(de)壓強達(da)到(dao)一定的(de)(de)(de)大氣(qi)壓時(shi)，產生(sheng)數(shu)以(yi)萬計的(de)(de)(de)微小氣(qi)泡，這(zhe)些氣(qi)泡在超聲(sheng)(sheng)波(bo)縱向傳播(bo)的(de)(de)(de)負壓區(qu)形成、生(sheng)長，而(er)在正壓區(qu)迅速閉合(he)。這(zhe)種現(xian)象稱為超聲(sheng)(sheng)“空化(hua)(hua)作(zuo)用”。空化(hua)(hua)作(zuo)用可(ke)用于促進化(hua)(hua)學反應，粉碎液(ye)內(nei)懸浮物(wu)，制(zhi)造乳劑，殺滅細(xi)菌，或清洗機(ji)件等。超聲(sheng)(sheng)波(bo)均(jun)質就(jiu)是(shi)利(li)用超聲(sheng)(sheng)波(bo)在液(ye)體中(zhong)的(de)(de)(de)空化(hua)(hua)作(zuo)用達(da)到(dao)物(wu)料(liao)均(jun)勻(yun)分(fen)散(san)的(de)(de)(de)效果(guo)。超聲(sheng)(sheng)波(bo)的(de)(de)(de)均(jun)質效果(guo)不僅與(yu)功(gong)率(lv)(lv)密(mi)度有關(guan)，而(er)且與(yu)超聲(sheng)(sheng)頻率(lv)(lv)及超聲(sheng)(sheng)處理的(de)(de)(de)時(shi)間有關(guan)。在適(shi)當(dang)的(de)(de)(de)超聲(sheng)(sheng)頻率(lv)(lv)下，在一定的(de)(de)(de)時(shi)間內(nei)可(ke)以(yi)用*小的(de)(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)密(mi)度達(da)到(dao)理想的(de)(de)(de)分(fen)散(san)效果(guo)。

　　應用領域

　　目前，超聲波均質技術主要應(ying)用于乳品。

　　自然狀態的牛奶，其脂肪球直徑大小不均勻，變動于1～10μm 之間，一般為2～5μm[1]，這些脂肪球由于上浮力而浮在牛奶表面形成一層奶油層，使牛奶產生分層現象。這些脂肪球的存在大大影響了牛奶和奶制品的外觀和口感。如果將牛奶均質，其脂肪球直徑可控制在2μm 左右，這時牛奶脂肪的表面積增大，上浮力下降，從而避免分層，達到均一化的效果。均質的獨*果從外觀、口感等方面都使產品的質量更上一層樓，因而均質處理是牛奶制品前處理工藝中非常重要的一環。

