Hielscher ултразвукова технология

По-високи добиви на пектин с ултразвукова екстракция

Ултразвукова екстракция води до високи добиви на висококачествени пектини. Използвайки ултразвук, ценните пектини могат да бъдат ефективно произведени от плодови отпадъци (напр. субстика от обработка на сок) и други биологични суровини. Ултразвуковата екстракция на пектин превъзхожда други техники за екстракция чрез производство на по-високи добиви, давайки превъзходно качество на пектин и бърза процедура за екстракция.

Засилена екстракция на пектин чрез ултразвук

Пектинът се използва като желиращ, емулгиращ и сгъстяващ агент в множество хранителни продукти, както и съставка в козметиката и фармацевтичните продукти. Конвенционалната индустриално извличане на пектин се извършва чрез екстракция с гореща вода, където суровината като цитрусови кори, ябълкови остатъци и други плодови отпадъци се накисва в 60-100 °C гореща вода при ниско рН (приблизително 1,5 – 3.5) за дълъг период от време. Това превръща конвенционалната гореща вода екстракция време- и отнема енергия процес, че често не е достатъчно ефективна, за да освободите големи количества пектини, налични в суровината.
За да се преодолее неефективността на конвенционалния метод на производство, ултразвуковата екстракция се прилага като метод за усилване на процеса, който намалява времето за екстракция и увеличава значително добива на пектин в сравнение с традиционното извличане на гореща вода.

Предимството на ултразвукова екстракция на пектин

Ултразвукова екстракция се прилага в много области на производството на екстракт, например растителни и билкови екстракти за храни, добавки, фармацевтични продукти и козметика. Много важен пример за ултразвукова екстракция е извличането на канабидиол (CBD) и други съединения от растението канабис.
Ултразвуковата екстракция е не-термична техника за екстракция, която предотвратява биоактивните съединения срещу термичното разграждане. Всички ултразвукови параметри на процеса, като амплитуда, интензитет, време, температура и налягане, могат да бъдат точно контролирани. Това позволява прецизен контрол на процесите и качеството и улеснява повтарянето и възпроизвеждането на получените резултати от екстракцията. Екстракт производителите стойност ultrasonication за надеждна процеса повторяемост, което помага да се стандартизират процеси и продукти.

Параметри на процеса за ултразвукова екстракция на пектин

  • Интензивност на ултразвук
  • температура
  • стойност на pH
  • път
  • Размер на частиците на суровината
The ultrasonicator UIP4000hdT is a powerful extractor for industrial pectin production.

Ултразвуковият екстрактор UIP4000hdT е мощен аспиратор 4kW за промишлено производство на пектин.

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Определянето на съответните параметри на процеса позволява да се оптимизира процесът на ултразвукова екстракция до най-висока ефективност и превъзходно качество на екстракта.
Например, размерът на частиците на суровината (например цитрусови кори) е важен фактор: По-малък размер на частиците означава по-висока повърхност, върху която да действат ултразвуковите вълни. По този начин се получава малък размер на частиците, като по този начин се получава по-високи добиви на пектин, по-ниска степен на метилиране и по-голямо съотношение на регионите на рамногалактуран (RG).
Стойността на pH на екстракционния разтворител (т.е. вода + киселина) е друг основен параметър. Когато пектинът се екстрахира при киселинни условия, много от разклонените области на полимера се разлагат, така че да останат главно хомогалактурон (HG) "прави" региони с няколко неутрални молекули на захарта, прикрепени върху или в основната линейна верига.
Ултразвуковата екстракция на пектин намалява времето за екстракция и намалява необходимата температура на процеса, което намалява вероятността от нежелана пектинна промяна от киселини. Това дава възможност за използване на киселини при ограничени условия, за да се променят пектините точно в съответствие с изискванията на продукта.

Какво прави ултразвуковата екстракция на пектин толкова ефективен?

Въздействието на ултразвуковата екстракция директно засяга подуването, перфорацията и счупването на клетъчните стени. Ултразвуково индуцираният масов трансфер причинява хидратация на пектинозния материал в средната ламела, водеща до разпадането на вегеталните тъкани. Ултразвукова кавитация и срязване директно удря клетъчните стени и ги счупи отворена. Тези механизми водят до високоефективни резултати от ултразвукова екстракция.

