Υψηλότερες αποδόσεις πηκτίνης με εκχύλιση με υπερήχους
Η εκχύλιση με υπερήχους επιτυγχάνει υψηλές αποδόσεις πηκτινών ανώτερης ποιότητας. Με την κατεργασία με υπερήχους, μπορούν να παραχθούν αποτελεσματικά πολύτιμες πηκτίνες από απόβλητα φρούτων (π.χ. υποπροϊόντα από την επεξεργασία χυμών) και άλλες βιολογικές πρώτες ύλες. Η εκχύλιση πηκτίνης με υπερήχους υπερέχει έναντι άλλων τεχνικών εκχύλισης, προσφέροντας υψηλότερες αποδόσεις, ανώτερη ποιότητα πηκτίνης και ταχεία διαδικασία εκχύλισης.
Εντατικοποίηση της εκχύλισης πηκτίνης μέσω κατεργασίας με υπερήχους
Η πηκτίνη χρησιμοποιείται ως πηκτωματοποιητικός, γαλακτωματοποιητικός και παχυντικός παράγοντας σε πολυάριθμα τρόφιμα, καθώς και ως συστατικό σε καλλυντικά και φαρμακευτικά προϊόντα. Η συμβατική βιομηχανική εκχύλιση πηκτίνης πραγματοποιείται με θερμό νερό, όπου η πρώτη ύλη, όπως φλούδες εσπεριδοειδών, στέμφυλα μήλων και άλλα απόβλητα φρούτων, εμβαπτίζεται σε θερμό νερό στους 60–100°C με χαμηλό pH (περίπου pH 1,5 – 3,5) για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό καθιστά τη συμβατική εκχύλιση με θερμό νερό μια χρονοβόρα και ενεργοβόρα διεργασία, η οποία συχνά δεν είναι καν αρκετά αποτελεσματική ώστε να απελευθερώσει ολόκληρη τη διαθέσιμη ποσότητα πηκτινών στην πρώτη ύλη.
Για να ξεπεραστεί η αναποτελεσματικότητα της συμβατικής μεθόδου παραγωγής, η εκχύλιση με υπερήχους εφαρμόζεται ως τεχνική εντατικοποίησης της διεργασίας, η οποία μειώνει τον χρόνο εκχύλισης και μεγιστοποιεί σημαντικά την απόδοση πηκτίνης σε σύγκριση με την παραδοσιακή εκχύλιση με θερμό νερό.
Το πλεονέκτημα της εκχύλισης πηκτίνης με υπερήχους
Η εκχύλιση με υπερήχους εφαρμόζεται σε πολλούς τομείς παραγωγής εκχυλισμάτων, π.χ. εκχυλισμάτων φυτών και βοτάνων για τρόφιμα, συμπληρώματα διατροφής, φαρμακευτικά προϊόντα και καλλυντικά. Ένα ιδιαίτερα χαρακτηριστικό παράδειγμα εκχύλισης με υπερήχους είναι η εκχύλιση κανναβιδιόλης (CBD) και άλλων ενώσεων από το φυτό της κάνναβης.
Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια μη θερμική τεχνική εκχύλισης, η οποία προστατεύει έτσι τις βιοδραστικές ενώσεις από τη θερμική αποδόμηση. Όλες οι παράμετροι της διεργασίας υπερήχων, όπως το πλάτος ταλάντωσης, η ένταση, ο χρόνος, η θερμοκρασία και η πίεση, μπορούν να ελέγχονται με ακρίβεια. Αυτό επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο της διεργασίας και της ποιότητας και διευκολύνει την επανάληψη και την αναπαραγωγή των αποτελεσμάτων εκχύλισης που έχουν ήδη επιτευχθεί. Οι παραγωγοί εκχυλισμάτων εκτιμούν την κατεργασία με υπερήχους για την αξιόπιστη επαναληψιμότητα της διεργασίας, η οποία βοηθά στην τυποποίηση των διεργασιών και των προϊόντων.
- Ένταση κατεργασίας με υπερήχους
- Θερμοκρασία
- Τιμή pH
- Χρόνος
- Μέγεθος σωματιδίων της πρώτης ύλης
Ο εκχυλιστήρας υπερήχων UIP4000hdT είναι ένας ισχυρός εκχυλιστήρας 4kW για τη βιομηχανική παραγωγή πηκτίνης.
