मशरूम से चिटिन और चिटोसन उत्पादन

अल्ट्रासोनिकेशन मशरूम जैसे फंगल स्रोतों से चिटिन और चिटोसन को रिलीज करने के लिए एक बेहद कुशल तरीका है। उच्च गुणवत्ता वाले बायोपॉलिमर प्राप्त करने के लिए चिटिन और चिटोसन को डाउन-स्ट्रीम प्रसंस्करण में डीसेटाइलेटेड किया जाना चाहिए। अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त डेसेटाइलेशन एक अत्यधिक प्रभावोत्पादक, सरल और तेजी से तकनीक है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च आणविक वजन और बेहतर जैव उपलब्धता के साथ उच्च गुणवत्ता वाले चिटोसन होते हैं।

मशरूम से चिटिन और चित्रोसन

खाद्य और औषधीय मशरूम जैसे लेंटिनस एडोड्स (शिटेक), गनोडर्मा ल्यूसिडम (लिंगझी या रिशी), इनोनोटस ऑब्लिक्विस (चगा), एग्रिकस बिस्पोरस (बटन मशरूम), हेरिसियम एरीना (शेर की माने), कॉर्डिसेप्स सिनेन्सिस (कैटरपिलर फंगस), ग्रिफोला फ्रोंडोसा (मुर्गी-लकड़ी), ट्रैमेट्स वर्सिकोलर (कोरिओलस वर्सिकोलोर, पॉलीपोरस वर्सिकलोर, टर्कीटेल) और कई अन्य कवक प्रजातियों का व्यापक रूप से भोजन के रूप में और जैव सक्रिय यौगिकों के निष्कर्षण के लिए उपयोग किया जाता है। इन मशरूम के साथ-साथ प्रसंस्करण अवशेष (मशरूम अपशिष्ट) का उपयोग चिटोसन का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिकेशन न केवल फंगल सेल वॉल संरचना से चिटिन की रिहाई को बढ़ावा देता है, बल्कि अल्ट्रासोनिक डिपॉलिमराइजेशन के माध्यम से मूल्यवान चिटोसन में चिटन के रूपांतरण को भी चलाता है।

चिटन से चितोसन तक अल्ट्रासोनिक डिसेटाइलेशन

चितासन को चिटिन का विरूपण sonication द्वारा बढ़ावा दिया जाता है

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Ultrasonic extractor UIP4000hdT for extraction en deacetylation of chitin from mushrooms

अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग मशरूम से चिटिन निकालने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, अल्ट्रासाउंड चिटोसन प्राप्त करने के लिए चिटिन के डेसेटिलेशन को बढ़ावा देता है।

अल्ट्रासोनिकेशन उच्च गुणवत्ता वाले मशरूम निकालने का उत्पादन करने के लिए एक तेज और हल्के निष्कर्षण विधि है। वीडियो में, खाद्य मशरूम से पॉलीसैकराइड्स निकालने के लिए एक UP400St का उपयोग किया जाता है।

22mm जांच के साथ UP400St का उपयोग कर ठंडा मशरूम निष्कर्षण

काइटिन, जो एन-एसिटिलग्लूकोसामाइन बहुलक (पॉली-(β-(1-4)- एन-एसिटिल-डी-ग्लूकोसामाइन) है, एक स्वाभाविक रूप से होने वाली पॉलीसैकराइड है जो क्रस्टेसियन और कीड़े जैसे अकशेरुकी के एक्सोस्केलेटन में व्यापक रूप से पाया जाता है, स्क्विड और कटलफिश के भीतरी कंकाल के साथ-साथ कवक की सेल दीवारें। मशरूम सेल दीवारों की संरचना में एम्बेडेड, चिटिन कवक कोशिका दीवार के आकार और कठोरता के लिए जिम्मेदार है। कई अनुप्रयोगों के लिए, चिटिन को इसके डीसेटाइलेटेड डेरिवेटिव में परिवर्तित किया जाता है, जिसे एक अपोलिनीकरण प्रक्रिया के माध्यम से चिटोसन के रूप में जाना जाता है।
काइटोसन चिटिन का सबसे आम और सबसे मूल्यवान व्युत्पन्न है। यह बी-1,4 ग्लाइकोसाइड से जुड़ा एक उच्च आणविक वजन पॉलीसैकराइड है, जो एन-एसिटिल-ग्लूकोसामाइन और ग्लूकोसामाइन से बना है।
चिटोसन रासायनिक या एंजाइमेटिक के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है एन- डेसेटिलेशन। रासायनिक रूप से संचालित डेसेटिलेशन प्रक्रिया में, एसीटाइल समूह (आर-एनएचकोच3) उच्च तापमान पर मजबूत क्षार से बंद क्लीव किया जाता है। वैकल्पिक रूप से, चिटोसन को एंजाइमेटिक डीसेटाइलेशन के माध्यम से संश्लेषित किया जा सकता है। हालांकि, औद्योगिक उत्पादन पैमाने पर रासायनिक deacetylation पसंदीदा तकनीक है, क्योंकि एंजाइमीय डेसिटाइलेज एंजाइमों की उच्च लागत और कम चिटोसन पैदावार प्राप्त होने के कारण एंजाइमेटिक डीसेटाइलेशन काफी कम कुशल है। अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग (1→4) के रासायनिक क्षरण को तेज करने के लिए किया जाता है- /β-लिंकेज (depolymerization) और उच्च गुणवत्ता वाले चिटोसन प्राप्त करने के लिए चिटिन के deacetylation को प्रभावित करता है। जब एंजाइमेशन को एंजाइमेटिक डीसेटिलेशन के लिए प्री-ट्रीटमेंट के रूप में लागू किया जाता है, तो चिटोसन यील्ड और गुणवत्ता में भी सुधार होता है।

