Τεχνολογία Υπερήχων Hielscher

Υψηλότερες αποδόσεις πηκτίνης με εκχύλιση με υπερήχους

Υπερήχων εκχύλιση οδηγεί σε υψηλές αποδόσεις της ανώτερης ποιότητας πηκτίνες. Χρησιμοποιώντας υπερήχηση, πολύτιμες πηκτίνες μπορούν να παραχθούν αποτελεσματικά από τα απόβλητα φρούτων (π.χ., υποπροϊόντα από την επεξεργασία χυμού) και άλλες βιολογικές πρώτες ύλες. Υπερήχων εκχύλιση πηκτίνη υπερέχει άλλες τεχνικές εκχύλισης με την παραγωγή υψηλότερων αποδόσεων, δίνοντας ανώτερη ποιότητα πηκτίνης, και μια ταχεία διαδικασία εκχύλισης.

Εντατική εξαγωγή πηκτίνης από υπερήχηση

Η πηκτίνη χρησιμοποιείται ως πηκτικό, γαλακτωματοποιητικό και πυκνωτικό μέσο σε πολλά προϊόντα διατροφής, καθώς και ως συστατικό σε καλλυντικά και φαρμακευτικά προϊόντα. Η συμβατική βιομηχανική εκχύλιση πηκτίνης πραγματοποιείται μέσω εκχύλισης ζεστού νερού, όπου η πρώτη ύλη όπως οι φλούδες εσπεριδοειδών, ο πυρηνέλαιος μήλου και άλλα απόβλητα φρούτων είναι εμποτισμένο σε ζεστό νερό 60–100 °C σε χαμηλό pH (περίπου pH 1,5 – 3,5) για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό μετατρέπει τη συμβατική εξόρυξη ζεστού νερού μια χρονοβόρα και κατανάλωση ενέργειας διαδικασία, η οποία συχνά δεν είναι καν αρκετά αποτελεσματική ώστε να απελευθερώσει υψηλές ποσότητες πηκτινών που διατίθενται στην πρώτη ύλη.
Προκειμένου να ξεπεραστεί η αναποτελεσματικότητα της συμβατικής μεθόδου παραγωγής, η εκχύλιση με υπερήχους εφαρμόζεται ως μια τεχνική εντατικοποίησης της διαδικασίας που μειώνει το χρόνο εκχύλισης και μεγιστοποιεί σημαντικά την απόδοση πηκτίνης σε σύγκριση με την παραδοσιακή εκχύλιση ζεστού νερού.

Το πλεονέκτημα της εκχύλισης πηκτίνης υπερήχων

Υπερήχων εκχύλιση εφαρμόζεται σε πολλούς τομείς της παραγωγής εκχύλισμα, π.χ. βοτανικά και φυτικά εκχυλίσματα για τρόφιμα, συμπληρώματα, φαρμακευτικά προϊόντα, και καλλυντικά. Ένα πολύ σημαντικό παράδειγμα εκχύλισης με υπερήχους είναι η εκχύλιση κανναβιδιόλης (CBD) και άλλων ενώσεων από το φυτό κάνναβης.
Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια μη θερμική τεχνική εκχύλισης, η οποία εμποδίζει με αυτόν τον τρόπο τις βιοδραστικές ενώσεις κατά της θερμικής υποβάθμισης. Όλες οι παράμετροι διαδικασίας υπερήχων, όπως το πλάτος, η ένταση, ο χρόνος, η θερμοκρασία και η πίεση, μπορούν να ελεγχθούν ακριβώς. Αυτό επιτρέπει την ακριβή διαδικασία και τον ποιοτικό έλεγχο και το καθιστά εύκολο να επαναλάβει και να αναπαραχθεί μόλις ληφθούν αποτελέσματα εξαγωγής. Εκχύλισμα παραγωγοί αξία υπερήχων για την αξιόπιστη επαναληψιμότητα της διαδικασίας, η οποία βοηθά στην τυποποίηση των διαδικασιών και των προϊόντων.

Παράμετροι διαδικασίας για την υπερηχητική εξαγωγή πηκτίνης

  • Ένταση υπερήχων
  • θερμοκρασία
  • τιμή pH
  • χρόνος
  • Μέγεθος σωματιδίων πρώτης ύλης
The ultrasonicator UIP4000hdT is a powerful extractor for industrial pectin production.