Ο προσδιορισμός των σχετικών παραμέτρων της διεργασίας επιτρέπει τη βελτιστοποίηση της εκχύλισης με υπερήχους για την επίτευξη της υψηλότερης αποδοτικότητας και ανώτερης ποιότητας εκχυλίσματος.
Για παράδειγμα, το μέγεθος των σωματιδίων της πρώτης ύλης (π.χ. φλούδες εσπεριδοειδών) είναι σημαντικός παράγοντας: Το μικρότερο μέγεθος σωματιδίων συνεπάγεται μεγαλύτερη επιφάνεια στην οποία μπορούν να δράσουν τα υπερηχητικά κύματα. Το μικρό μέγεθος σωματιδίων οδηγεί έτσι σε υψηλότερες αποδόσεις πηκτίνης, χαμηλότερο βαθμό μεθυλίωσης και μεγαλύτερη αναλογία περιοχών ραμνογαλακτουρονάνης.
Η τιμή pH του διαλύτη εκχύλισης (δηλ. νερό + οξύ) είναι μια ακόμη ουσιώδης παράμετρος. Όταν η πηκτίνη εκχυλίζεται υπό όξινες συνθήκες, πολλές διακλαδισμένες περιοχές ραμνογαλακτουρονάνης του πολυμερούς αποδομούνται, με αποτέλεσμα να παραμένουν κυρίως «ευθύγραμμες» περιοχές ομογαλακτουρονάνης με λίγα μόρια ουδέτερων σακχάρων συνδεδεμένα πάνω στην κύρια γραμμική αλυσίδα ή ενσωματωμένα σε αυτήν.
Η εκχύλιση πηκτίνης με υπερήχους μειώνει τον χρόνο εκχύλισης και την απαιτούμενη θερμοκρασία της διεργασίας, γεγονός που μειώνει την πιθανότητα ανεπιθύμητης τροποποίησης της πηκτίνης από τα οξέα. Αυτό επιτρέπει τη χρήση οξέων υπό περιορισμένες συνθήκες, ώστε οι πηκτίνες να τροποποιούνται με ακρίβεια σύμφωνα με τις απαιτήσεις του προϊόντος.
Τι κάνει την εκχύλιση πηκτίνης με υπερήχους τόσο αποτελεσματική;
Η εκχύλιση με υπερήχους επιδρά άμεσα στη διόγκωση, τη διάτρηση και τη θραύση των κυτταρικών τοιχωμάτων. Η μεταφορά μάζας που προκαλείται από τους υπερήχους επιφέρει την ενυδάτωση του πηκτινικού υλικού στη μεσοκυττάρια πλάκα, οδηγώντας στην αποδόμηση των φυτικών ιστών. Η σπηλαίωση λόγω υπερήχων και οι δυνάμεις διάτμησης επιδρούν άμεσα στα κυτταρικά τοιχώματα και τα διαρρηγνύουν. Αυτοί οι μηχανισμοί οδηγούν στα εξαιρετικά αποδοτικά αποτελέσματα της εκχύλισης με υπερήχους.
Η πηκτίνη που εκχυλίστηκε με υπερήχους (επίσης αποκαλούμενη πηκτίνη εκχυλισμένη με υποβοήθηση ακουστικής σπηλαίωσης, συντομογραφία ACAE), η οποία είχε χαμηλότερο μοριακό βάρος και βαθμό μεθοξυλίωσης, ήταν πλουσιότερη σε περιοχές ραμνογαλακτουρονάνης-I με μακριές πλευρικές αλυσίδες σε σύγκριση με την πηκτίνη που εκχυλίστηκε με συμβατική θέρμανση, όπως προέκυψε από τη χημική ανάλυση και την ανάλυση FT-IR. Η κατανάλωση ενέργειας για την εκχύλιση πηκτίνης με υπερήχους ήταν σημαντικά χαμηλότερη από εκείνη της συμβατικής μεθόδου θέρμανσης, γεγονός που υποδηλώνει ότι η εφαρμογή της σε κλίμακα βιομηχανικής παραγωγής είναι πολλά υποσχόμενη.
(πρβλ. Wang et al., 2017)
Ο Wang και οι συνεργάτες του (2017) υπογραμμίζουν επίσης ότι η εκχύλιση με υποβοήθηση υπερήχων έχει αποδειχθεί ότι είναι μια πιο οικονομική και πιο φιλική προς το περιβάλλον διεργασία, με υψηλότερη απόδοση και χαμηλότερο κόστος σε σύγκριση με τη συμβατική εκχύλιση με θέρμανση.
Ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM) του υπολειμματικού πολτού ζαχαρότευτλων σε μεγέθυνση 1000x: (a) πριν από την εκχύλιση και μετά την εκχύλιση πηκτίνης με χρήση (b) Xylanasae (250 U/g), (c) κυτταρινάσης (300 U/g), (d) Xylanasae+κυτταρινάσης (1:1), και (e) Xylanasae+κυτταρινάσης (1:1,5), και (f) Xylanasae+κυτταρινάσης (1:2).
(μελέτη και εικόνες: Abou-Elseoud et al., 2021)
Πώς λειτουργεί η εκχύλιση πηκτίνης με υπερήχους;
Η εκχύλιση με υπερήχους βασίζεται στις ηχομηχανικές επιδράσεις των υπερήχων υψηλής έντασης. Για την προώθηση και την εντατικοποίηση της εκχύλισης πηκτίνης μέσω κατεργασίας με υπερήχους, υπερηχητικά κύματα υψηλής ισχύος μεταφέρονται μέσω ενός καθετήρα υπερήχων (που ονομάζεται επίσης κέρας υπερήχων ή ηχοτρόδιο) στο υγρό μέσο, δηλαδή στο αιώρημα που αποτελείται από την πρώτη ύλη που περιέχει πηκτίνη και τον διαλύτη. Τα υπερηχητικά κύματα διαδίδονται μέσα στο υγρό και δημιουργούν εναλλασσόμενους κύκλους χαμηλής / υψηλής πίεσης. Κατά τους κύκλους χαμηλής πίεσης δημιουργούνται μικροσκοπικές φυσαλίδες κενού (οι λεγόμενες φυσαλίδες σπηλαίωσης), οι οποίες μεγαλώνουν κατά τη διάρκεια αρκετών κύκλων πίεσης. Κατά τη διάρκεια αυτών των κύκλων ανάπτυξης των φυσαλίδων, τα διαλυμένα αέρια στο υγρό εισέρχονται στις φυσαλίδες κενού, με αποτέλεσμα αυτές να μετατρέπονται σε αυξανόμενες φυσαλίδες αερίου. Σε ένα ορισμένο μέγεθος, όταν οι φυσαλίδες δεν μπορούν να απορροφήσουν περισσότερη ενέργεια, καταρρέουν βίαια προς το εσωτερικό τους κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Η κατάρρευση των φυσαλίδων χαρακτηρίζεται από έντονες δυνάμεις σπηλαίωσης, συμπεριλαμβανομένων πολύ υψηλών θερμοκρασιών και πιέσεων που φτάνουν έως και 4000K και 1000atm, αντίστοιχα, καθώς και αντίστοιχων μεγάλων διαφορών θερμοκρασίας και πίεσης. Αυτές οι τυρβώδεις ροές και οι δυνάμεις διάτμησης που δημιουργούνται από τους υπερήχους διαρρηγνύουν τα φυτικά κύτταρα και απελευθερώνουν τις ενδοκυτταρικές πηκτίνες στον διαλύτη με βάση το νερό. Καθώς η σπηλαίωση λόγω υπερήχων δημιουργεί εξαιρετικά έντονη μεταφορά μάζας, η κατεργασία με υπερήχους επιτυγχάνει εξαιρετικά υψηλές αποδόσεις σε πολύ σύντομο χρόνο επεξεργασίας.
Η κατεργασία με υπερήχους χρησιμοποιείται όχι μόνο για την εκχύλιση πηκτίνης, αλλά και για την απομόνωση πολυφαινολών από στέμφυλα, πολτό, φλούδες και σπόρους φρούτων. Διαβάστε περισσότερα εδώ!
Εκχυλιστής υπερήχων για επεξεργασία κατά παρτίδες UIP2000hdT με κέρας cascatrode
Πηκτίνες που εκχυλίζονται από απόβλητα φρούτων
Τα απόβλητα φρούτων, όπως οι φλούδες, τα υπολείμματα πολτού φρούτων (μετά τη συμπίεση για την εξαγωγή χυμού) και άλλα υποπροϊόντα φρούτων, αποτελούν συχνά πλούσιες πηγές πηκτίνης. Ενώ τα απόβλητα φρούτων χρησιμοποιούνται συχνά ως ζωοτροφές, η εκχύλιση πηκτίνης αποτελεί αξιοποίησή τους υψηλότερης αξίας.
