Ultrazvučna ekstrakcija i zaštita

Ultrazvučna ekstrakcija i očuvanje koristi ultrazvuk snage za dezintegraciju ćelijskih struktura (liza). Razbijanje ćelija ultrazvučnim rastvorima u visoko efikasnoj ekstrakciji unutarćelijskih jedinjenja kao i mikrobnoj inaktivaciji. Zbog brojnih prednosti, ultrazvučnost se široko koristi za ekstrakciju i očuvanje u prehrambenoj industriji. Saznajte više o prednostima ultrazvučne ekstrakcije i prerade hrane!

Ultrazvuk snage za ekstrakciju i konzerviranje hrane i botanike

Ultrazvučni zraka: Ultrazvučna ekstrakcija je proces koji koristi visokofrekventne zvučne talase za izdvajanje jedinjenja iz različitih materijala kao što su biljke, voće i povrće. Proces uključuje upotrebu ultrazvučnih talasa za stvaranje mehurića visokog pritiska u tečnom ili polučvrstom materijalu, koji se brzo urušavaju, stvarajući intenzivnu toplotu i pritisak koji remeti ćelijske zidove materijala i oslobađa željene spojeve.

Princip rada ultrazvučne ekstrakcije i očuvanja

Osnovni princip ultrazvučne ekstrakcije zasniva se na fenomenu poznatom kao akustična kavitacija. Kada je tečnost izložena ultrazvučnim talasima visokog intenziteta i niske frekvencije (oko 20 kHz), ona generiše talase pritiska koji stvaraju sićušne vakuumske mehuriće u tečnosti. Ovi mehurići rastu u veličini kako se intenzitet ultrazvuka povećava, a kada dostignu određenu veličinu, iznenada i nasilno kolabiraju, stvarajući udarni talas i oslobađajući energiju u obliku toplote i pritiska.
Ovaj proces uzrokuje mehanički poremećaj ćelijskih zidova, oslobađajući željene spojeve iz materijala u tekući rastvarač. Oslobođeni spojevi se zatim mogu odvojiti od rastvarača standardnim tehnikama separacije kao što su filtracija ili centrifugiranje.

Informativni zahtev




Zabilježi naš Politika privatnosti.


Ultrazvučna ekstrakcija alkaloida iz biljnog materijala pomoću ultrazvučne sonde UP400St.

ultrasonicator UP400St za efikasnu netermičku ekstrakciju biljnog materijala.

Ultrazvučno očuvanje: Ultrazvučno očuvanje se zasniva na istim kavitacionim efektima kao i ultrazvučna ekstrakcija. Za očuvanje, ultrazvuk snage se primjenjuje za produženje roka trajanja kvarljive hrane korištenjem visokofrekventnih zvučnih talasa za inhibiranje rasta mikroorganizama koji uzrokuju kvarenje. Proces uključuje izlaganje hrane ultrazvučnim talasima koji remete ćelijske zidove bakterija, kvasaca i plijesni, što dovodi do njihovog uništavanja ili inhibicije.
Ovaj proces uzrokuje mehanički poremećaj ćelijskih zidova mikroorganizama, što dovodi do njihovog uništavanja ili inhibicije. Ultrazvučni talasi takođe mogu povećati propusnost ćelijskih membrana, omogućavajući konzervansima i drugim antimikrobnim agensima da efikasnije prodru i ubiju mikroorganizme.
Ultrazvučno očuvanje je poželjno u odnosu na tradicionalne metode konzerviranja jer nudi nekoliko prednosti kao što su kraće vreme obrade, veća efikasnost i sposobnost očuvanja prirodnih svojstava i ukusa hrane. Koristi se u širokom spektru prehrambenih proizvoda kao što su sosovi, sokovi, mlečni proizvodi, jaja i meso kako bi se produžio rok trajanja i osigurala njihova bezbednost.

Tehnika ultrazvučne ekstrakcije i očuvanja preferira se u odnosu na tradicionalne metode ekstrakcije i očuvanja jer nudi nekoliko prednosti kao što su brže stope ekstrakcije, odličan kvalitet proizvoda, veći prinos, čisto mehanički netermički tretman i mogućnost izdvajanja šireg spektra jedinjenja. Koristi se u širokom spektru industrija kao što su hrana i piće, farmaceutski proizvodi i kozmetika.