अल्ट्रासाउंड के साथ मशरूम से औद्योगिक चित्रोसन उत्पादन

वाणिज्यिक चिटिन और चिटोसन उत्पादन मुख्य रूप से समुद्री उद्योगों (यानी मछली पकड़ने, शेल मछली संचयन आदि) के कचरे पर आधारित है। कच्चे माल के विभिन्न स्रोतों के परिणामस्वरूप विभिन्न चिटिन और चिटोसन गुण होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मौसमी मछली पकड़ने में भिन्नता के कारण उत्पादन और गुणवत्ता में उतार-चढ़ाव होता है। इसके अलावा, कवक स्रोतों से प्राप्त चिटोसन समुद्री स्रोतों से चिटोसन की तुलना में सजातीय बहुलक लंबाई और अधिक घुलनशीलता जैसे कथित रूप से बेहतर गुण प्रदान करता है। (cf. घोरमेड एट अल., 2017) एक समान चिटोसन की आपूर्ति के लिए, फंगल प्रजातियों से चिटिन की निकासी एक स्थिर वैकल्पिक उत्पादन बन गया है। कवक से चिटिन और सिटीओसान उत्पादन अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण और deacetylation प्रौद्योगिकी का उपयोग कर आसानी से और विश्वसनीय प्राप्त किया जा सकता है। तीव्र सोनीशन चिटिन को जारी करने के लिए सेल संरचनाओं को बाधित करता है और बेहतर चिटिन पैदावार और निष्कर्षण दक्षता के लिए जलीय सॉल्वैंट्स में बड़े पैमाने पर हस्तांतरण को बढ़ावा देता है। बाद में अल्ट्रासोनिक डेसिटिलेशन चिटिन को मूल्यवान चिटोसन में परिवर्तित करता है। दोनों, अल्ट्रासोनिक चिटिन निष्कर्षण और चिटोसन के लिए deacetylation किसी भी वाणिज्यिक उत्पादन स्तर तक रैखिक रूप से बढ़ाया जा सकता है ।

Ultrasonic extraction and deacetylation  of fungal chitin give high-quality chitosan.

सोनीशन फंगल चिटोसन के उत्पादन को तेज करता है और उत्पादन को अधिक कुशल और किफायती बनाता है।
(चित्र और अध्ययन: © झू एट अल., 2019)

Ultrasonic chitin extraction from mushrooms with the UP400ST probe-type ultrasonicator (400W, 24kHz)

अल्ट्रासोनिकेटर UP400St मशरूम निष्कर्षण के लिए: सोनीशन बायोएक्टिव यौगिकों जैसे पॉलीसैकराइड्स चिटिन और चिटोसन की उच्च पैदावार देता है