Η εκχύλιση πηκτίνης με υπερήχους εφαρμόζεται ήδη με επιτυχία σε φλούδες εσπεριδοειδών (όπως πορτοκαλιών, μανταρινιών και γκρέιπφρουτ), φλούδες πεπονιού, στέμφυλα μήλου, πολτό ζαχαρότευτλων, φλούδες μάνγκο, απόβλητα ντομάτας, καθώς και σε τζάκφρουτ, φρούτα του πάθους και φλούδες σύκων, μεταξύ άλλων.
Μελέτες περιπτώσεων εκχύλισης πηκτίνης με υπερήχους
Λόγω των μειονεκτημάτων της συμβατικής εκχύλισης πηκτίνης με θέρμανση, η έρευνα και η βιομηχανία έχουν ήδη διερευνήσει καινοτόμες εναλλακτικές μεθόδους, όπως η εκχύλιση με υπερήχους. Ως εκ τούτου, διατίθενται εκτενείς πληροφορίες σχετικά με τις παραμέτρους της διεργασίας για διάφορες πρώτες ύλες, καθώς και δεδομένα βελτιστοποίησης της διεργασίας.
Εκχύλιση πηκτίνης από στέμφυλα μήλου με υπερήχους
Οι Dranca και Oroian (2019) διερεύνησαν τη διεργασία εκχύλισης πηκτίνης από στέμφυλα μήλου με υποβοήθηση υπερήχων, εφαρμόζοντας διάφορες συνθήκες υπερήχων και χρησιμοποιώντας σχεδιασμό επιφάνειας απόκρισης Box-Behnken. Διαπίστωσαν ότι το πλάτος ταλάντωσης των υπερήχων επηρεάζει έντονα την απόδοση και τον βαθμό εστεροποίησης της εκχυλισμένης πηκτίνης, ενώ το pH εκχύλισης είχε μεγάλη επίδραση και στις τρεις αποκρίσεις, δηλαδή στην απόδοση, στην περιεκτικότητα σε GalA και στον βαθμό εστεροποίησης. Οι βέλτιστες συνθήκες εκχύλισης ήταν πλάτος ταλάντωσης 100%, pH 1,8, αναλογία στερεού προς υγρό 1:10 g/mL και κατεργασία με υπερήχους για 30 min. Υπό αυτές τις συνθήκες, η απόδοση πηκτίνης ήταν 9,183% και η πηκτίνη είχε περιεκτικότητα σε GalA 98,127 g/100 g και βαθμό εστεροποίησης 83,202%. Για να συσχετιστούν τα αποτελέσματα της πηκτίνης που εκχυλίστηκε με υπερήχους με την εμπορική πηκτίνη, το δείγμα πηκτίνης που λήφθηκε με εκχύλιση με υπερήχους υπό βέλτιστες συνθήκες συγκρίθηκε με εμπορικά δείγματα πηκτίνης εσπεριδοειδών και μήλου μέσω FT-IR, DSC, ρεολογικής ανάλυσης και SEM. Οι δύο πρώτες τεχνικές ανέδειξαν ορισμένες ιδιαιτερότητες του δείγματος πηκτίνης που εκχυλίστηκε με υπερήχους, όπως το στενότερο εύρος κατανομής του μοριακού βάρους, την οργανωμένη μοριακή διάταξη και τον υψηλό βαθμό εστεροποίησης, ο οποίος ήταν παρόμοιος με εκείνον των πηκτινών μήλου που διατίθενται στο εμπόριο. Η ανάλυση των μορφολογικών χαρακτηριστικών του δείγματος που λήφθηκε με υπερήχους υποδεικνύει ένα πρότυπο καθοριστικής σχέσης μεταξύ της κατανομής των μεγεθών των θραυσμάτων αυτού του δείγματος και της περιεκτικότητάς του σε GalA, αφενός, και της ικανότητας πρόσληψης νερού, αφετέρου. Το ιξώδες του διαλύματος πηκτίνης που εκχυλίστηκε με υπερήχους ήταν πολύ υψηλότερο από εκείνο των διαλυμάτων που παρασκευάστηκαν με εμπορική πηκτίνη, γεγονός που μπορεί να οφείλεται στην υψηλή συγκέντρωση γαλακτουρονικού οξέος. Αν ληφθεί επίσης υπόψη ο υψηλός βαθμός εστεροποίησης, αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί το ιξώδες ήταν υψηλότερο για την πηκτίνη που εκχυλίστηκε με υπερήχους. Οι ερευνητές συμπεραίνουν ότι η καθαρότητα, η δομή και η ρεολογική συμπεριφορά της πηκτίνης που εκχυλίστηκε με υπερήχους από στέμφυλα μήλου Malus domestica ‘Fălticeni’ υποδεικνύουν υποσχόμενες εφαρμογές αυτής της διαλυτής ίνας. (πρβλ. Dranca & Oroian 2019)