Ultrazvučna botanička ekstrakcija daje veći prinos. Hielscher UIP2000hdT, 2000 watts homogenizer je dovoljno moćan da izvuče seronje od 10 litra do 120 litra lako.

Ultrazvučno vađenje botanika - 30 litara / 8 Gallon Batch

Video sličica

Moćna Ultrasonična Šupljanja na Hielscher Cascatrodeu

Snažna ultrazvučna kavitacija Hielscher UIP1000hdT Cascatrode

Ultrazvučna proteinska i enzimska ekstrakcija

Posebno je ekstrakcija enzima i proteina pohranjenih u ćelijama i subćelijskim česticama jedinstvena i efikasna primjena ultrazvuka visokog intenziteta, jer se ekstrakcija organskih spojeva sadržanih u tijelu biljaka i sjemena rastvaračem može značajno poboljšati. Zbog toga ultrazvuk ima potencijalnu korist u ekstrakciji i izolaciji novih potencijalno bioaktivnih komponenti, npr. iz neiskorišćenih tokova nusproizvoda formiranih u trenutnim procesima. Ultrazvuk takođe može pomoći u intenziviranju efekata enzimske terapije, a time smanjiti količinu enzima koja je potrebna ili povećati prinos relevantnih jedinjenja koja se mogu ekstrahovati.

Ultrazvučna ekstrakcija lipida i proteina

Ultrasonication se često koristi za poboljšanje ekstrakcije lipida i proteina iz biljnog sjemena, kao što su soja (npr brašno ili obezmašćenih soje) ili drugih uljarica. U ovom slučaju, uništavanje ćelija zidova olakšava pritiskom (hladno ili vruće) i time smanjuje preostale ulja ili masti u pritiskom na tortu.

Uticaj kontinuirane ultrazvučne ekstrakcije na prinos raspršenog proteina pokazali su Moulton et al. Sonikacija je progresivno povećavala oporavak raspršenih proteina jer se odnos pahuljica i rastvarača mijenjao sa 1:10 na 1:30. Pokazalo se da je ultrazvuk sposoban da peptizira protein soje pri gotovo svakom komercijalnom propusnom stanju i da je potrebna sonička energija najniža, kada su korištene deblje kaše.

Ultrazvučna izolacija fenolnih spojeva i antocijanina

Enzimi, kao što su pektinaza, cellulases i hemicellulases su naširoko koristi u obradi soka kako bi se razgrađuju ćeliju zidove i poboljšati sok extractability. Prekida matrice ćelija zid i oslobađa komponente, kao što su fenola u sok. Ultrazvuk poboljšava proces ekstrakcije i stoga može dovesti do povećanja fenolne spoj, alkaloidi i sok od prinosa, obično lijevo u press kolač.

The beneficial effects of ultrasonic treatment on the liberation of phenolic compounds and anthocyanins from grape and berry matrix, in particular from bilberries (Vaccinium myrtillus) and black currants (>Ribes nigrum) into juice, was investigated by VTT Biotechnology, Finland using an ultrasonic processor UIP2000hd after thawing, mashing and enzyme incubation. The disruption of the cell walls by enzymatic treatment (Pectinex BE-3L for bilberries and Biopectinase CCM for black currants) was improved when combined with ultrasound. “Američki liječenje povećava koncentracija fenolnih jedinjenja borovnica sok za više od 15%. […] Utjecaj SAD (ultrazvuk) bio je značajniji sa crnim ribizle, koji su veći izazov bobice u obradi soka od borovnice zbog visokog sadržaja pektina i drugu ćeliju zid arhitekture. […] Koncentracija fenolnih spojeva u sok povećana za 15-25% pomoću SAD (ultrazvuk) tretman nakon enzima inkubacije.” (cf. Mokkila et al., 2004.)
 

U ovoj prezentaciji predstavljamo vam proizvodnju botaničkih ekstrakata. Objašnjavamo izazove proizvodnje visokokvalitetnih botaničkih ekstrakata i kako vam sonicator može pomoći da prevaziđete ove izazove. Ova prezentacija će vam pokazati kako ultrazvučna ekstrakcija funkcioniše. Naučićete koje prednosti možete očekivati pomoću sonikulatora za ekstrakciju i kako možete implementirati ultrazvučni ekstraktor u proizvodnju ekstrakta.

