Vyšší výnosy pektinu s ultrazvukovou extrakcí

Ultrazvuková extrakce má za následek vysoké výnosy vynikající kvality pektinů. Pomocí použití ultrazvuku, cenné pektiny mohou být účinně vyrobeny z ovocného odpadu (např. by-produkty ze zpracování šťávy) a jiné biologické suroviny. Ultrazvuková extrakce pektinu vyniká jinými extrakčními technikami tím, že produkuje vyšší výnosy, dává vynikající kvalitu pektinu a rychlý extrakční postup.

Zesílená extrakce pektinu sonikacemi

Pektin se používá jako želírující, emulgační a zahušťující činidlo v mnoha potravinářských výrobcích, stejně jako složka v kosmetice a léčivech. Konvenční průmyslová extrakce pektinu se provádí extrakcí horkou vodou, kde se surovina jako citrusové kůry, jablečný pomak a jiný ovocný odpad namáčí v horké vodě o teplotě 60–100 °C při nízkém pH (cca pH 1,5 – 3,5) po dlouhou dobu. To změní konvenční extrakci teplé vody časově a energeticky náročný proces, který často není ani dostatečně účinný, aby uvolnil velké množství pektinů dostupných v surovině.
Za účelem překonání neefektivnosti konvenční výrobní metody se ultrazvuková extrakce aplikuje jako technika zesílení procesu, která snižuje dobu extrakce a výrazně maximalizuje výnos pektinu ve srovnání s tradiční extrakcí teplé vody.

Výhodou ultrazvukové pectinové extrakce

Ultrazvuková extrakce se používá v mnoha oblastech výroby extraktu, například botanické a bylinné extrakty pro potraviny, doplňky stravy, léčiva a kosmetiku. Velmi prominentním příkladem ultrazvukové extrakce je extrakce kanabidiolu (CBD) a dalších sloučenin z rostliny konopí.
Ultrazvuková extrakce je netetální extrakční technika, která zabraňuje tím bioaktivním sloučeninám proti tepelné degradaci. Všechny ultrazvukové procesní parametry, jako je amplituda, intenzita, čas, teplota a tlak, lze přesně ovládat. To umožňuje přesnou kontrolu procesů a kvality a usnadňuje opakování a reprodukci po získání výsledků extrakce. Výrobci extraktů hodnotu ultrazvuku pro spolehlivou opakovatelnost procesu, který pomáhá standardizovat procesy a produkty.

Procesní parametry pro ultrazvukovou extrakci pektinu

  • Intenzita použití ultrazvuku
  • Teplota
  • hodnota pH
  • čas
  • Velikost částic suroviny
The ultrasonicator UIP4000hdT is a powerful extractor for industrial pectin production.

Ultrazvukový extraktor UIP4000hdT je výkonný extraktor o 4kW pro průmyslovou výrobu pektinu.

Žádost o informace





Stanovení příslušných parametrů procesu umožňuje optimalizovat proces ultrazvukové extrakce na nejvyšší účinnost a vynikající kvalitu extraktu.
Důležitým faktorem je například velikost částic suroviny (např. citrusové kůry): Menší velikost částic znamená vyšší plochu, na kterou mohou ultrazvukové vlny působit. Malá velikost částic tím vede k vyšším výnosům pektinu, nižšímu stupni methylace a většímu poměru rhamnogalacturonan (RG) oblastí.
Dalším základním parametrem je hodnota pH extrakčního rozpouštědla (tj. voda + kyselina). Když je pektin extrahován v kyselých podmínkách, mnoho rhamnogalacturonan rozvětvené oblasti polymeru jsou rozloženy, takže hlavně homogalacturonan (HG) "rovné" oblasti s několika neutrální molekuly cukru připojené na nebo v hlavním lineárním řetězci zůstávají.
Ultrazvuková extrakce pektinu snižuje dobu extrakce a snižuje požadovanou teplotu procesu, což snižuje pravděpodobnost nežádoucí modifikace pektinu kyselinami. To umožňuje používat kyseliny za omezených podmínek, aby bylo možné přesně upravit pektiny podle požadavků na výrobek.