- υψηλότερες αποδόσεις
- ταχύτερη επεξεργασία
- ηπιότερες συνθήκες επεξεργασίας
- βελτιωμένη συνολική αποδοτικότητα
- απλή και ασφαλή λειτουργία
- ταχεία απόδοση της επένδυσης
Εκχυλιστής υπερήχων υψηλών επιδόσεων για την παραγωγή πηκτίνης
Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια αξιόπιστη τεχνολογία επεξεργασίας, η οποία διευκολύνει και επιταχύνει την παραγωγή πηκτινών υψηλής ποιότητας από διάφορες πρώτες ύλες, όπως υποπροϊόντα και φλούδες εσπεριδοειδών, στέμφυλα μήλου και πολλές άλλες. Το χαρτοφυλάκιο της Hielscher Ultrasonics καλύπτει όλο το φάσμα, από συσκευές υπερήχων μικρών διαστάσεων για εργαστηριακή χρήση έως βιομηχανικά συστήματα εκχύλισης. Έτσι, εμείς στη Hielscher μπορούμε να σας προσφέρουμε την καταλληλότερη συσκευή υπερήχων για την προβλεπόμενη δυναμικότητα της διεργασίας σας. Το προσωπικό μας, με την πολυετή εμπειρία του, θα σας υποστηρίξει από τις δοκιμές σκοπιμότητας και τη βελτιστοποίηση της διεργασίας έως την εγκατάσταση του συστήματος υπερήχων σας στο τελικό επίπεδο παραγωγής.
Το μικρό αποτύπωμα των εκχυλιστών υπερήχων μας, καθώς και η ευελιξία των επιλογών εγκατάστασής τους, επιτρέπουν την τοποθέτησή τους ακόμη και σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας πηκτίνης με περιορισμένο χώρο. Επεξεργαστές υπερήχων είναι εγκατεστημένοι παγκοσμίως σε μονάδες παραγωγής τροφίμων, φαρμακευτικών προϊόντων και συμπληρωμάτων διατροφής.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Παροχή | Συνιστώμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100H |
| 0,1 έως 20L | 0,2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 έως 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | μεγαλύτερη | συστοιχία συσκευών UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
[/two_thirds]
Hielscher Ultrasonics – Προηγμένος εξοπλισμός εκχύλισης
Το χαρτοφυλάκιο προϊόντων της Hielscher Ultrasonics καλύπτει ολόκληρο το φάσμα εκχυλιστήρων υπερήχων υψηλής απόδοσης, από τη μικρή έως τη μεγάλη κλίμακα. Τα πρόσθετα εξαρτήματα επιτρέπουν την εύκολη συναρμολόγηση της καταλληλότερης διαμόρφωσης συσκευής υπερήχων για τη διαδικασία εκχύλισης πηκτίνης σας. Η βέλτιστη διάταξη υπερήχων εξαρτάται από την προβλεπόμενη δυναμικότητα, τον όγκο, την πρώτη ύλη, τη διεργασία κατά παρτίδες ή εντός γραμμής και το χρονοδιάγραμμα.
Κατά παρτίδες και εντός γραμμής
Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επεξεργασία κατά παρτίδες και σε συνεχή ροή. Η επεξεργασία κατά παρτίδες με υπερήχους είναι ιδανική για δοκιμές διεργασιών, βελτιστοποίηση και παραγωγή μικρής έως μεσαίας κλίμακας. Για την παραγωγή μεγάλων όγκων πηκτίνης, η επεξεργασία εντός γραμμής ενδέχεται να είναι πιο πλεονεκτική. Μια συνεχής διεργασία ανάμειξης εντός γραμμής απαιτεί προηγμένη διάταξη – αποτελούμενη από αντλία, εύκαμπτους σωλήνες ή σωληνώσεις και δεξαμενές – αλλά είναι ιδιαίτερα αποδοτική, ταχεία και απαιτεί σημαντικά λιγότερη εργασία. Η Hielscher Ultrasonics διαθέτει την καταλληλότερη διάταξη εκχύλισης για τον όγκο εκχύλισης και τους στόχους της διεργασίας σας.