Ο υπερηχητικός εξολκέας UIP4000hdT είναι ένα 4kW ισχυρό εξολκέα για τη βιομηχανική παραγωγή πηκτίνης.

Αίτηση για πληροφορίες




Σημειώστε τις Πολιτική Απορρήτου.


Ο προσδιορισμός των σχετικών παραμέτρων διαδικασίας επιτρέπει τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας εκχύλισης με υπερήχους με την υψηλότερη απόδοση και ανώτερη ποιότητα εκχυλίσματος.
Για παράδειγμα, το μέγεθος σωματιδίων της πρώτης ύλης (π.χ. φλούδες εσπεριδοειδών) είναι ένας σημαντικός παράγοντας: Ένα μικρότερο μέγεθος σωματιδίων σημαίνει υψηλότερη επιφάνεια για τα υπερηχητικά κύματα για να δράσουν. Ένα μικρό μέγεθος μορίων οδηγεί με αυτόν τον τρόπο στις υψηλότερες αποδόσεις πηκτίνης, έναν χαμηλότερο βαθμό μεθυλίωσης και μια μεγαλύτερη αναλογία των περιοχών rhamnogalacturonan (RG).
Η τιμή pH του διαλύτη εκχύλισης (δηλαδή νερό + οξύ) είναι μια άλλη βασική παράμετρος. Όταν η πηκτίνη εξάγεται υπό όξινες συνθήκες, πολλές διακλαδωμένες περιοχές του πολυμερούς, έτσι ώστε κυρίως οι ομογαλακτουρονικές (HG) "ευθείες" περιοχές με μερικά ουδέτερα μόρια ζάχαρης που συνδέονται πάνω ή στην κύρια γραμμική αλυσίδα παραμένουν.
Υπερήχων εκχύλιση πηκτίνη μειώνει το χρόνο εκχύλισης και μειώνει την απαιτούμενη θερμοκρασία της διαδικασίας, η οποία μειώνει την πιθανότητα ανεπιθύμητης τροποποίησης πηκτίνης από οξέα. Αυτό επιτρέπει τη χρήση οξέων υπό περιορισμένες συνθήκες προκειμένου να τροποποιηθούν οι πηκτίνες ακριβώς στις απαιτήσεις του προϊόντος.

Τι κάνει υπερήχων εκχύλιση πηκτίνης τόσο αποτελεσματική;

Ο αντίκτυπος της εκχύλισης με υπερήχους επηρεάζει άμεσα το πρήξιμο, διάτρηση και θραύση των κυτταρικών τοιχωμάτων. Υπερήχων που προκαλείται από τη μαζική μεταφορά προκαλεί την ενυδάτωση του πηκτικού υλικού στη μέση lamella που οδηγεί στη διάλυση των φυτικών ιστών. Υπερήχων σπηλαίωση και διάτμηση δυνάμεις επηρεάζουν άμεσα τα τοιχώματα των κυττάρων και να σπάσει τους ανοίξει. Αυτοί οι μηχανισμοί έχουν ως αποτέλεσμα τα εξαιρετικά αποτελεσματικά αποτελέσματα της εκχύλισης με υπερήχους.

Ultrasonically-extracted pectin (also acoustic cavitation assisted extracted pectin, abbrev. ACAE) which had lower molecular weight and degree of methoxylation was richer in rhamnogalacturonan-I (RG-I) region with long side chains compared with conventional heat extracted (CHE) pectin from chemical and FT-IR analysis. The energy consumption for ulgtrasonic pectin extraction was significantly lower than the conventional heating method, which indicates its promising application for industrial production scale.
(cf. Wang et al., 2017)
Wang and his colleagues (2017) also underpin that ultrasonically-assisted extraction (UAE) is been proven to be a more economical and environmental-friendly process with higher efficiency and less cost compared with conventional heating extraction (CHE).