Ultrazvučna botanička ekstrakcija - kako koristiti zvučnike za ekstrakciju botaničkih spojeva

Video sličica

 

Industrijski sondni ultrazvučni sistem UIP6000hdT (6kW, 20kHz) sa reaktorom protočnih ćelija za kontinuiranu ultrazvučnu obradu tečnosti i pasta sa visokom propusnošću.

Ultrazvučni sistem UIP6000hdT u industrijskoj instalaciji kontinuirane ekstrakcije.

Informativni zahtev




Zabilježi naš Politika privatnosti.


Mikroba i enzima inaktivacije

Mikroba i enzima inaktivacijeMikrobna i enzimska inaktivacija (očuvanje), npr. u voćnim sokovima i umacima je još jedna primjena ultrazvuka u preradi hrane. Danas je očuvanje povišenjem temperature u kratkim vremenskim periodima (pasterizacija) i dalje najčešća metoda obrade mikrobne ili enzimske inaktivacije koja dovodi do dužeg roka trajanja (očuvanja). Zbog izloženosti visokim temperaturama, konvencionalna toplotna pasterizacija često dolazi do nedostataka za prehrambene proizvode.
Proizvodnju novih supstanci iz reakcije topline katalizovanih i modifikaciju makromolekula, kao i deformacije biljnih i životinjskih strukture mogu smanjiti do gubitka kvaliteta. Stoga, termičke obrade može izazvati nepoželjne promene senzornih atributa, i.e. tekstura, okus, boja, miris, i prehrambene kvalitete, i.e. vitamine i proteine. Ultrazvuk je efikasan netermičkih (minimalna) alternativne obrade.

Za razliku od konvencionalnih toplotnih tretmana, ultrazvučno očuvanje koristi energiju i sile smicanja akustične kavitacije kako bi inaktiviralo enzime. Na dovoljno niskim nivoima sonicacije strukturne i metaboličke promjene mogu se pojaviti u ćelijama bez njihovog uništenja. Aktivnost peroksidaze, koja se nalazi u većini sirovog i neblanšenog voća i povrća, a može biti posebno povezana sa razvojem off-aroma i smeđih pigmenata može se značajno smanjiti upotrebom ultrazvuka. Termorezistentni enzimi, kao što su lipaza i proteaza koji izdržavaju tretman na ultra visokim temperaturama i koji mogu smanjiti kvalitet i rok trajanja toplotno obrađenog mleka i drugih proizvoda iz dnevnika, mogu se efikasnije inaktivirati istovremenom primenom ultrazvuka, toplote i pritiska (MTS).

Ultrazvuk je pokazao svoj potencijal u uništavanju patogena koji se prenose hranom, kao što su E.coli, Salmonellae, Ascaris, Giardia, Cryptosporidium ciste i poliovirus.

Primjenjivo na: konzerviranje džema, marmelade ili preljeva, voćnih sokova i umaka, mesnih prerađevina, mliječnih proizvoda i sladoleda.
 

Hielscher ultrazvučnici mogu homogenizovati i pasterizovati proizvode od tečnih jaja (cela jaja, belanca, žumanca) kako bi se osigurala bezbednost hrane i mehanička stabilnost. Hielscher ultrazvučni homogenizatori pružaju intenzivnu kavitaciju i visoke sile smicanja za ubijanje mikroba. Ultrazvučna pasterizacija je veoma efikasna i efikasna alternativa pasterizaciji na niskim temperaturama. Tečno jaje pasterizovano ultrazvučnošću pokazuje manje denaturacije proteina, manji gubitak ukusa, poboljšanu homogenost i značajno veću energetsku efikasnost.

Homogenizacija tečnih jaja i pasterizacija primenom ultrazvuka snage sa ultrazvučnim UP400ST

Video sličica

 

Sinergije Ultrazvuk sa temperature i tlaka

Ultrasonication je često efikasniji u kombinaciji sa drugim anti-mikrobne metode, kao što su:

  • termo-sonication, i.e. topline i ultrazvuk
  • mano-sonication, i.e. pritisak i ultrazvuk
  • Mano-termo-sonication, i.e. pritisak, vrućine i ultrazvuk

Kombinovana primena ultrazvuka sa toplotom i/ili pritiskom preporučuje se za Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae i Aeromonas hydrophila.