Ултразвуково екстрахиран пектин (също акустична кавитация подпомага екстрахиран пектин, съкращение ACAE), който е с по-ниско молекулно тегло и степен на метоксилиране е по-богат в региона на rhamnoacturonan-I (RG-I) с дълги странични вериги в сравнение с конвенционалните топлина екстрахиран (CHE) пектин от химически и FT-IR анализ. Консумацията на енергия за извличането на бългтразонов пектин е значително по-ниска от конвенционалния метод на отопление, което показва неговото обещаващо приложение за промишлена производствена скала.
(срв. Уан и др., 2017)
Уан и колегите му (2017) също са в основата на това, че ултразвуково подпомаганата екстракция (ОАЕ) е доказано, че е по-икономичен и екологичен процес с по-висока ефективност и по-малко разходи в сравнение с конвенционалния топлинна екстракция (CHE).

Как работи ултразвуковата екстракция на пектин?

Ултразвукова екстракция се основава на sonomechanical ефекти на ултразвук с висока интензивност. За да се насърчи и засили екстракцията на пектин чрез ултразвукова ултразвукова вълна чрез ултразвукова сонда (наричана още ултразвуков рог или сонотрода) в течната среда, т.е. суспензията, състояща се от пектин-съдържащия суровина и разтворителя. Ултразвуковите вълни преминават през течността и създават редуващи се цикли с ниско налягане / високо налягане. По време на циклите на ниско налягане се създават малки вакуумни мехурчета (т.нар. кавитационни мехурчета), които растат в няколко цикъла на натиск. По време на тези цикли на растеж на мехурчета разтворените газове в течността навлизат във вакуумния балон, така че вакуумният балон да се превърне в нарастващи газови мехурчета. В определен размер, когато мехурчетата не могат да абсорбират повече енергия, те се взривяват бурно по време на цикъла на високо налягане. Имплозията на балона се характеризира с интензивни кавитационни сили, включително много висока температура и налягане, достигащи съответно до 4000K и 1000 атм; както и съответните високи температури и диференциали на налягането. Тези ултразвуково генерирани турбуленции и сили на срязване разчупват растителните клетки и освобождават вътреклетъчните пектини в разтворителя на водна основа. Тъй като ултразвуковата кавитация създава силно интензивен масов трансфер, ултразвукът води до изключително високи добиви в рамките на много кратко време за обработка.

Ултразвукови разрушители се използват за екстракции от фитоизточници (например растения, водорасли, гъбички)

Ултразвукова екстракция от растителни клетки: микроскопичната напречна секция (TS) показва механизма на действия по време на ултразвукова екстракция от клетки (увеличение 2000x) [ресурс: Vilkhu и Ал. 2011]

За пектините

Пектинът е хетерополизахарид, състоящ се от дълговерижни галактуронови сегменти и други неутрални захари като рамноза, арабиноза, галактоза и ксилоза. За да бъде по-специфичен, пектинът е блок от кополимер, състоящ се от 1,4-α-свързана галактуронова киселина и 1,2-свързана рамнза със странични разклонения на β-D-галактоза, L-арабиноза и други захарни единици. Тъй като в пектин са открити няколко захарни бонбони и различни нива на метилови естерификация, пектинът не е дефиниран молекулно тегло като другите полизахариди. Пектинът, който е определен за употреба в храни, се определя като хетерополизахарид, съдържащ най-малко 65% единици галактуронова киселина. Чрез прилагане на специфични условия на екстракция, пектините могат успешно да бъдат модифицирани и функционализирани, за да отговарят на специфични изисквания. Производството на функционализирани и модифицирани пектини представлява интерес за специални приложения, например нискометоксилиран пектин (LMP) за фармацевтични продукти.

The ultrasonicator UIP2000hdT is a 2kW extractor for industrial pectin production.

Ултразвуков партиден екстрактор UIP2000hdT с каскадния рог

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Пектини, извлечени от плодови отпадъци

Ultrasonic extraction is highly efficient to produce high-quality pectins from citrus waste.Плодовите отпадъци като кора, остатъци от плодов пулп (след пресоване на плодов сок) и други плодови вторични продукти често са богати на пектин. Докато плодовите отпадъчни продукти често се използват като храна за животни, извличането на пектин е по-ценна употреба на плодови отпадъци.
Ултразвукова екстракция на пектин вече се извършва успешно с цитрусови кори (като портокали, мандарини, грейпфрут), пъпеш, ябълков остатъчен материал, омекот на захарно цвекло, белене на манго, отпадъци от домати, както и от креп, маракуя, фигурни кори и др.

Казуси на ултразвукова екстракция на пектин

Поради недостатъците на конвенционалния пектин екстракция чрез топлина, изследвания и промишленост вече са проучили иновативни алтернативи като ултразвукова екстракция. По този начин, са налични много информация за параметрите на процеса за различни суровини, както и данни за оптимизация на процесите.

