Παραγωγή διακυλογλυκερόλης με υπερήχους και ένζυμα

Τα έλαια πλούσια σε διακυλογλυκερόλη (DAG) έχουν επιδείξει υψηλή διατροφική αξία, καθώς πέπτονται και μεταβολίζονται με τρόπο που μειώνει σημαντικά το σωματικό βάρος. Η διακυλογλυκερόλη μπορεί να παραχθεί με υδρόλυση του φοινικέλαιου, χρησιμοποιώντας μια εμπορικά διαθέσιμη λιπάση ως καταλύτη υπό κατεργασία με υπερήχους. Με την υδρόλυση με υπερήχους και ένζυμα, οι DAG μπορούν να παραχθούν σε μεγάλες ποσότητες με πολύ χαμηλό κόστος επεξεργασίας.

Με βιοκαταλυόμενη υδρόλυση υποβοηθούμενη από υπερήχους, τα συνήθη φυτικά έλαια μπορούν να μετατραπούν σε βρώσιμα έλαια πλούσια σε DAG, με υψηλή διατροφική αξία. Η υδρόλυση με υπερήχους και ένζυμα παρέχει καλή απόδοση ελαίου πλούσιου σε διακυλογλυκερόλη, σε συντομότερους χρόνους αντίδρασης και υπό ήπιες συνθήκες.

Τα πλεονεκτήματα της υδρόλυσης με υπερήχους:

• λεπτή γαλακτωματοποίηση
• αυξημένη μεταφορά μάζας
• ήπιες συνθήκες
• σύντομος χρόνος διεργασίας
• ελεγχόμενη θερμοκρασία
• παραγωγή εντός γραμμής

Έρευνα και αποτελέσματα στη σύνθεση διακυλογλυκερόλης με υπερήχους

Οι Awadallak et al. (2013) διερεύνησαν την υποβοηθούμενη από υπερήχους υδρόλυση του φοινικέλαιου, χρησιμοποιώντας το Lipozyme RM IM ως βιοκαταλύτη. Στην αντίδραση δύο σταδίων, οι υπέρηχοι χρησιμοποιούνται για την προώθηση της γαλακτωματοποίησης του ελαίου και του νερού. Στο δεύτερο στάδιο, προστίθενται τα ένζυμα για την καταλυτική μετατροπή.
Διάταξη υπερήχων όπως χρησιμοποιήθηκε στην έρευνα του Awadallak: Συσκευή υπερήχων UP200St με γυάλινη κυψελίδα ροής (βλ. εικόνα αριστερά).
Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι η ακόλουθη διεργασία δύο σταδίων δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα: ο καθετήρας υπερήχων εισήχθη σε βάθος περίπου 10mm στο σύστημα νερού/ελαίου, η ισχύς ρυθμίστηκε στα 80 W και η συσκευή ενεργοποιήθηκε για 3 min ώστε να γαλακτωματοποιηθεί το σύστημα πριν αφαιρεθεί ο καθετήρας. Στη συνέχεια προστέθηκε το ένζυμο (1,36 wt.% της μάζας νερού + ελαίου), ενώ το διάλυμα αναμειγνυόταν με μαγνητική ανάδευση (300 rpm).
Η κατεργασία με υπερήχους πραγματοποιήθηκε με τη χρήση της ισχυρής συσκευής υπερήχων τύπου καθετήρα UP200St της Hielscher, ισχύος 200watts.

Έτσι, η υποβοηθούμενη από υπερήχους βιοκατάλυση απέδωσε έλαιο DAG με συγκέντρωση 34,17 wt.% μετά από χρόνο αντίδρασης 12h. Το ίδιο το στάδιο κατεργασίας με υπερήχους ήταν πολύ σύντομο, με διάρκεια μόλις 1,2 min.
Καθώς η κατεργασία με υπερήχους εφαρμόζεται ως πρώτο στάδιο για τη λήψη ενός γαλακτώματος με λεπτά σταγονίδια μέσω υπερήχων, αυτή η διεργασία δύο σταδίων προσφέρει πλεονεκτήματα για την παραγωγή μεγάλης κλίμακας: το ενεργειακό της κόστος είναι πολύ χαμηλό και ο σύντομος χρόνος γαλακτωματοποίησης επιτρέπει τη χρήση περιορισμένου εξοπλισμού υπερήχων συνεχούς λειτουργίας για την τροφοδοσία μεγάλων αντιδραστήρων υδρόλυσης.

Εξοπλισμός υπερήχων για πιλοτική λειτουργία και παραγωγή

Η Hielscher Ultrasonics είναι ο συνεργάτης σας με πολυετή εμπειρία στις διεργασίες υπερήχων, συμπεριλαμβανομένης της αποδοτικής σύνθεσης διακυλογλυκερόλης. Κατασκευάζουμε ισχυρά και αξιόπιστα συστήματα υπερήχων για κάθε όγκο. Ως προμηθευτής της φαρμακευτικής βιομηχανίας και της βιομηχανίας τροφίμων, ειδικευόμαστε στην κατασκευή εξοπλισμού υπερήχων, καθώς και στην παροχή συμβουλών για διεργασίες υπερήχων και την ενσωμάτωσή τους στις ροές παραγωγής.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας.

MultiPhaseCavitator υπερήχων της Hielscher

Η Hielscher έχει αναπτύξει το μοναδικό ένθετο κυψελίδας ροής MultiPhaseCavitator MPC48. Το ένθετο MPC48 (βλ. εικόνα δεξιά) διαθέτει 48 λεπτές κάνουλες, μέσω των οποίων η δεύτερη φάση εγχέεται ως πολύ λεπτή υγρή δέσμη με διάμετρο από 0,3mm έως 1,2mm (ανάλογα με το μέγεθος της κάνουλας). Καθώς η δεύτερη φάση εγχέεται ήδη σε πολύ λεπτή μορφή απευθείας στη ζώνη σπηλαίωσης υπερήχων, παράγεται μικρογαλάκτωμα ή νανογαλάκτωμα μέσω κατεργασίας με υπερήχους. Το ένθετο MPC48 έχει σχεδιαστεί για αντιδραστήρες κυψελίδας ροής της Hielscher και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επεξεργασία κατά παρτίδες και συνεχή επεξεργασία.
Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα για το MultiPhaseCavitator!