Ultrazvučnici vs druge tehnike konzerviranja hrane

Za razliku od drugih termičkih i netermičkih procesa, kao što su homogenizacija visokog pritiska, toplotna pasterizacija, visoki hidrostatički pritisak (HP), komprimovani ugljen-dioksid (cCO2) i superkritični ugljen-dioksid (ScCO2), impulsi visokog električnog polja (HELP) ili mikrotalasi, ultrazvuk se može lako testirati u laboratoriji ili bench-top skali. – Generisanje ponovljivih rezultata za povećanje Intenzitet i karakteristike kavitacije mogu se lako prilagoditi specifičnom procesu ekstrakcije kako bi se ciljali specifični ciljevi. Amplituda i pritisak mogu se razlikovati u širokom rasponu, npr. da bi se identifikovala energetski najefikasnija postavka ekstrakcije.

Ostale prednosti povezane sa upotrebom ultrazvučne ekstrakcije sonde su lako rukovanje ekstraktom, brzo izvođenje, bez ostataka, visok prinos, ekološki prihvatljiv, poboljšan kvalitet i sprečavanje degradacije ekstrakta.
(cf. Chemat et al., 2011.)

Prednosti ultrazvučne prerade hrane
 

  • potpunije ekstrakcija
  • Netermičko očuvanje
  • veće prinose
  • Visoke hranljive materije, vrhunski kvalitet hrane
  • brz proces
  • Hladni / netermalni proces
  • Lako i sigurno za rad
  • niska održavanje
Ultrazvučne sonde su veoma efikasne za netermalnu ekstrakciju lekovitih gljiva kao što je Chaga. Ovaj video demonstrira brzu ekstrakciju punog spektra iz čage pomoću ultrazvučnika UP100H.

Ekstrakcija gljiva - ekstrakcija hladnih čaga gljiva pomoću ultrazvučnosti

Video sličica

Ultrazvučni sistemi visokih performansi za ekstrakciju i preseravaciju

Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi i distribuira ultrazvučnike visokih performansi za efikasnu ekstrakciju i očuvanje. Korišćenje Hielscher ultrazvučne opreme za ekstrakciju i očuvanje hrane je moćna tehnologija obrade koja se može primeniti ne samo bezbedno i ekološki prihvatljivo, već i efikasno i ekonomično. Efekat homogenizacije i očuvanja može se lako koristiti za bilo koji tečni ili pastasti prehrambeni proizvod, uključujući voćne sokove i pire (npr. pomorandža, jabuka, grejpfrut, mango, grožđe, šljiva), kao i za sosove od povrća i supe (npr. sos od paradajza ili supu od šparoga), mlečne proizvode, jaja i meso.
Naš portfolio ultrazvučnih homogenizatora i ekstraktora kreće se od ručnih, prenosivih uređaja do potpuno industrijskih proizvodnih sistema za linijske obrade velikih količina u komercijalnom obimu.

Dizajn, proizvodnja i konsalting – Kvalitet proizveden u Nemačkoj

Hielscher ultrazvučni sistemi su poznati po svojim najvišim standardima kvaliteta i dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućavaju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnika u industrijske objekte. Teškim uslovima i zahtevnim okruženjima lako upravljaju Hielscher ultrazvučnici.

Hielscher Ultrasonics je ISO sertifikovana kompanija i stavlja poseban naglasak na ultrazvučnike visokih performansi sa najsavremenijom tehnologijom i jednostavnošću upotrebe. Naravno, Hielscher ultrazvučnici su usklađeni sa CE i ispunjavaju zahteve UL, CSA i RoHs.

Tabela u nastavku daje naznaku približan kapacitet prerade naših ultrasonicators:

Batch Volumen protok Preporučeni uređaji
00,5 do 1.5mL N / A. VialTweeter
1 do 500ml 10 do 200ml / min UP100H
10 do 2000mL 20 do 400mL / min Uf200 ः t, UP400St
00,1 do 20L 00,2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100l 2 do 10L / min UIP4000hdT
15 do 150 l 3 do 15 l/min UIP6000hdT
N / A. 10 do 100L / min UIP16000
N / A. veći klaster UIP16000

Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!

Traži više informacija

Molimo koristite formular ispod da Zatražit dodatne informacije o ultrazvučnim procesorima, aplikacijama i cijeni. Biće nam drago da diskutujemo o vašem procesu sa vama i da vam ponudimo ultrazvučni sistem.









Molim vas, obratite se našem Politika privatnosti.


Ultrazvučni homogenizatori visoke smice se koriste u laboratoriji, klupi-vrhu, pilotu i industrijskoj obradi.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulgaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim skalama.



