Ultrazvukové Modifikace škrobová zrna kaly
Škrob je snadno extrahovatelné z původních zdrojů, jako jsou brambory, kukuřice nebo kukuřice. Pro zlepšení fyzikálních a chemických vlastností je nezbytný modifikací škrobu. Hielscher ultrazvukové reaktory podporují fyzickou, chemickou a enzymatickou modifikaci škrobu, která vede k lepším funkčním vlastnostem pro použití v potravinářském a nepotravinářském průmyslu.
U většiny komerčních aplikací musí být škroby modifikované chemicky nebo fyzikálně ke zvýšení své pozitivní vlastnosti, nebo aby se minimalizovaly jejich vady. Ultrazvuku je vysoce účinným prostředkem pro fyzikální, chemické a enzymatické modifikace škrobů. Hielscher ultrazvukové přístroje přenést vysoce intenzivní ultrazvukové vlny do suspenzí škrobu. Výsledný ultrazvukové kavitace podporuje:
- rozdružování a disperze
- mechanické degradaci a narušení
- penetrace granule a otok
- Mass Přenos
- tvorba radikálů
- chemická reaktivita
- Topení
UIP1000hdT na kejdu použití ultrazvuku
Chemická modifikace škrobu
Ultrazvukové kavitačné narušení granule spojené s větším zařízením pro tekutý vstup do škrobových zrn vede ke zlepšení reakční kinetiky pro esterifikace, etherifikace, hydroxypropylačního nebo oxidací a kyseliny modifikace škrobu polymerů. Hielscher ultrazvukové reaktory jsou určeny pro kontinuální zpracování inline. Vyšší reakční rychlosti vedou ke zvýšení kapacity reakce konvice.
Alkalické škrob Modifikace
Pro výrobu mnoha derivátů komerční škrobu, reaktivní, organická činidla se přidají do vodné suspenze škrobu při regulaci zásaditosti a teploty. Esterifikace škrobu se obvykle provádí při pH 7 až 9. pH 11 až 12, se běžně používá pro etherifikací škrobů. Typické procesní teploty jsou přibližně 60 ° C. Bez působení ultrazvuku, je stupeň substituce komerčních škrobů je často nižší než 0,2. Ultrazvuku pomáhá substituce za následek více studené vodě rozpustný škrob.
Kyselé škrob Modifikace
Reakce granulovaného škrobu suspenze se zředěnou kyselinou chlorovodíkovou nebo kyselinou sírovou při teplotě 40 až 60 ° C vede k tekutosti škroby nebo škroby ředit. Tyto částečně depolymerován škroby produkci výrobků, které generují nižší viskozitu. Škrobové octenylsuccinates částečně depolymerován umožnit vyšší obsah pevných látek, které mají být použity při sušení rozprašováním zapouzdřených produktů. Ultrazvuku během mírnou kyselou hydrolýzou může oddělit na shluků nanočástic, které se tvoří v průběhu hydrolýzy. Tím se zvyšuje výtěžek nanočástic škrobu.
amylopektin Molecule
kaše neutralizace
Po procesu, se reakční suspenze se neutralizuje, např. přidáním kyseliny chlorovodíkové nebo sírové po alkalickém zpracování.
škrob Prací
Promývací voda, jako protiproudé praní v hydrocyklonu, následuje neutralizace modifikovaných suspenzí škrobu. V této fázi, ultrazvuku pomáhá praní a máchání jednotlivých částic škrobu. Ultrazvuková kavitace disperguje škrobových zrn aglomerátů a zvyšuje přenos hmoty na mezní vrstvě mezi granulí škrobu a vodné fáze.
Škrob filtraci a sušení
Hielscher ultrazvukové přístroje jsou používány ultra-filtraci nebo nano-filtrační postupy, jakož i následné sušení rozprašováním.
Fyzikální modifikace škrobu (mechanické)
Fyzická úprava škrobu nezahrnuje používání chemických látek. Ultrazvukem však dochází ke změnám molekulární struktury škrobu, následované změnami ve fyzikálně-chemických vlastnostech a funkčnosti. Násilné kavitační smykové síly zkreslují krystalickou oblast ve škrobových granulích. Polymerní řetězce v blízkosti skládajících se mikrobublin jsou zachyceny ve smykovém poli s vysokým gradientem, které vede k přerušení makromolekulárních vazeb CC a tvorbě radikálů s dlouhým řetězcem. SEM obrázky sonikovaných škrobových granulí vykazují mechanická poškození, jako jsou praskliny, prohloubení a pitting. To má za následek vyšší absorpční schopnost, vyšší napěňovací sílu a zvýšenou rozpustnost. Tento efekt je vhodnější pro vyšší amplitudy sonikace. Proto je sonická sonda mnohem účinnější pro úpravu škrobu než ultrazvuková sonikace. Intenzivní ultrazvukové zpracování vykazuje více narušených granulí ve srovnání s nativním nebo tepelně zpracovaným škrobem.