Ултразвукова екстракция на пектин от Apple Поппаце

Дранка и Ороян (2019) изследваха ултразвуково подпомагания процес на екстракция на пектин от ябълков кюспе, като се прилагат различни ултразвукови условия и използващи Box-Behnken повърхностен дизайн. Те установяват, че ултразвуковата амплитуда силно влияе върху добива и степента на естерификация на екстрахирания пектин, докато рН на екстракцията има голямо въздействие върху всичките три отговора, т.е. добив, съдържание gala и степен на естерификация. Оптималните условия за екстракция бяха 100% амплитуда, рН 1.8, съотношение на твърдо-течност от 1: 10 g / mL и 30 min sonication. При тези условия, добивът на пектин е 9.183% и е 98.127 g/ 100 g GalA съдържание и 83.202% степен на естерификация. За да се определят резултатите от ултразвуково извлечени пектин във връзка с търговски пектин, пектинът на пробата, получена чрез ултразвукова екстракция при оптимални условия, се сравнява с търговските цитрусови и проби от ябълков пектин от FT-IR, DSC, реологичния анализ и семе. Първите две техники подчертаха някои особености на пектиновата проба, екстрахирана чрез ултразвукова екстракция, като по-тесния диапазон на разпределение на молекулното тегло, редовото молекулно подреждане и високата степен на естерификация, която е подобна на тази на наличните в търговската мрежа ябълкови пектини. Анализът на морфологичните характеристики на ултразвукова получена проба показва модел на определяне между разпределението на размерите на фрагментите на тази проба и нейното съдържание на GalA от едната страна, и капацитетът на поемане на вода от другата страна. Вискозитетът на ултразвуково извлечения пектин е много по-висок от този на разтворите, направени с помощта на търговски пектин, които може би поради високата концентрация на галактуронова киселина. Когато се има предвид също високата степен на естерификация, това може да обясни защо вискозитетът е по-висок за ултразвуково екстрахиран пектин. Изследователите заключават, че чистотата, структурата и реологичните поведение на пектин, извлечени чрез ултразвукова екстракция от Malus domestica "Fălticeni" ябълка показва обещаващи приложения на този разтворими фибри. (срв. Дранка & Оройски 2019)

Методът за ултразвукова екстракция на пектин се отличава от

  • по-високи добиви
  • по-бърза обработка
  • по-меки условия на обработка
  • Подобрена цялостна ефективност
  • проста и безопасна експлоатация
  • бързо RoI

Високоефектив ултразвуков екстрактор за производство на пектин

Ultrasonic extractor UIP4000hdT with flow-through setup for pectin extractionУлтразвуковата екстракция е надеждна технология за преработка, която улеснява и ускорява производството на висококачествени пектини различни суровини като цитрусови плодове и пилинг, ябълков кюспе и много други. Hielscher Ultrasonics портфейл обхваща пълната гама от компактни лабораторни ultrasonicators до промишлени системи за извличане. По този начин, ние в Hielscher можем да ви предложим най-подходящия ултразвук за вашия предвиждания капацитет на процеса. Нашият дългогодишен опитен персонал ще ви помогне от тестове за осъществимост и оптимизация на процесите до инсталирането на вашата ултразвукова система на крайното ниво на производство.
Малкият отпечатък на краката на нашите ултразвукови екстрактори, както и тяхната гъвкавост в опциите за монтаж ги правят подходящи дори в малки помещения за обработка на пектин. Ултразвукови процесори са инсталирани в целия свят в хранителни, фармацевтични и хранителни добавки производствени съоръжения.

Hielscher Ultrasonics – Усъвършенствано оборудване за екстракция

Hielscher Ultrasonics продуктово портфолио обхваща пълната гама от високопроизводителни ултразвукови екстрактори от малък до голям мащаб. Допълнителните аксесоари позволяват лесно сглобяване на най-подходящата конфигурация на ултразвуково устройство за процеса на пектин екстракция. Оптималната ултразвукова настройка зависи от предвидения капацитет, обем, суровина, партида или инлайн процес и времева линия.

Партида и вградена

Hielscher ultrasonicators могат да се използват за партида и непрекъсната поток през обработка. Ултразвуковата обработка на партиди е идеална за тестване на процеси, оптимизация и ниско до средно ниво на производство. За производство на големи обеми пектин, вградена обработка може да бъде по-изгодно. Непрекъснат процес на внедим смесване изисква сложни настройки – състоящ се от помпа, маркучи или тръби и резервоари -, но е високоефективен, бърз и изисква значително по-малко труд. Hielscher Ultrasonics има най-подходящата настройка за екстракция за вашия обем на извличане и технологични цели.