Εκχυλιστήρες υπερήχων για κάθε παραγωγική δυναμικότητα
Η γκάμα προϊόντων της Hielscher Ultrasonics καλύπτει ολόκληρο το φάσμα επεξεργαστών υπερήχων, από συμπαγείς εργαστηριακές συσκευές υπερήχων, επιτραπέζια συστήματα και συστήματα πιλοτικής κλίμακας έως πλήρως βιομηχανικούς επεξεργαστές υπερήχων με δυνατότητα επεξεργασίας φορτίων ολόκληρων φορτηγών ανά ώρα. Η πλήρης γκάμα προϊόντων μάς επιτρέπει να σας προσφέρουμε τον καταλληλότερο εκχυλιστήρα υπερήχων για την πρώτη ύλη σας που περιέχει πηκτίνη, τη δυναμικότητα της διεργασίας και τους στόχους παραγωγής σας.
Τα επιτραπέζια συστήματα υπερήχων είναι ιδανικά για δοκιμές σκοπιμότητας και βελτιστοποίηση διεργασιών. Η γραμμική αύξηση κλίμακας βάσει καθιερωμένων παραμέτρων διεργασίας καθιστά πολύ εύκολη την αύξηση της δυναμικότητας επεξεργασίας από μικρότερες παρτίδες έως την παραγωγή πλήρους εμπορικής κλίμακας. Η αύξηση κλίμακας μπορεί να πραγματοποιηθεί είτε με την εγκατάσταση μιας ισχυρότερης μονάδας εκχύλισης με υπερήχους είτε με την ομαδοποίηση πολλών συσκευών υπερήχων σε παράλληλη λειτουργία. Με το UIP16000, η Hielscher προσφέρει τον ισχυρότερο εκχυλιστήρα υπερήχων παγκοσμίως.
Πλάτη ταλάντωσης με ακριβή έλεγχο για βέλτιστα αποτελέσματα
Όλες οι συσκευές υπερήχων της Hielscher επιτρέπουν ακριβή έλεγχο και αποτελούν έτσι αξιόπιστα εργαλεία εντατικής χρήσης στην παραγωγή. Το πλάτος ταλάντωσης είναι μία από τις κρίσιμες παραμέτρους διεργασίας που επηρεάζουν την αποδοτικότητα και την αποτελεσματικότητα της εκχύλισης πηκτίνης από φρούτα και βιολογικά απόβλητα με υπερήχους.
Όλες οι συσκευές υπερήχων της Hielscher επιτρέπουν την ακριβή ρύθμιση του πλάτους ταλάντωσης. Τα ηχοτρόδια και οι ενισχυτές πλάτους ταλάντωσης είναι εξαρτήματα που επιτρέπουν τη μεταβολή του πλάτους ταλάντωσης σε ακόμη ευρύτερο εύρος. Οι βιομηχανικοί επεξεργαστές υπερήχων της Hielscher μπορούν να παρέχουν πολύ υψηλά πλάτη ταλάντωσης και την απαιτούμενη ένταση υπερήχων για απαιτητικές εφαρμογές. Η συνεχής λειτουργία 24/7 με πλάτη ταλάντωσης έως και 200µm είναι εύκολα εφικτή.
Οι ακριβείς ρυθμίσεις του πλάτους ταλάντωσης και η διαρκής παρακολούθηση των παραμέτρων της διεργασίας υπερήχων μέσω έξυπνου λογισμικού σάς δίνουν τη δυνατότητα να επεξεργάζεστε την πρώτη ύλη σας υπό τις αποτελεσματικότερες συνθήκες υπερήχων. Βέλτιστη κατεργασία με υπερήχους για τα καλύτερα αποτελέσματα εκχύλισης!
Η ανθεκτικότητα του εξοπλισμού υπερήχων της Hielscher επιτρέπει τη λειτουργία 24/7 υπό συνθήκες βαριάς χρήσης και σε απαιτητικά περιβάλλοντα. Αυτό καθιστά τον εξοπλισμό υπερήχων της Hielscher ένα αξιόπιστο εργαλείο εργασίας που ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις εκχύλισής σας.