Co dělá ultrazvukové pektin extrakce tak efektivní?

Vliv ultrazvukové extrakce přímo ovlivňuje otok, perforaci a zlomení buněčných stěn. Ultrazvukem indukovaný přenos hmoty způsobuje hydrataci pektinózního materiálu ve střední lamele, což vede k rozpadu vegetálních tkání. Ultrazvukové kavitace a smykové síly přímo ovlivňují buněčné stěny a rozbijí je. Tyto mechanismy mají za následek vysoce efektivní výsledky ultrazvukové extrakce.

Ultrazvukem extrahovaný pektin (také akustická kavitace asistovaná extrakce pektinu, zkratka. ACAE), který měl nižší molekulovou hmotnost a stupeň methoxylace, byl bohatší v oblasti rhamnogalacturonan-I (RG-I) s dlouhými bočními řetězci ve srovnání s konvenčním tepelným extrahovačem (CHE) pectinem z chemické a FT-IR analýzy. Spotřeba energie pro těžbu ulgtrasonu pectinu byla výrazně nižší než u běžné topné metody, což naznačuje jeho slibné uplatnění pro průmyslovou výrobu.
(srov. Wang et al., 2017)
Wang a jeho kolegové (2017) také podporují, že ultrazvukem asistovaná extrakce (SAE) je prokázáno, že je ekonomičtější a šetrnější k životnímu prostředí s vyšší účinností a nižšími náklady ve srovnání s konvenční extrakcí vytápění (CHE).

Jak ultrazvukové pectin extrakce práce?

Ultrazvuková extrakce je založena na sonomechanických účincích ultrazvuku s vysokou intenzitou. Chcete-li podpořit a zesílit extrakci pektinu prostřednictvím ultrazvukové ultrazvukové vlny jsou spojeny pomocí ultrazvukové sondy (také nazývané ultrazvukový roh nebo sonotroda) do kapalného média, tj. Ultrazvukové vlny procházejí kapalinou a vytvářejí střídavé nízkotlaké / vysokotlaké cykly. Během nízkotlakých cyklů vznikají nepatrné vakuové bubliny (tzv. kavitační bubliny), které rostou v několika tlakových cyklech. Během těchto cyklů růstu bublin vstupují rozpuštěné plyny v kapalině do vakuové bubliny, takže vakuová bublina se přemění na rostoucí plynové bubliny. Při určité velikosti, kdy bubliny nemohou absorbovat více energie, prudce implodují během vysokotlakého cyklu. Bublinová imploze se vyznačuje intenzivními kavitačními silami, včetně velmi vysokých teplot a tlaku dosahujících až 4000 K a 1000atm; a odpovídající rozdíly při vysokých teplotách a tlaku. Tyto ultrazvukem generované turbulence a smykové síly rozbít rostlinné buňky a uvolnit intracelulární pektiny do rozpouštědla na bázi vody. Vzhledem k tomu, ultrazvukové kavitace vytváří velmi intenzivní přenos hmoty, sonikace má za následek mimořádně vysoké výnosy ve velmi krátkém čase zpracování.

