سامانه همایش های موسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی

صفحه اصلی / سومین همایش ملی پژوهش های کاربردی امنیت غذایی: فرآوری، ایمنی و سلامت

مروری بر فناوری‌های فراصوت در بهینه‌سازی فرآیندهای تخمیر و استخراج

نویسندگان :

الهام نورمحمدزاده سراب¹ رومینا محبی²

1- دانشگاه آزاد اسلامی واحد قوچان 2- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

کلمات کلیدی :

فراصوت،کاویتاسیون صوتی،تخمیر،انتقال جرم

چکیده :

فناوری فراصوت به‌عنوان یک روش نوین غیرحرارتی، پتانسیل قابل‌توجهی در بهینه‌سازی فرآیندهای زیستی و جداسازی دارد. این مقاله مروری، کاربردها و مکانیسم‌های اثر امواج فراصوت (به‌ویژه پدیده کاویتاسیون صوتی) را در دو حوزه کلیدی تخمیر و استخراج بررسی می‌کند. در بخش تخمیر، فراصوت با تسهیل انتقال جرم از طریق افزایش نفوذپذیری غشای سلولی، بهبود تبادل مواد مغذی و حذف متابولیت‌های بازدارنده، منجر به افزایش رشد سلولی، کاهش زمان فرآیند و ارتقای بازده محصولات (مانند آنزیم‌ها، اتانول و اسیدهای آلی) می‌شود. در حوزه استخراج، فراصوت با تخریب ساختار سلولی و تقویت نفوذ حلال، بازده استخراج ترکیبات ارزشمند (پلی‌فنل‌ها، اسانس‌ها، آلکالوئیدها و پلی‌ساکاریدها) از منابع گیاهی، میکروبی و ضایعات کشاورزی را به‌طور چشم‌گیری افزایش داده و زمان عملیات، مصرف حلال و دمای فرآیند را کاهش می‌دهد. مزایای کلیدی این فناوری شامل صرفه‌جویی انرژی،حفظ ترکیبات حساس به حرارت و سازگاری با محیط است. چالش‌هایی نظیر بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند (فرکانس، شدت، زمان)، مقیاس‌پذیری صنعتی و پایش اثرات جانبی (مانند تولید رادیکال‌های آزاد) نیازمند توجه هستند. مطالعات نشان می‌دهند که ادغام فراصوت با سایر فناوری‌ها (مانند استخراج با مایکروویو یا سیال فوق‌بحرانی) می‌تواند اثربخشی آن را افزایش دهد. به‌طورکلی، فراصوت به‌عنوان یک راهکار کارآمد و پایدار، آینده‌امیدبخشی در تحول فرآیندهای زیستی و استخراج صنعتی دارد.