Εύκολες δοκιμές χωρίς κίνδυνο
Οι διεργασίες υπερήχων μπορούν να κλιμακωθούν πλήρως γραμμικά. Αυτό σημαίνει ότι κάθε αποτέλεσμα που έχετε επιτύχει χρησιμοποιώντας μια εργαστηριακή ή επιτραπέζια συσκευή υπερήχων μπορεί να μεταφερθεί σε μεγαλύτερη κλίμακα με ακριβώς το ίδιο αποτέλεσμα, χρησιμοποιώντας ακριβώς τις ίδιες παραμέτρους διεργασίας. Αυτό καθιστά την κατεργασία με υπερήχους ιδανική για δοκιμές σκοπιμότητας χωρίς κίνδυνο, βελτιστοποίηση διεργασιών και επακόλουθη εφαρμογή στην εμπορική παραγωγή. Επικοινωνήστε μαζί μας για να μάθετε πώς η κατεργασία με υπερήχους μπορεί να αυξήσει την παραγωγή εκχυλίσματος πηκτίνης σας.
Ύψιστη ποιότητα – Σχεδιασμός και κατασκευή στη Γερμανία
Ως οικογενειακή επιχείρηση που διοικείται από την ίδια την οικογένεια, η Hielscher δίνει προτεραιότητα στα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας για τους επεξεργαστές υπερήχων της. Όλες οι συσκευές υπερήχων σχεδιάζονται, κατασκευάζονται και ελέγχονται διεξοδικά στα κεντρικά μας γραφεία στο Teltow, κοντά στο Βερολίνο, στη Γερμανία. Η ανθεκτικότητα και η αξιοπιστία του εξοπλισμού υπερήχων της Hielscher τον καθιστούν ακούραστο εργαλείο στην παραγωγή σας. Η λειτουργία 24/7 υπό πλήρες φορτίο και σε απαιτητικά περιβάλλοντα αποτελεί εγγενές χαρακτηριστικό των αναμικτήρων υψηλής απόδοσης της Hielscher.
Σχετικά με τις πηκτίνες
Η πηκτίνη είναι ένας διακλαδισμένος ετεροπολυσακχαρίτης που αποτελείται από τμήματα γαλακτουρονάνης μακράς αλυσίδας και άλλα ουδέτερα σάκχαρα, όπως ραμνόζη, αραβινόζη, γαλακτόζη και ξυλόζη. Πιο συγκεκριμένα, η πηκτίνη είναι ένα τμήμα συμπολυμερούς που αποτελείται από γαλακτουρονικό οξύ με 1,4-α-δεσμούς και ραμνόζη με 1,2-δεσμούς, με πλευρικές διακλαδώσεις από β-D-γαλακτόζη, L-αραβινόζη και άλλες σακχαρικές μονάδες. Επειδή στην πηκτίνη απαντώνται διάφορα σακχαρικά τμήματα και διαφορετικοί βαθμοί μεθυλεστεροποίησης, η πηκτίνη δεν έχει καθορισμένο μοριακό βάρος όπως άλλοι πολυσακχαρίτες. Η πηκτίνη που προορίζεται για χρήση σε τρόφιμα ορίζεται ως ετεροπολυσακχαρίτης που περιέχει τουλάχιστον 65% μονάδες γαλακτουρονικού οξέος. Με την εφαρμογή συγκεκριμένων συνθηκών εκχύλισης, οι πηκτίνες μπορούν να τροποποιηθούν επιτυχώς και να υποστούν λειτουργικοποίηση ώστε να πληρούν συγκεκριμένες απαιτήσεις. Η παραγωγή λειτουργικοποιημένων και τροποποιημένων πηκτινών παρουσιάζει ενδιαφέρον για ειδικές εφαρμογές, π.χ. πηκτίνη χαμηλού βαθμού μεθοξυλίωσης για φαρμακευτικά προϊόντα.