सोनीशन के माध्यम से अत्यधिक कुशल चिटोसन संश्लेषण

पारंपरिक केमिकल और एंजाइमेटिक चिटिन डेसेटलिशन की कमियों (यानी कम दक्षता, हाई एनर्जी कॉस्ट, लॉन्ग प्रोसेसिंग टाइम, टॉक्सिक सॉल्वैंट्स) को दूर करने के लिए हाई-इंटेस्टीस अल्ट्रासाउंड को चिटिन और चिटोसन प्रोसेसिंग में एकीकृत किया गया है। उच्च तीव्रता वाले सोनीशन और ध्वनिक कैविटेशन के परिणामस्वरूप प्रभाव पॉलीमर चेन की तेजी से कैंची का कारण बनते हैं और पॉलीडिस्परिटी को कम करते हैं, जिससे चिटोसन के संश्लेषण को बढ़ावा मिलता है। इसके अलावा, अल्ट्रासोनिक कतरनी बलों के समाधान में बड़े पैमाने पर हस्तांतरण तेज इतना है कि रासायनिक, हाइड्रोलिटिक, या एंजाइमेटिक प्रतिक्रिया बढ़ाया जाता है ।

अल्ट्रासोनिक रूप से असिस्टेड केमिकल डेसेटिलेशन और डिपॉलिमराइजेशन

चूंकि चिटिन एक अट्रैक्टिव और अघुलनशील बायोपॉलिमर है, इसलिए घुलनशील और बायोएसेसिबल चिटोसन प्राप्त करने के लिए इसे डिमिनरलाइजेशन, डिप्रोटीनाइजेशन और डिपॉलिमराइजेशन/डीसेटाइलाइजेशन की प्रक्रिया चरणों से गुजरना होगा । इन प्रक्रिया चरणों में एचसीएल जैसे मजबूत एसिड और नाओएच और कोह जैसे मजबूत ठिकानों के साथ उपचार शामिल हैं। चूंकि ये पारंपरिक प्रक्रिया कदम अक्षम, धीमी गति से और उच्च ऊर्जा की मांग करते हैं, इसलिए सोनीशन द्वारा प्रक्रिया गहनता चिटोसन उत्पादन में काफी सुधार करती है। पावर-अल्ट्रासाउंड का आवेदन चिटोसन पैदावार और गुणवत्ता को बढ़ाता है, प्रक्रिया को दिनों से कुछ घंटों तक कम कर देता है, मामूली सॉल्वैंट्स की अनुमति देता है, और पूरी प्रक्रिया को अधिक ऊर्जा-कुशल बनाता है।

चिटिन के अल्ट्रासोनिक रूप से बेहतर डेप्रोटीनाइजेशन

वेलेजो-डोमिंगुएज एट अल (2021) ने चिटिन डेपर्टिनाइजेशन की अपनी जांच में पाया कि "बायोपॉलिमर के उत्पादन के लिए अल्ट्रासाउंड के आवेदन ने प्रोटीन की मात्रा के साथ-साथ चिटिन के कण आकार को कम कर दिया। अल्ट्रासाउंड सहायता के माध्यम से उच्च डेसिटिलेशन डिग्री और मध्यम आणविक वजन के चित्रोसन का उत्पादन किया गया।

चिटिन डेपोलिमराइजेशन के लिए अल्ट्रासोनिक हाइड्रोलिसिस

रासायनिक हाइड्रोलिसिस के लिए, या तो एसिड या क्षारीय का उपयोग चिटिन को डीसेटाइलेट करने के लिए किया जाता है, हालांकि क्षार डेसेटिलेशन (जैसे, सोडियम हाइड्रोक्साइड नाउह) का अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एसिड हाइड्रोलिसिस पारंपरिक रासायनिक डीसेटाइलेशन के लिए एक अल्टरनेटिव विधि है, जहां कार्बनिक एसिड समाधान का उपयोग चिटिन और चिटोसन को विकृत करने के लिए किया जाता है। एसिड हाइड्रोलिसिस की विधि का उपयोग ज्यादातर तब किया जाता है जब चिटिन और चिटोसन का आणविक वजन सजातीय होना चाहिए। इस पारंपरिक हाइड्रोलिसिस प्रक्रिया को धीमी और ऊर्जा और लागत-प्रधान के रूप में जाना जाता है। मजबूत एसिड, उच्च तापमान और दबाव की आवश्यकता ऐसे कारक हैं जो हाइड्रोलिटिक चिटोसन प्रक्रिया को बहुत महंगी और समय लेने वाली प्रक्रिया में बदल देते हैं। उपयोग किए जाने वाले एसिड को बेअसर और डीसल्टिंग जैसी डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।
हाइड्रोलिसिस प्रक्रिया में उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासाउंड के एकीकरण के साथ, चिटिन और चिटोसन के हाइड्रोलिटिक क्लीवेज के लिए तापमान और दबाव आवश्यकताओं को काफी कम किया जा सकता है। इसके अलावा, सोनीशन कम एसिड सांद्रता या मामूली एसिड के उपयोग के लिए अनुमति देता है। यह प्रक्रिया को अधिक टिकाऊ, कुशल, लागत प्रभावी और पर्यावरण-मित्रता बनाता है ।

