Ultraääniavusteinen entsymaattinen diasyyliglyserolin tuotanto

Diasyyliglyserolipitoisilla (DAG) öljyillä on osoitettu olevan korkea ravintoarvo, sillä ne pilkkoutuvat ruoansulatuksessa ja metaboloituvat tavalla, joka vähentää merkittävästi kehon painoa. Diasyyliglyserolia voidaan tuottaa palmuöljyn hydrolyysillä käyttämällä kaupallista lipaasia katalyyttinä ultraäänikäsittelyn aikana. Ultraääniavusteisella entsymaattisella hydrolyysillä DAG-yhdisteitä voidaan tuottaa suuria määriä erittäin alhaisilla käsittelykustannuksilla.

Ultraääniavusteisella biokatalysoidulla hydrolyysillä tavanomaiset kasviöljyt voidaan muuntaa DAG-pitoisiksi ruokaöljyiksi, joilla on korkea ravintoarvo. Ultraääniavusteinen entsymaattinen hydrolyysi tuottaa hyvän saannon diasyyliglyserolipitoista öljyä lyhyemmissä reaktioajoissa ja miedoissa olosuhteissa.

Ultraääniavusteisen hydrolyysin edut:

• hienojakoinen emulgointi
• tehostunut aineensiirto
• miedot olosuhteet
• lyhyt prosessiaika
• hallittu lämpötila
• tuotanto suoraan prosessivirrassa

Ultraääniavusteisen diasyyliglyserolisynteesin tutkimus ja tulokset

Awadallak ym. (2013) ovat tutkineet palmuöljyn ultraääniavusteista hydrolyysiä käyttämällä Lipozyme RM IM -valmistetta biokatalyyttinä. Kaksivaiheisessa reaktiossa ultraääntä käytetään edistämään öljyn ja veden emulgointia. Toisessa vaiheessa entsyymit lisätään katalyyttistä muuntumista varten.
Awadallakin tutkimuksessa käytetty ultraäänilaitteisto: Ultraäänilaite UP200St lasisella virtauskennolla varustettuna (katso vasemmalla oleva kuva).
Tutkimusryhmä havaitsi, että seuraava kaksivaiheinen prosessi tuottaa parhaat tulokset: ultraäänianturi upotettiin noin 10 mm:n syvyyteen vesi-öljyjärjestelmään, teho säädettiin arvoon 80 W ja laite käynnistettiin 3 min ajaksi järjestelmän emulgoimiseksi ennen anturin poistamista. Tämän jälkeen entsyymi (1,36 wt.% veden ja öljyn yhteenlasketusta massasta) lisättiin samalla, kun liuosta sekoitettiin magneettisekoittimella (300 rpm).
Ultraäänikäsittely suoritettiin käyttämällä Hielscherin tehokasta, 200 watin anturityyppistä ultraäänilaitetta UP200St.

Ultraääniavusteinen biokatalyysi tuotti siten DAG-öljyä, jonka pitoisuus oli 34,17 wt.%, 12 h reaktioajan jälkeen. Itse ultraäänikäsittelyvaihe oli erittäin lyhyt: sen kesto oli vain 1,2 min.
Koska ultraäänikäsittelyä käytetään ensimmäisenä vaiheena hienojakoisen ultraääniemulsion aikaansaamiseksi, tällä kaksivaiheisella prosessilla on etuja suuren mittakaavan tuotannossa: sen energiakustannukset ovat erittäin alhaiset, ja lyhyt emulgointiaika mahdollistaa supistetun jatkuvatoimisen ultraäänilaitteiston käytön suurten hydrolyysireaktorien syöttämiseen.

Ultraäänilaitteet pilotointiin ja tuotantoon

Hielscher Ultrasonics on kumppanisi, jolla on pitkä kokemus ultraääniprosesseista, mukaan lukien tehokas diasyyliglyserolisynteesi. Valmistamme tehokkaita ja luotettavia ultraäänijärjestelmiä kaikille tilavuuksille. Lääke- ja elintarviketeollisuuden toimittajana olemme erikoistuneet ultraäänilaitteiden valmistukseen sekä ultraääniprosesseja ja niiden tuotantovirtoihin liittämistä koskevaan konsultointiin.
Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme käsittelykapasiteetista.

Hielscherin ultraäänikäyttöinen MultiPhaseCavitator

Hielscher on kehittänyt ainutlaatuisen virtauskennon sisäosan MultiPhaseCavitator MPC48. Sisäosa MPC48 (katso oikealla oleva kuva) on varustettu 48 ohuella kanyylillä, joiden kautta toinen faasi ruiskutetaan erittäin hienona nestevirtana, jonka halkaisija on 0,3 mm:n ja 1,2 mm:n välillä (kanyylin koosta riippuen). Koska toinen faasi ruiskutetaan jo valmiiksi erittäin hienojakoisena suoraan ultraäänen kavitaatiovyöhykkeeseen, ultraäänikäsittely tuottaa mikro- tai nanoemulsion. MPC48-sisäosa on suunniteltu Hielscherin virtauskennoreaktoreihin, ja sitä voidaan käyttää erä- ja jatkuvatoimiseen käsittelyyn.
Lue lisää MultiPhaseCavitatorista napsauttamalla tästä!