SEM mikrografy pro: (a) unsonicated, (b) 20 minut působí ultrazvukem, (c) 40 minut. sonikována, (d) 60min sonikována granule pšeničný škrob, v: Změny ve fyzikálně-chemických vlastnostech, jako pšeničný škrob ovlivněna energie ultrazvuku, Mahsa Majzoobi, Sara Hedayati
Ultrazvuku může snížit začátek teplotou gelovatění významně. Škrobové gely připravené z sonikovaných škrobových zrn vykazují vyšší tvrdost a vyšší hodnoty přilnavosti a soudržnosti ve srovnání s nativním škrobem. Přilnavost, soudržnost, pružnost, a významně zvýšení gumovitost s ultrazvukovou modifikace škrobu.
Ultrazvuku používá mnohem menší spotřebu energie a stresových podmínek zpracování než běžné modifikace škrobu postupy. Hielscher ultrazvukové dodává vysoce výkonné ultrazvukové reaktorů pro komerční zpracování.
Žádost o další informace!
Pokud jste vědec dělá výzkum modifikace škrobu, což je proces inženýr snaží zlepšit stávající procesy škrob, inženýr produkt formulování lepší nebo nových produktů, nebo pokud máte jakýkoliv jiný zájem v modifikaci škrobu: Kontaktujte nás! Budeme rádi, aby s vámi potenciál a přínos ultrazvuku pro modifikace škrobu a použití škrobu. Prosím, vyplňte formulář níže!
škrob Use
Modifikovaný škrob se používá v široké škále potravin a aplikací nepotravinářských. Škrobové octenylsuccinates jsou důležitým stabilizátor emulzí olej-ve-vodě. Ve výrobě papíru kationtové škroby zvýšit mokré a suché pevnosti, stabilizaci emulze a působí jako povrchová klížidla. Mnoho mokré části aditiv obsahují anorganické mikročástice (koloidní oxid křemičitý, bentonit) a syntetické polymery s modifikovaným škrobem. Další použití zahrnují škrob latexové disperze nebo granulovaný škrob jako plnivo pro polymery.
Vědecké články o ultrazvukem asistované škrob Modifikace
-
- S. Manchun, J. Nunthanid, S. Limmatvapirat a P.Sriamornsak (2012): Vliv působení ultrazvuku na fyzikálních vlastností tapiokový škrob, v: Advanced Materials Research Sv. 506 (2012), str 294-297. PDF
- Anet Rezek Jambrak Zoran Herceg, Blackwell Science, Jurislav Babic, Mladen Brncic, Suzana Rimac Brncic Tomislav Bosiljkov, Domagoj Cvek, Branko Tripalo, Jurica Gelo (2010): ultrazvuk vliv na fyzikální vlastnosti kukuřičného škrobu, a: Carbohydrate Polymers 79 ( 2010) 91-100.
- Herceg IL, Jambrak AR, Šubarić D., Brnčić M., Brnčić SR, Badanjak M., Tripalo B., Ježek D., Novotní D., Herceg Z. (2010): textur a vkládání vlastnosti zpracuje s ultrazvukem kukuřičného škrobu, in: Czech J. Food Sci, 28: 83-93.. PDF
- D. Knorr, B. I. O. Ade-Omowaye a V. Heinz (2002): Nutriční zlepšení rostlinných potravin, non-tepelné zpracování, v: Proceedings of the Nutrition Society (2002), 61, 311-318. PDF
Přírodního škrobu Zdroje
Škrob pochází z různých nativních zdrojů, jako jsou: kukuřice, kukuřice, s vysokým obsahem amylózy kukuřice, tapioky, brambor, pšenice, rýže, voskové rýže, hrachu (hladké hrachu, vrásčitý hrachu) sága, oves, ječmen, žito, amarantu, sladké brambory, oves, obilovin, kráva koukol, quinoa, čočka, fazole námořnictvo, čirok, maranta nebo kasava.