Πώς λειτουργεί η εκχύλιση με υπερήχους πηκτίνης;

Ultrasonic extraction is based on the sonomechanical effects of high-intensity ultrasound. To promote and intensify pectin extraction via ultrasonication, high-power ultrasound waves are coupled via an ultrasonic probe (also called ultrasonic horn or sonotrode) into the liquid medium, i.e. the slurry consisting in the pectin-containing raw material and the solvent. The ultrasound waves travel through the liquid and create alternating low-pressure / high-pressure cycles. During low-pressure cycles, minute vacuum bubbles (so-called cavitation bubbles) are created, which grow over several pressure cycles. During those cycles of bubble growth, the dissolved gases in the liquid enter the vacuum bubble, so that the vacuum bubble transform into growing gas bubbles. At a certain size, when the bubbles cannot absorb more energy, they implode violently during a high-pressure cycle. The bubble implosion is characterised by intense cavitational forces, including very high temperature and pressure reaching up to 4000K and 1000atm, respectively; as well as corresponding high temperature and pressure differentials. These ultrasonically generated turbulences and shear forces break plant cells up and release the intracellular pectins into the water-based solvent. Since ultrasonic cavitation creates highly intense mass transfer, sonication results in exceptionally high yields within a very short processing time.

Υπερήχων διαταράκτες χρησιμοποιούνται για εκχύλιση από φυτοπηγές (π.χ. φυτά, φύκια, μύκητες)

Εκχύλιση με υπερήχους από φυτικά κύτταρα: το μικροσκοπικό εγκάρσιο τμήμα (TS) δείχνει τον μηχανισμό των ενεργειών κατά τη διάρκεια της εκχύλισης με υπερήχους από τα κύτταρα (μεγέθυνση 2000 x) [πόρος: Vilkhu et al. 2011]

Σχετικά με τις πηκτίνες

Pectin is a branched heteropolysaccharide consisting of long-chain galacturonan segments and other neutral sugars such as rhamnose, arabinose, galactose, and xylose. To be more specific, pectin is a block of co-polymer comprising of 1,4-α-linked galacturonic acid and 1,2-linked rhamnose with side branches of β-D-galactose, L-arabinose and other sugar units. Since in pectin several sugar moieties and different levels of methyl esterification are found, pectin does not have a defined molecular weight like other polysaccharides. Pectin, that is specified for the use in foods, is defined as a heteropolysaccharide containing at least 65% galacturonic acid units. By applying specific extraction conditions, pectins can be successfully modified and functionalized in order to fulfil specific requirements. The production of functionalized and modified pectins are of interest for special applications, e.g. low-methoxylated pectin (LMP) for pharmaceuticals.

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

Ultrasonic batch extractor UIP2000hdT with cascatrode horn

Αίτηση για πληροφορίες




Σημειώστε τις Πολιτική Απορρήτου.


Pectins Extracted from Fruit Waste

Ultrasonic extraction is highly efficient to produce high-quality pectins from citrus waste.Fruit waste such as peels, fruit pulp residues (after fruit juice pressing), and other fruit by-products are often rich pectin sources. Whilst fruit waste products are often used as animal feed, pectin extraction is a more valuable use of fruit waste.
Ultrasonic pectin extraction is already successfully performed with citrus peels (such as oranges, tangerines, grapefruit), melon peels, apple pomace, sugar beet pomace, mango peels, tomato waste, as well as jackfruit, passion fruit, fig peels amongst others.

Case Studies of Ultrasonic Pectin Extraction

Due to the drawbacks of conventional pectin extraction by heat, research and industry have already investigated innovative alternatives such as ultrasonic extraction. Thereby, plenty information of process parameters for various raw materials as well as process optimization data are available.

Ultrasonic Extraction of Pectin from Apple Pomace

Dranca and Oroian (2019) investigated the ultrasonically-assisted extraction process of pectin from apple pomace applying various ultrasonic conditions and using Box-Behnken response surface design. They found that the ultrasound amplitude strongly influences the yield and the degree of esterification of the extracted pectin, while the extraction pH had a great impact on all three responses, i.e. yield, GalA content, and degree of esterification. The optimal conditions for extraction were 100% amplitude, pH of 1.8, solid-liquid ratio of 1:10 g/mL, and 30 min sonication. Under these conditions, pectin yield was 9.183% and had a 98.127 g/100 g GalA content and 83.202% degree of esterification. To set the results of ultrasonically extracted pectin into relation with commercial pectin, pectin sample obtained by ultrasonic extraction under optimal conditions were compared to commercial citrus and apple pectin samples by FT-IR, DSC, rheological analysis, and SEM. The first two techniques highlighted some particularities of the pectin sample extracted by ultrasonic extraction such as the narrower distribution range of molecular weight, the orderly molecular arrangement, and the high degree of esterification that was similar to that of commercially available apple pectins. The analysis of the morphological characteristics of ultrasonically obtained sample indicates a determination pattern between the distribution of the fragment sizes of this sample and its GalA content on one side, and the water uptake capacity on the other side. The viscosity of ultrasonically extracted pectin solution was much higher than that of the solutions made using commercial pectin, which maybe because of the high concentration of galacturonic acid. When also considering the high degree of esterification, this might explain why the viscosity were higher for the ultrasonically extracted pectin. The researchers conclude that the purity, structure and rheological behaviour of pectin extracted by ultrasonic extraction from Malus domestica ‘Fălticeni’ apple pomace indicates promising applications of this soluble fiber. (cf. Dranca & Oroian 2019)