Ултразвукови екстрактори за всеки продукт капацитет

UIP4000hdT поток клетка за вградена соникация в промишлен мащабHielscher Ultrasonics продуктова гама покрива пълния спектър от ултразвукови процесори от компактни лабораторни ultrasonicators над пейка-отгоре и пилотни системи до напълно промишлени ултразвукови процесори с капацитет за обработка на товари на час. Пълната продуктова гама ни позволява да ви предложим най-подходящия ултразвуков екстрактор за вашата пектин-съдържаща суровини, капацитет на процеса и производствени цели.
Ултразвуковите системи за пехлип са идеални за тестове за осъществимост и оптимизация на процесите. Линейно мащабиране въз основа на установените параметри на процеса го прави много лесно да се увеличи капацитетът за обработка от по-малки лотове до напълно търговско производство. Up-мащабирането може да се извърши или чрез инсталиране на по-мощен ултразвуков блок за извличане или групиране на няколко ultrasonicators паралелно. С UIP16000, Hielscher предлага най-мощния ултразвуков аспиратор в световен мащаб.

Прецизно контролируеми амплитуди за оптимални резултати

Всички Ултразвукови апарати Hielscher са прецизно контролирани и по този начин надеждни работни коне в производството. Амплитудата е един от най-важните параметри на процеса, които влияят на ефикасността и ефективността на ултразвуковата екстракция на пектин от плодове и био-отпадъци.
Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Всички Hielscher ултразвук’ процесори позволяват прецизна настройка на амплитудата. Сонотроди и бустер рога са аксесоари, които позволяват да се промени амплитудата в още по-широк диапазон. Hielscher's промишлени ултразвукови процесори могат да доставят много високи амплитуди и доставят необходимата интензивност ултразвук за взискателни приложения. Амплитудите до 200μm могат лесно да се движат непрекъснато при работа 24/7.
Точните настройки на амплитудата и постоянното наблюдение на параметрите на ултразвуковия процес чрез интелигентен софтуер ви дават възможност да третирате суровината си с най-ефективните ултразвукови условия. Оптимална ултразвук за най-добри резултати от екстракция!
Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява 24/7 работа при тежки условия и в трудни условия. Това прави ултразвуковото оборудване на Hielscher надежден работен инструмент, който отговаря на вашите изисквания за екстракция.

Лесно тестване без риск

Ултразвукови процеси могат да бъдат напълно линейни мащабирани. Това означава всеки резултат, който сте постигнали с помощта на лаборатория или пейка-топ ultrasonicator, може да бъде мащабиран до точно същата изходна мощност, като се използват точно същите параметри на процеса. Това прави ultrasonication идеален за безрисков тестване на осъществимостта, оптимизация на процесите и последващо внедряване в търговско производство. Свържете се с нас, за да научите как ултразвук може да увеличи производството на пектин екстракт.

Най-високо качество – Проектиран и произведен в Германия

Като семеен и семеен бизнес, Hielscher приоритизира най-високите стандарти за качество за своите ултразвукови процесори. Всички ultrasonicators са проектирани, произведени и старателно тествани в нашата централа в Teltow близо до Берлин, Германия. Здравина и надеждност на ултразвуковото оборудване на Hielscher го правят работен кон в производството ви. 24/7 работа при пълно натоварване и в взискателна среда е естествена характеристика на Hielscher миксери с висока производителност.

Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators:

Партида том Дебит Препоръчителни Devices
1 до 500mL 10 до 200 ml / мин UP100H
00,1 до 20L 00,2 до 4 л / мин UIP2000hdT
10 до 100L 2 до 10 л / мин UIP4000hdT
п.а. 10 до 100 L / мин UIP16000
п.а. по-голям струпване на UIP16000

Свържете се с нас! / Попитай ни!

Поискайте повече информация

Моля, използвайте формата по-долу, за да поискате допълнителна информация за ултразвукови процесори, приложения и цена. Ще се радваме да обсъдим процеса с вас и да ви предложим ултразвукова система, която отговаря на вашите изисквания!









Моля, обърнете внимание, че нашите Правила за поверителност,


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори за смесване на приложения, дисперсия, емулгиране и екстракция на лаборатория, пилот и промишлен мащаб.

Литература / Препратки