Ultrazvukové disruptory se používají pro extrakce ze zdrojů fyto (např. rostliny, řasy, houby)

Ultrazvuková extrakce z rostlinných buněk: mikroskopický příčný úsek (TS) ukazuje mechanismus činnosti během ultrazvukové extrakce z buněk (zvětšení 2000x) [zdroj: Vilkhu et al. 2011]

O společnosti Pectins

Pektin je rozvětvený heteropolysacharid skládající se z segmentů galakturonanu s dlouhým řetězcem a dalších neutrálních cukrů, jako je rhamnose, arabinóza, galaktóza a xylosa. Abych byl konkrétnější, pektin je blok ko-polymeru obsahující 1,4-α-spojené galakturonové kyseliny a 1,2-spojené rhamnose s bočními větvemi β-D-galaktózy, L-arabinózy a dalších cukrových jednotek. Vzhledem k tomu, že v pektinu bylo nalezeno několik moieties cukru a různé úrovně methylesterifikace, pektin nemá definovanou molekulovou hmotnost jako jiné polysacharidy. Pektin, který je určen pro použití v potravinách, je definován jako heteropolysacharid obsahující nejméně 65% jednotek kyseliny galakturonové. Použitím specifických podmínek extrakce lze pektiny úspěšně modifikovat a funkcionalizovat tak, aby splňovaly specifické požadavky. Výroba funkcionalizovaných a modifikovaných pektinů je v zájmu speciálních aplikací, např.

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

Ultrazvukový dávkový extraktor UIP2000hdT s kascatrode roh

Žádost o informace





Pektiny extrahované z ovocného odpadu

Ultrasonic extraction is highly efficient to produce high-quality pectins from citrus waste.Ovocný odpad, jako jsou slupky, zbytky ovocné buničiny (po lisování ovocnými šťávami) a další plodové by-produkty jsou často bohatými zdroji pektinu. Zatímco ovocné odpady se často používají jako krmivo pro zvířata, extrakce pektinu je cennějším využitím ovocného odpadu.
Ultrazvuková extrakce pektinu se již úspěšně provádí s citrusovými kůrami (jako jsou pomeranče, mandarinky, grapefruit), melounové kůry, jablečný pokrutin, cukrová řepa, mangový peeling, rajčatový odpad, stejně jako jackfruit, mučenky, fíkové kůry mezi ostatními.

Případové studie ultrazvukové pectinové extrakce

Vzhledem k nevýhodám konvenční extrakce pektinu teplem, výzkum a průmysl již zkoumaly inovativní alternativy, jako je ultrazvuková extrakce. Tím je k dispozici dostatek informací o procesních parametrech pro různé suroviny, stejně jako data optimalizace procesů.

Ultrazvuková extrakce pektinu z jablečného pořízí

Dranca a Oroian (2019) zkoumali ultrazvukem asistovaný proces extrakce pektinu z jablečného pokruše, který používal různé ultrazvukové podmínky a používal design povrchu odezvy Box-Behnken. Zjistili, že ultrazvuková amplituda silně ovlivňuje výtěžnost a stupeň esterifikace extrahovaného pštinu, zatímco extrakční pH mělo velký vliv na všechny tři odpovědi, tj. Optimální podmínky pro extrakci byly 100% amplituda, pH 1,8, poměr pevné kapaliny 1:10 g/ml a 30 min sonikace. Za těchto podmínek byl výnos pektinu 9,183 % a měl obsah GalA 98,127 g/100 g a 83,202% stupeň esterifikace. Chcete-li nastavit výsledky ultrazvukem extrahovaného pektinu ve vztahu s komerčním pektinem, vzorek pektinu získaný ultrazvukovou extrakcí za optimálních podmínek byl porovnán s komerčními vzorky citrusů a jablek pektin ft-IR, DSC, reologické analýzy a SEM. První dvě techniky zdůraznily některé zvláštnosti vzorku pektinu extrahovaného ultrazvukovou extrakcí, jako je užší distribuční rozsah molekulové hmotnosti, uspořádané molekulární uspořádání a vysoký stupeň esterifikace, který byl podobný komerčně dostupným jablečným pektinům. Analýza morfologických vlastností ultrazvukem získaného vzorku naznačuje způsob stanovení mezi rozložením velikosti fragmentů tohoto vzorku a jeho obsahem GalA na jedné straně a kapacitou příjmu vody na druhé straně. Viskozita ultrazvukem extrahovaného roztoku pektinu byla mnohem vyšší než u roztoků vyrobených pomocí komerčního pektinu, což možná kvůli vysoké koncentraci kyseliny galakturonové. Při zvažování také vysoký stupeň esterifikace, To by mohlo vysvětlovat, proč viskozita byly vyšší pro ultrazvukem extrahované pektin. Výzkumníci k závěru, že čistota, struktura a reologické chování pektinu extrahované ultrazvukové extrakce z Malus domestica 'Fălticeni' jablečný pokrutin naznačuje slibné aplikace této rozpustné vlákniny. (srov. & Oroian 2019)