Književnost/reference

Činjenice vredi znati

Ultrazvučni Cell Raspad

Pod intenzivnim soniciranjem, enzimi ili proteini se mogu osloboditi iz ćelija ili subćelijskih organela kao rezultat raspada ćelija. U ovom slučaju, jedinjenje koje se rastvara u rastvarač je zatvoreno u nerastvorljivu strukturu. Da bi se izdvojila, ćelijska membrana mora biti uništena. Ćelijski poremećaj je osetljiv proces, jer ćelijski zid može da izdrži visok osmotski pritisak unutra. Potrebna je dobra kontrola ćelijskog poremećaja, kako bi se izbjeglo nesmetano oslobađanje svih unutarćelijskih proizvoda, uključujući ćelijske ostatke i nukleinske kiseline, ili denaturaciju proizvoda.
Ultrasonication služi kao dobro kontrolirati sredstva za mobilne dezintegracije. Za ovo, mehaničke efekte ultrazvuka daju brže i potpunije prodiranje otapala u ćelijske materijala i poboljšanje prenosa mase. Ultrazvuk postiže veće penetracije otapala u postrojenje tkivo i poboljšava prenosa mase. Ultrazvučnih talasa generiranje kavitacija poremetiti ćelijske zidove i olakšati otpuštanje komponenti matrice.

Ultrazvučni poboljšani prenos mase podstiče ekstrakciju

Općenito, ultrazvuk može dovesti do permeabilizacije ćelijskih membrana do iona, a može značajno smanjiti selektivnost ćelijskih membrana. Mehanička aktivnost ultrazvuka podržava difuziju rastvarača u tkivo. Kako ultrazvuk mehanički razbija ćelijski zid silama smicanja kavitacije, olakšava prijenos iz ćelije u rastvarač. Smanjenje veličine čestica ultrazvučnom kavitacijom povećava površinu u kontaktu između čvrste i tečne faze.

Ultrazvučna liza i inaktivacija E.coli

Za proizvodnju malih količina rekombinantnih proteina za proučavanje i karakterizaciju njihovih bioloških svojstava, E.coli je bakterija izbora. Oznake za prečišćavanje, npr. polihistidinski rep, beta-galaktozidaza ili proteini koji vežu maltozu, obično su spojeni sa rekombinantnim proteinima kako bi se odvojili od ćelijskih ekstrakata sa čistoćom dovoljnom za većinu analitičkih svrha. Ultrazvučnost omogućava maksimiziranje oslobađanja proteina, posebno kada je proizvodni prinos nizak i da se sačuva struktura i aktivnost rekombinantnog proteina.

ultrazvučna oksidacija

Pri kontrolisanom intenzitetu, primena ultrazvuka na biotransformaciju i fermentaciju može dovesti do poboljšane bioobrade, zbog indukovanih bioloških efekata i zbog olakšanog transfera ćelijske mase. Uticaj kontrolisane primene ultrazvuka (20kHz) na oksidaciju holesterola u holestenon putem ćelija u mirovanju Rhodococcus erythropolis ATCC 25544 (ranije Nocardia erythropolis) istraživao je Bar (1987).
Ovaj sistem je tipičan za mikrobne transformacije sterola i steroida u tome što su supstrat i proizvodi čvrste materije nerastvorljive u vodi. Zbog toga je ovaj sistem prilično jedinstven po tome što i ćelije i čvrste materije mogu biti podložne efektu ultrazvuka. Pri dovoljno niskom ultrazvučnom intenzitetu koji je sačuvao strukturni integritet ćelija i održavao njihovu metaboličku aktivnost, Bar je uočio značajno poboljšanje kinetičkih stopa biotransformacije u mikrobnim kašama od 1,0 i 2,5 g/L holesterola kada se sonicira za 5s svakih 10 mn sa izlaznom snagom od 0,2W/cm². Ultrazvuk nije pokazao uticaj na enzimsku oksidaciju holesterola (2,5 g/L) putem holesterol oksidaze.


Ultrazvuka visokih performansi! Hielscherov proizvodni raspon pokriva cijeli spektar od kompaktnog lab ultrasonicatora preko klupa-top jedinica do puno-industrijskih ultrazvučnih sistema.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija u industrijske veličine.


Biće nam drago da razgovaramo o vašem procesu.

Stupimo u kontakt.