　　原料乳經(jing)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)后(hou)乳品的(de)(de)(de)(de)外觀(guan)、口感(gan)、營養(yang)成分等(deng)(deng)品質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)會有(you)(you)很(hen)大的(de)(de)(de)(de)改善，故均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)處理(li)(li)是(shi)乳制品前處理(li)(li)工藝中(zhong)極其重要的(de)(de)(de)(de)環(huan)節(馬(ma)勇(yong)等(deng)(deng)，2006)。超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)因空化及其他(ta)物(wu)理(li)(li)作(zuo)用，對(dui)物(wu)料具有(you)(you)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)。已有(you)(you)許多研(yan)(yan)究報道了(le)(le)(le)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)對(dui)牛(niu)(niu)(niu)乳的(de)(de)(de)(de)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)。馬(ma)勇(yong)等(deng)(deng)人(ren)(ren)(2006)利用超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)細(xi)(xi)胞粉(fen)碎機對(dui)0.5 kg牛(niu)(niu)(niu)奶(nai)進(jin)(jin)行(xing)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)處理(li)(li)。結果(guo)表(biao)(biao)明(ming)，牛(niu)(niu)(niu)奶(nai)溫(wen)度40 ℃下(xia)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)10 min的(de)(de)(de)(de)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)。朱(zhu)海清(2002)研(yan)(yan)究了(le)(le)(le)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)對(dui)牛(niu)(niu)(niu)奶(nai)的(de)(de)(de)(de)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)。在(zai)頻(pin)率為(wei)40 k Hz、功(gong)率密度為(wei)0.8 W/ cm2條件下(xia)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)1 min，脂(zhi)(zhi)肪(fang)球平(ping)均(jun)(jun)(jun)粒徑(jing)為(wei)0.584 µm，94 %的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)肪(fang)球粒徑(jing)小(xiao)于(yu)1 µm，均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)*為(wei)理(li)(li)想。Schmidt(1985)研(yan)(yan)究了(le)(le)(le)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)對(dui)牛(niu)(niu)(niu)奶(nai)的(de)(de)(de)(de)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)。在(zai)60 ℃、20±1 k Hz的(de)(de)(de)(de)實驗室條件下(xia)對(dui)4 m L低脂(zhi)(zhi)牛(niu)(niu)(niu)奶(nai)進(jin)(jin)行(xing)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，處理(li)(li)后(hou)脂(zhi)(zhi)肪(fang)平(ping)均(jun)(jun)(jun)粒徑(jing)小(xiao)于(yu)1 µm。Villamiel等(deng)(deng)(2000)應用高強度超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)對(dui)牛(niu)(niu)(niu)奶(nai)脂(zhi)(zhi)肪(fang)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)進(jin)(jin)行(xing)研(yan)(yan)究。超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)處理(li)(li)后(hou)，脂(zhi)(zhi)肪(fang)球粒度減(jian)小(xiao)81.5 %。Wu等(deng)(deng)(2000)研(yan)(yan)究了(le)(le)(le)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)對(dui)原料奶(nai)脂(zhi)(zhi)肪(fang)球的(de)(de)(de)(de)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)用。研(yan)(yan)究發現：與(yu)傳(chuan)統均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)相比，高振幅(fu)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)對(dui)牛(niu)(niu)(niu)奶(nai)有(you)(you)更(geng)好的(de)(de)(de)(de)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)。Ertugay和(he)Sengul等(deng)(deng)(2004)研(yan)(yan)究了(le)(le)(le)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)對(dui)牛(niu)(niu)(niu)奶(nai)的(de)(de)(de)(de)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)。結果(guo)為(wei)在(zai)450 W超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)條件下(xia)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)10 min，脂(zhi)(zhi)肪(fang)球直(zhi)徑(jing)大小(xiao)為(wei)0.725 µm；在(zai)180 W條件下(xia)10 min與(yu)傳(chuan)統均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)相類(lei)似。研(yan)(yan)究表(biao)(biao)明(ming)與(yu)傳(chuan)統方法(fa)相比，超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)對(dui)牛(niu)(niu)(niu)奶(nai)有(you)(you)更(geng)好的(de)(de)(de)(de)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)，且隨著均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)時間和(he)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)功(gong)率的(de)(de)(de)(de)增加(jia)，均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)也相應的(de)(de)(de)(de)增加(jia)。Dhar等(deng)(deng)(1996)研(yan)(yan)究了(le)(le)(le)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)對(dui)人(ren)(ren)奶(nai)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用。發現超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)與(yu)加(jia)熱相結合可以達到(dao)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和(he)巴氏殺菌(jun)的(de)(de)(de)(de)雙重效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)。Martinez等(deng)(deng)(1992)對(dui)來(lai)自42位母親的(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)奶(nai)進(jin)(jin)行(xing)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，對(dui)Ig A和(he)Ig G抗體、乳鐵蛋白(bai)和(he)人(ren)(ren)乳中(zhong)細(xi)(xi)菌(jun)含量的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)進(jin)(jin)行(xing)了(le)(le)(le)測(ce)試。結果(guo)表(biao)(biao)明(ming)，低溫(wen)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)均(jun)(jun)(jun)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)牛(niu)(niu)(niu)奶(nai)可以減(jian)少脂(zhi)(zhi)肪(fang)損(sun)失，且不破壞球蛋白(bai)Ig A、Ig G和(he)乳鐵蛋白(bai)。

　　發酵(jiao)乳制品因其豐(feng)富的(de)營養價值和良好風味，越來越受到人(ren)們的(de)青睞。酸(suan)奶(nai)不僅能(neng)提供大(da)量(liang)的(de)鈣、磷、鎂、A、核(he)黃素，而(er)且能(neng)夠提供大(da)量(liang)對人(ren)體有益(yi)的(de)微生(sheng)態益(yi)生(sheng)菌(jun)。在(zai)過去的(de)30年來，酸(suan)奶(nai)產(chan)業增(zeng)長迅速。為了保持快(kuai)的(de)增(zeng)長速度，應在(zai)酸(suan)奶(nai)加(jia)(jia)工技術(shu)、包裝、口感、質(zhi)地(di)等(deng)方面(mian)有所創新。現(xian)已有研究(jiu)表明(ming)，經超(chao)聲作用的(de)牛奶(nai)，可以增(zeng)加(jia)(jia)酸(suan)奶(nai)的(de)粘(zhan)度，在(zai)一定程度上改善(shan)乳品的(de)品質(zhi)。如產(chan)酸(suan)穩(wen)定，更易控制；在(zai)香氣(qi)、外觀形(xing)(xing)態、色澤(ze)、滋(zi)味等(deng)指標中(zhong)，超(chao)聲均質(zhi)酸(suan)奶(nai)在(zai)香氣(qi)及外觀形(xing)(xing)態等(deng)方面(mian)表現(xian)；可以提高乳糖轉化率，對乳糖不耐癥(zheng)的(de)人(ren)群來說(shuo)意(yi)義非凡(fan)；發酵(jiao)時間減少；增(zeng)加(jia)(jia)酸(suan)奶(nai)持水力和黏(nian)度，減少脫水收縮作用等(deng)。

　　此外(wai)，對果汁、果醬(jiang)(jiang)、蛋黃醬(jiang)(jiang)、番茄醬(jiang)(jiang)及色拉油等(deng)被加工(gong)物料施以適當(dang)強度的超聲波，可使液體(ti)中的分(fen)散相均(jun)質，達到(dao)乳化的效果