Ultrazvuková metoda extrakce pektinu vyniká

  • vyšší výnosy
  • rychlejší zpracování
  • mírnější podmínky zpracování
  • Vyšší celková efektivita
  • jednoduchý a bezpečný provoz
  • rychlá RoI

Vysoce výkonný ultrazvukový extraktor pro výrobu pektinu

Ultrasonic extractor UIP4000hdT with flow-through setup for pectin extractionUltrazvuková extrakce je spolehlivá technologie zpracování, která usnadňuje a urychluje produkci vysoce kvalitních pektinů různých surovin, jako jsou citrusové plody a slupky, jablečný pomace a mnoho dalších. Hielscher Ultrazvuk portfolio pokrývá celou řadu od kompaktních laboratorních ultrasonicators na průmyslové extrakční systémy. Tím, my v Hielscher vám může nabídnout nejvhodnější ultrasonicator pro vaše předpokládané kapacity procesu. Náš dlouholetý zkušený personál vám pomůže od testů proveditelnosti a optimalizace procesů až po instalaci vašeho ultrazvukového systému na konečné úrovni výroby.
Malý otisk nohou našich ultrazvukových extraktorů, stejně jako jejich univerzálnost v možnostech instalace, aby se vešly i do malých prostorů pektin zařízení. Ultrazvukové procesory jsou instalovány po celém světě v potravinářských, farmaceutických a nutričních doplněk výrobních zařízení.

Hielscher Ultrazvuk – Sofistikované odsávací zařízení

Hielscher Ultrazvuk produktové portfolio pokrývá celou řadu vysoce výkonných ultrazvukových extraktorů z malého až velkého rozsahu. Další příslušenství umožňuje snadnou montáž nejvhodnější konfigurace ultrazvukového zařízení pro proces extrakce pektinu. Optimální ultrazvukové nastavení závisí na předpokládané kapacitě, objemu, surovině, dávkovém nebo vloženém procesu a časové ose.

Dávka a vložené

Hielscher ultrasonicators lze použít pro dávkové a kontinuální průtok přes zpracování. Ultrazvukové dávkové zpracování je ideální pro testování procesů, optimalizaci a malou až střední úroveň výroby. Pro výrobu velkých objemů pektinu může být výhodnější inline zpracování. Kontinuální proces inline míchání vyžaduje sofistikované nastavení – sestávající z čerpadla, hadic nebo potrubí a nádrží -, ale to je vysoce efektivní, rychlý a vyžaduje podstatně méně práce. Hielscher Ultrazvuk má nejvhodnější extrakce nastavení pro vaše extrakční objem a cíle procesu.

Ultrazvukové extraktory pro každou kapacitu produktu

UIP4000hdT proud pro vloženou sonikaci v průmyslovém měřítkuHielscher Ultrazvuk sortiment pokrývá celé spektrum ultrazvukových procesorů z kompaktních laboratorních ultrasonicators přes bench-top a pilotní systémy plně-průmyslové ultrazvukové procesory s kapacitou pro zpracování kamionů za hodinu. Kompletní sortiment nám umožňuje nabídnout vám nejvhodnější ultrazvukový extraktor pro vaši surovinu obsahující pektin, procesní kapacitu a výrobní cíle.
Ultrazvukové stolní systémy jsou ideální pro testy proveditelnosti a optimalizaci procesů. Lineární scale-up založený na zavedených procesních parametrech velmi usnadňuje zvýšení zpracovatelských kapacit z menších šarží na plně komerční výrobu. Up-škálování lze provést buď instalací výkonnější ultrazvukové odsávací jednotky nebo shlukování několik ultrasonicators paralelně. S UIP16000, Hielscher nabízí nejsilnější ultrazvukový extraktor po celém světě.