The ultrasonic pectin extraction method excels by

  • Υψηλότερες αποδόσεις
  • faster processing
  • milder processing conditions
  • Βελτιωμένη συνολική αποδοτικότητα
  • απλή και ασφαλή λειτουργία
  • γρήγορο RoI

High-Performance Ultrasonic Extractor for Pectin Production

Ultrasonic extractor UIP4000hdT with flow-through setup for pectin extractionUltrasonic extraction is a reliable processing technology, which facilitates and accelerates the production of high-quality pectins various raw materials such as citrus fruit by-products and peels, apple pomace and many others. Hielscher Ultrasonics portfolio covers the full range from compact lab ultrasonicators to industrial extraction systems. Thereby, we at Hielscher can offer you the most suitable ultrasonicator for your envisaged process capacity. Our long-time experienced staff will assist you from feasibility tests and process optimisation to the installation of your ultrasonic system on final production level.
Τα μικρά πόδια-τυπωμένα από τους υπερηχητικούς εξολκέις μας καθώς επίσης και η ευελιξία τους στις επιλογές εγκαταστάσεων τους κάνουν να εγκαταστήσουν ακόμη και στις μικρές εγκαταστάσεις επεξεργασίας πηκτίνης διαστήματος. Οι επεξεργαστές υπερήχων εγκαθίστανται σε όλο τον κόσμο σε εγκαταστάσεις παραγωγής τροφίμων, φαρμακευτικών προϊόντων και συμπληρωμάτων διατροφής.

Hielscher Υπέρηχοι – Εξελιγμένος εξοπλισμός εξόρυξης

Hielscher Ultrasonics product portfolio covers the full range of high-performance ultrasonic extractors from small to large scale. Additional accessories allow for the easy assembly of the most suitable ultrasonic device configuration for your pectin extraction process. The optimal ultrasonic setup depends on the envisaged capacity, volume, raw material, batch or inline process and timeline.

Δέσμη και ενσωματωμένο

Hielscher ultrasonicators can be used for batch and continuous flow-through processing. Ultrasonic batch processing is ideal for process testing, optimisation and small to mid-size production level. For a producing large volumes of pectin, inline processing might be more advantageous. A continuous inline mixing process requires sophisticated setupconsisting in a pump, hoses or pipes and tanks -, but it is highly efficient, rapid and requires significantly less labour. Hielscher Ultrasonics has the most suitable extraction setup for your extraction volume and process goals.

Υπερηχητικοί εξολκέες για κάθε ικανότητα προϊόντων

UIP4000hdT κύτταρο ροής για ενσωματωμένη κατεργασία με υπερήχους σε βιομηχανική κλίμακαHielscher Ultrasonics product range covers the full spectrum of ultrasonic processors from compact lab ultrasonicators over bench-top and pilot systems to fully-industrial ultrasonic processors with the capacity to process truckloads per hour. The full product range allows us to offer you the most suitable ultrasonic extractor for your pectin-containing raw material, process capacity and production targets.
Υπερήχων benchtop συστήματα είναι ιδανικά για δοκιμές σκοπιμότητας και βελτιστοποίηση της διαδικασίας. Η γραμμική κλιμάκωση με βάση τις καθιερωμένες παραμέτρους της διαδικασίας καθιστά πολύ εύκολη την αύξηση της ικανότητας επεξεργασίας από μικρότερες παρτίδες σε πλήρως εμπορική παραγωγή. Up-κλιμάκωση μπορεί να γίνει είτε με την εγκατάσταση ενός πιο ισχυρού υπερήχων μονάδα εξαγωγής ή συγκέντρωση πολλών ultrasonicators παράλληλα. Με το UIP16000, Hielscher προσφέρει το πιο ισχυρό υπερηχητικό εξολκέα σε όλο τον κόσμο.

