Ultralydsenzymatisk produktion af diacylglycerol

Olier rige på diacylglycerol (DAG) har vist sig at have en høj ernæringsmæssig værdi, da de fordøjes og omsættes på en måde, som reducerer kropsvægten betydeligt. Diacylglycerol kan fremstilles ved hydrolyse af palmeolie med en kommerciel lipase som katalysator under sonikering. Ved ultralydsenzymatisk hydrolyse kan DAG fremstilles i store mængder med meget lave forarbejdningsomkostninger.

Ved ultralydsassisteret biokatalyseret hydrolyse kan almindelige vegetabilske olier omdannes til DAG-rige spiseolier med en høj ernæringsmæssig værdi. Ultralydsenzymatisk hydrolyse giver et godt udbytte af en diacylglycerolrig olie med kortere reaktionstider og under milde betingelser.

Fordelene ved ultralydshydrolyse:

• fin emulgering
• øget masseoverførsel
• milde betingelser
• kort procestid
• temperaturkontrolleret
• inlineproduktion

Forskning og resultater inden for diacylglycerolsyntese med ultralyd

Awadallak et al. (2013) har undersøgt ultralydsassisteret hydrolyse af palmeolie med Lipozyme RM IM som biokatalysator. I reaktionen, som foregår i to trin, anvendes ultralyd til at fremme emulgeringen af olie og vand. I det andet trin tilsættes enzymerne til den katalytiske omdannelse.
Ultralydsopstilling som anvendt i Awadallaks forskning: Sonikator UP200St med flowcelle af glas (se billedet til venstre).
Forskergruppen fandt, at følgende proces i to trin giver de bedste resultater: Ultralydssonden blev indført til en dybde på ca. 10mm i vand-/oliesystemet, effekten blev indstillet til 80 W, og sonden blev tændt i 3 min for at emulgere systemet, før den blev fjernet. Derefter blev enzymet (1,36 wt.% af vandets og oliens samlede masse) tilsat, mens opløsningen blev blandet ved magnetomrøring (300 rpm).
Ultralydsbehandlingen blev udført med Hielscher UP200St, en kraftig ultralydssonikator af sondetypen på 200 watt.

Ultralydsassisteret biokatalyse gav således DAG-olie med en koncentration på 34,17 wt.% efter en reaktionstid på 12h. Selve sonikeringstrinnet var meget kort med en varighed på blot 1,2 min.
Da sonikering anvendes som det første trin til at opnå en ultralydsemulsion med fine dråber, har denne proces i to trin fordele ved produktion i stor skala: Energiomkostningerne er meget lave, og den korte emulgeringstid gør det muligt at anvende reduceret udstyr til kontinuerlig ultralydsbehandling til at føde store hydrolysereaktorer.

Ultralydsudstyr til pilotforsøg og produktion

Hielscher Ultrasonics er din partner med mange års erfaring inden for ultralydsprocesser, herunder effektiv diacylglycerolsyntese. Vi fremstiller kraftige og pålidelige ultralydssystemer til enhver volumen. Som leverandør til medicinal- og fødevareindustrien er vi specialiseret i fremstilling af ultralydsudstyr samt rådgivning om ultralydsprocesser og deres implementering i produktionsstrømme.
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af vores sonikatorers forarbejdningskapacitet.

Hielscher MultiPhaseCavitator til ultralyd

Hielscher har udviklet den unikke flowcelleindsats MultiPhaseCavitator MPC48. Indsatsen MPC48 (se billedet til højre) er udstyret med 48 fine kanyler, hvorigennem den anden fase injiceres som en meget fin væskestrøm med en diameter på 0,3mm til 1,2mm (afhængigt af kanylens størrelse). Da den anden fase allerede injiceres i meget fint fordelt form direkte i ultralydskavitationszonen, dannes en mikro- eller nanoemulsion ved sonikering. MPC48-indsatsen er beregnet til Hielschers flowcellereaktorer og kan anvendes til batchbehandling og kontinuerlig behandling.
Klik her for at læse mere om MultiPhaseCavitator!