अल्ट्रासोनिक रूप से असिस्टेड केमिकल डेसेटिलेशन

चिटिन और चिटोसन का रासायनिक विघटन और विरूपण मुख्य रूप से खनिज एसिड (जैसे, हाइड्रोक्लोरिक एसिड एचसीएल), सोडियम नाइट्राइट (नानो) के साथ चिटिन या चिटोसन का इलाज करके प्राप्त किया जाता है।2), या हाइड्रोजन पेरोक्साइड (एच2हे2). अल्ट्रासाउंड डीसेटिलेशन दर में सुधार करता है जिससे डीसेटिलेशन की लक्षित डिग्री प्राप्त करने के लिए आवश्यक प्रतिक्रिया समय छोटा हो जाता है। इसका मतलब है कि सोनीशन 12-24 घंटे के आवश्यक प्रसंस्करण समय को कुछ घंटों तक कम कर देता है। इसके अलावा, सोनीफिकेशन काफी कम रासायनिक सांद्रता के लिए अनुमति देता है, उदाहरण के लिए अल्ट्रासाउंड के उपयोग के बिना 65% (w/w) के दौरान सोनीसेक्शन का उपयोग करके 40% (w/w) सोडियम हाइड्रोक्साइड की आवश्यकता होती है।

अल्ट्रासोनिक-एंजाइमेटिक डीसेटाइलेशन

जबकि एंजाइमेटिक डीसेटाइलेशन एक हल्के, पर्यावरण-सौम्य प्रसंस्करण रूप है, इसकी दक्षता और लागत अआर्थिक हैं। जटिल, श्रम-तीव्र और महंगे डाउनस्ट्रीम अलगाव और अंत उत्पाद से एंजाइमों की शुद्धि के कारण, एंजाइमेटिक चिटिन डेसेटिलेशन वाणिज्यिक उत्पादन में लागू नहीं किया जाता है, बल्कि केवल वैज्ञानिक अनुसंधान प्रयोगशाला में उपयोग किया जाता है।
एंजाइमेटिक डीसेटलिटेशन के टुकड़ों से पहले अल्ट्रासोनिक प्री-ट्रीटमेंट चिटिन अणुओं को जिससे सतह क्षेत्र का विस्तार होता है और एंजाइमों के लिए अधिक सतह उपलब्ध हो जाती है। उच्च प्रदर्शन सोनीशन एंजाइमैजी deacetylation में सुधार करने में मदद करता है और प्रक्रिया को और अधिक आर्थिक बनाता है ।

अल्ट्रासोनिक चिटिन और चिटोसन डेसेटिलेशन के लिए शोध परिणाम

Sonochemically deacetylated chitin results in high-quality chitosan.झू एट अल (2018) ने अपने अध्ययन में निष्कर्ष निकाला कि अल्ट्रासोनिक डीसेटाइलेशन एक महत्वपूर्ण सफलता साबित हुई है, जो कम प्रतिक्रिया तापमान पर 83-94% deacetylation के साथ β-चिटिन को चिटोसन में परिवर्तित कर रहा है। बाईं तस्वीर अल्ट्रासोनिक deacetylated chitosan (९० डब्ल्यू, 15 मिनट, 20 w/v% NaOH, 1:15 (जी: एमएल) की एक SEM छवि से पता चलता है (चित्र और अध्ययन: © झू एट अल., 2018)
अपने प्रोटोकॉल में डीआई वाटर में नाओएच के गुच्छे को भंग कर नाओएच सॉल्यूशन (20 डब्ल्यू/वी%) तैयार किया गया था । क्षार समाधान तो एक अपकेंद्रित्र ट्यूब में 1:20 (जी: एमएल) के एक ठोस तरल अनुपात में GLSP तलछट (0.5 ग्राम) में जोड़ा गया था। चिटोसन को 1:1 समाधान मात्रा अनुपात में एनएसीएल (40 एमएल, 0.2 एम) और एसिटिक एसिड (0.1 एम) में जोड़ा गया था। निलंबन तो एक जांच प्रकार अल्ट्रासोनिकेटर (250W, 20kHz) का उपयोग कर ६० मिनट के लिए 25 डिग्री सेल्सियस के हल्के तापमान पर अल्ट्रासाउंड के अधीन किया गया था । (cf Zhu et al., 2018)
पंडित एट अल ( 2021) ने पाया कि चिटोसन समाधानों के लिए गिरावट की दर शायद ही कभी बहुलक को घुलनशील करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एसिड की सांद्रता से प्रभावित होती है और काफी हद तक तापमान, अल्ट्रासाउंड तरंगों की तीव्रता और बहुलक को भंग करने के लिए उपयोग की जाने वाली मीडिया की आयनिक ताकत पर निर्भर करती है। (cf. पंडित एट अल., 2021)