Ακριβώς ελέγξιμα πλάτη για βέλτιστα αποτελέσματα

All Hielscher ultrasonicators are precisely controllable and thereby reliable work horses in production. The amplitude is one of the crucial process parameters that influence the efficiency and effectiveness of ultrasonic extraction of pectin from fruit and bio-waste.
Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Όλα hielscher υπερήχων’ επεξεργαστές επιτρέπουν την ακριβή ρύθμιση του εύρους. Sonotrodes και αναμνηστικά κέρατα είναι αξεσουάρ που επιτρέπουν να τροποποιήσει το πλάτος σε ένα ακόμη ευρύτερο φάσμα. Οι βιομηχανικοί υπερηχητικοί επεξεργαστές hielscher μπορούν να παραδώσουν τα πολύ υψηλά πλάτη και να παραδώσουν την απαιτούμενη υπερηχητική ένταση για τις απαιτητικές εφαρμογές. Τα πλάτη μέχρι 200μm μπορούν να τρέξουν εύκολα συνεχώς στη λειτουργία 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα.
Precise amplitude settings and the permanent monitoring of the ultrasonic process parameters via smart software give you the possibility to treat your raw material with the most effective ultrasonic conditions. Optimal sonication for best extraction results!
Η ευρωστία του υπερηχητικού εξοπλισμού της Hielscher επιτρέπει 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία σε βαρέα επαγγελματικά και απαιτητικά περιβάλλοντα. Αυτό καθιστά τον υπερηχητικό εξοπλισμό της Hielscher ένα αξιόπιστο εργαλείο εργασίας που πληροί τις απαιτήσεις εξαγωγής σας.

Εύκολη, χωρίς κινδύνους δοκιμές

Ultrasonic processes can be completely linear scaled. This means every result that you have achieved using a lab or bench-top ultrasonicator, can be scaled to exactly the same output using the exactly same process parameters. This makes ultrasonication ideal for risk-free feasibility testing, process optimization and subsequent implementation into commercial manufacturing. Contact us to learn how sonication can increase your pectin extract production.

Υψηλότερη ποιότητα – Σχεδιασμένο και κατασκευασμένο στη Γερμανία

Ως οικογενειακή και οικογενειακή επιχείρηση, η Hielscher δίνει προτεραιότητα στα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας για τους επεξεργαστές υπερήχων της. Όλα τα ultrasonicators σχεδιάζονται, κατασκευάζονται και ελέγχονται λεπτομερώς στην έδρα μας σε Teltow κοντά στο Βερολίνο, Γερμανία. Η ευρωστία και η αξιοπιστία του υπερηχητικού εξοπλισμού της Hielscher το καθιστούν άλογο εργασίας στην παραγωγή σας. Η λειτουργία 24 ώρες το 24ωρο, 7 ώρες το 24ωρο, 7 ώρες το 24ωρο, σε απαιτητικά περιβάλλοντα, αποτελεί φυσικό χαρακτηριστικό των αναμίκτες υψηλής απόδοσης της Hielscher.

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη για την κατά προσέγγιση ικανότητα επεξεργασίας των υπερήχων μας:

Μαζική Όγκος Ρυθμός ροής Προτεινόμενες συσκευές
1 έως 500mL 10 έως 200 ml / λεπτό UP100H
0.1 έως 20 λίτρα 0.2 έως 4 λίτρα / λεπτό UIP2000hdT
10 έως 100L 2 έως 10 λίτρα / λεπτό UIP4000hdT
μ.δ. 10 έως 100 λίτρα / λεπτό UIP16000
μ.δ. μεγαλύτερος σύμπλεγμα UIP16000

Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!

Ζητήστε περισσότερες πληροφορίες

Παρακαλούμε χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα για να ζητήσετε πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με υπερήχους επεξεργαστές, εφαρμογές και τιμή. Θα χαρούμε να συζητήσουμε τη διαδικασία σας μαζί σας και να σας προσφέρουμε ένα υπερηχητικό σύστημα που πληροί τις απαιτήσεις σας!









Παρακαλείστε να σημειώσετε ότι η Πολιτική Απορρήτου.


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

Hielscher Υπερήχων κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές για την ανάμειξη εφαρμογών, διασποράς, γαλακτωματοποίηση και εκχύλιση σε εργαστήριο, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.

Λογοτεχνία / Αναφορές