Πώς διαχωρίζεται η πηκτίνη από το διάλυμα του εκχυλίσματος;
Καταβύθιση πηκτίνης μετά την εκχύλιση με υπερήχους: Η προσθήκη αιθανόλης σε ένα διάλυμα εκχυλίσματος μπορεί να βοηθήσει στον διαχωρισμό της πηκτίνης μέσω μιας διεργασίας που ονομάζεται καταβύθιση. Η πηκτίνη, ένας σύνθετος πολυσακχαρίτης που βρίσκεται στα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών, είναι διαλυτή στο νερό υπό κανονικές συνθήκες. Ωστόσο, με την αλλαγή του περιβάλλοντος του διαλύτη μέσω της προσθήκης αιθανόλης, η διαλυτότητα της πηκτίνης μπορεί να μειωθεί, οδηγώντας στην καταβύθισή της από το διάλυμα.
Παρακάτω, σας εξηγούμε τη χημεία στην οποία βασίζεται η καταβύθιση της πηκτίνης με αιθανόλη:
- Διάσπαση δεσμών υδρογόνου: Τα μόρια της πηκτίνης συγκρατούνται μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου, οι οποίοι συμβάλλουν στη διαλυτότητά τους στο νερό. Η αιθανόλη διασπά αυτούς τους δεσμούς υδρογόνου ανταγωνιζόμενη τα μόρια του νερού για θέσεις δέσμευσης στα μόρια της πηκτίνης. Καθώς τα μόρια της αιθανόλης αντικαθιστούν τα μόρια του νερού γύρω από τα μόρια της πηκτίνης, οι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μορίων της πηκτίνης εξασθενούν, μειώνοντας τη διαλυτότητά τους στον διαλύτη.
- Μείωση της πολικότητας του διαλύτη: Η αιθανόλη είναι λιγότερο πολική από το νερό, πράγμα που σημαίνει ότι έχει μικρότερη ικανότητα να διαλύει πολικές ουσίες όπως η πηκτίνη. Καθώς προστίθεται αιθανόλη στο διάλυμα του εκχυλίσματος, η συνολική πολικότητα του διαλύτη μειώνεται, καθιστώντας λιγότερο ευνοϊκή την παραμονή των μορίων της πηκτίνης στο διάλυμα. Αυτό οδηγεί στην καταβύθιση της πηκτίνης από το διάλυμα, καθώς γίνεται λιγότερο διαλυτή στο μείγμα αιθανόλης και νερού.
- Αύξηση της συγκέντρωσης πηκτίνης: Καθώς τα μόρια της πηκτίνης καταβυθίζονται από το διάλυμα, η συγκέντρωση της πηκτίνης στο εναπομένον διάλυμα αυξάνεται. Αυτό επιτρέπει τον ευκολότερο διαχωρισμό της πηκτίνης από την υγρή φάση μέσω διήθησης ή φυγοκέντρησης.
Βιβλιογραφία / Παραπομπές
- Wafaa S. Abou-Elseoud, Enas A. Hassan, Mohammad L. Hassan (2021): Extraction of pectin from sugar beet pulp by enzymatic and ultrasound-assisted treatments. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, Volume 2, 2021.
- Marina Fernández-Delgado, Esther del Amo-Mateos, Mónica Coca, Juan Carlos López-Linares, M. Teresa García-Cubero, Susana Lucas (2023): Enhancement of industrial pectin production from sugar beet pulp by the integration of surfactants in ultrasound-assisted extraction followed by diafiltration/ultrafiltration. Industrial Crops and Products, Volume 194, 2023.
- Wang, Wenjun; Wu, Xingzhu; Chantapakul, Thunthacha; Wang, Danli; Zhang, Song; Ma Xiaobin; Ding, Tian; Ye, Xingqian; Liu, Donghong(2017): Acoustic cavitation assisted extraction of pectin from waste grapefruit peels: A green two-stage approach and its general mechanism. Food Research Journal Vol.102, December 2017. 101-110.
- Drance, Florina; Oroian, Mircea (2019): Ultrasound-Assisted Extraction of Pectin from Malus domestica ‘Fălticeni’ Apple Pomace. Processes 7(8): 488; 2019.
- Owais Yousuf; Anupama Singh; N. C. Shahi; Anil Kumar; A. K. Verma (2018): Ultrasound Assisted Extraction of Pectin from Orange Peel. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences Vol 7 [12], November 2018. 48-54.
- Lena Rebecca Larsen; Julia Buerschaper; Andreas Schieber; Fabian Weber (2019): Interactions of Anthocyanins with Pectin and Pectin Fragments in Model Solutions. J Agric Food Chem 2019 Aug 21; 67(33). pp. 9344-9353.