Přesně řiditelných amplitud pro optimální výsledky

Všechny Hielscher ultrasonicators jsou přesně kontrolovatelné a tím spolehlivé pracovní koně ve výrobě. Amplituda je jedním z klíčových parametrů procesu, které ovlivňují účinnost a účinnost ultrazvukové extrakce pektinu z ovoce a biologického odpadu.
Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Všechny Hielscher Ultrazvuk’ procesory umožňují přesné nastavení amplitudy. Sonotrody a posilovací rohy jsou doplňky, které umožňují modifikovat amplitudu v ještě širším rozsahu. Hielscher průmyslové ultrazvukové procesory mohou poskytovat velmi vysoké amplitudy a poskytovat požadovanou ultrazvukovou intenzitu pro náročné aplikace. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v nepřetržitém provozu.
Přesné nastavení amplitudy a trvalé sledování parametrů ultrazvukového procesu pomocí inteligentního softwaru vám dávají možnost zacházet se surovinou s nejúčinnějšími ultrazvukovými podmínkami. Optimální použití ultrazvuku pro nejlepší výsledky extrakce!
Robustnost ultrazvukového zařízení Hielscher umožňuje nepřetržitý provoz v náročných a náročných prostředích. Díky tomu je hielscherovo ultrazvukové zařízení spolehlivým pracovním nástrojem, který splňuje vaše požadavky na extrakci.

Snadné a bezrizikové testování

Ultrazvukové procesy mohou být zcela lineární škálované. To znamená, že každý výsledek, kterého jste dosáhli pomocí laboratoře nebo bench-top ultrasonicator, lze škálovat na přesně stejný výstup pomocí přesně stejné parametry procesu. Díky ultrazvuku ideální pro bezrizikové testování proveditelnosti, optimalizace procesů a následnou implementaci do komerční výroby. Kontaktujte nás, abyste se dozvěděli, jak použití ultrazvuku může zvýšit produkci pektinového extraktu.

Nejvyšší kvalita – Navrženo a vyrobeno v Německu

Jako rodinný a rodinný podnik Hielscher upřednostňuje nejvyšší standardy kvality pro své ultrazvukové procesory. Všechny ultrasonicators jsou navrženy, vyrobeny a důkladně testovány v naší centrále v Teltow u Berlína, Německo. Robustnost a spolehlivost ultrazvukového zařízení Hielscher je, aby to pracovní kůň ve vaší výrobě. Nepřetržitý provoz při plném zatížení a v náročných prostředích je přirozenou vlastností vysoce výkonných míchacích pultů hielscher.

Níže uvedená tabulka vám dává informaci o přibližné zpracovatelské kapacity našich ultrasonicators:

Hromadná dávka průtok Doporučené Devices
1 až 500 ml 10 až 200 ml / min UP100H
00,1 až 20L 00,2 až 4 litry / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000hdT
na 10 až 100L / min UIP16000
na větší hrozen UIP16000

Kontaktujte nás! / Zeptej se nás!

Požádejte o další informace

Použijte prosím níže uvedený formulář a vyžádejte si další informace o ultrazvukových procesorech, aplikacích a ceně. Rádi s vámi probereme váš proces a nabídneme vám ultrazvukový systém splňující vaše požadavky!









Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


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

Hielscher Ultrazvuk vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro míchání aplikací, disperze, emulgaci a extrakce v laboratoři, pilotním a průmyslovém měřítku.

Literatura / Reference