एक अन्य अध्ययन में, झू एट अल (2019) ने गैनोडर्मा ल्यूसिडम बीजाणु पाउडर को फंगल कच्चे माल के रूप में इस्तेमाल किया और अल्ट्रासोनॉलिक-असिस्टेड डेसेटिलेशन और प्रसंस्करण मापदंडों जैसे सोनीशन समय, ठोस-से-तरल अनुपात, नोह एकाग्रता, और चिटोसन के डीसेटिलेशन (डीडी) की डिग्री पर विकिरण शक्ति की जांच की। उच्चतम डीडी मूल्य निम्नलिखित अल्ट्रासोनिक मापदंडों पर प्राप्त किया गया था: 80W पर 20 मिनट सोनीशन, 10% (जी:एमएल) नाओएच, 1:25 (जी:मिलीलीटर)। एसईएम, एफटीआर, टीजी और एक्सआरडी का उपयोग करके सतह आकृति विज्ञान, रासायनिक समूहों, थर्मल स्थिरता और अल्ट्रासोनिक रूप से प्राप्त चिटोसन की क्रिस्टलिटी की जांच की गई। अनुसंधान टीम ने अल्ट्रासोनिक रूप से उत्पादित चिटोसन की डीसेटिलेशन (डीडी), गतिशील चिपचिपाहट ([η]) और आणविक वजन (एमवी) की डिग्री में महत्वपूर्ण वृद्धि की रिपोर्ट की है। परिणामों ने कवक की अल्ट्रासोनिक डीसेटाइलेशन तकनीक को चिटोसन के लिए एक अत्यधिक शक्तिशाली उत्पादन विधि को रेखांकित किया, जो जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। (cf. Zhu एट अल., 2019)

Chitins and chitosans from mushroom can be efficiently extracted using probe-type ultrasonication.

दो मशरूम प्रजातियों से चिटिन और चिटोसन की एसईएम छवियां: ए) एल वेलरियस से चिटिन; ख) पी रिबिस से चिटिन; ग) एल.वेलरियस से चित्रोसन; घ) पी रिबिस से चित्रोसन ।
चित्र और अध्ययन: © एर्डोडोन एट अल., 2017

Industrial ultrasonic tank reactor with high-performance ultrasonic probe for chitin deacetylation

अल्ट्रासोनिक रिएक्टर के साथ 2000W अल्ट्रासाउंड जांच (सोनोट्रोड) मशरूम से चिटिन निष्कर्षण और बाद में depolymerization/deacetylation के लिए

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अल्ट्रासोनिक डेसिटिलेशन के साथ सुपीरियर चिटोसन क्वालिटी

चिटिन/चिटोसन निष्कर्षण और depolymerization की अल्ट्रासोनिक रूप से संचालित प्रक्रियाएं ठीक नियंत्रणीय हैं और अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया मापदंडों को कच्चे माल और लक्षित अंत उत्पाद गुणवत्ता (जैसे, आणविक वजन, deacetylation की डिग्री) में समायोजित किया जा सकता है । यह अल्ट्रासाउंड प्रक्रिया को बाहरी कारकों में अनुकूलित करने और बेहतर परिणाम और दक्षता के लिए इष्टतम मापदंडों को निर्धारित करने की अनुमति देता है।
अल्ट्रासोनिक रूप से डिसेटाइलेटेड चिटोसन उत्कृष्ट जैव उपलब्धता और जैव अनुकूलता दिखाता है। जब अल्ट्रासोनिक रूप से तैयार चिटोसन बायोपॉलिमर की तुलना बायोमेडिकल गुणों के बारे में थर्मल रूप से व्युत्पन्न चिटोसन से की जाती है, तो अल्ट्रासोनिक रूप से उत्पादित चिटोसन काफी बेहतर फाइब्रोब्लास्ट (एल 929 सेल) व्यवहार्यता और एस्चेरिचिया कोलाई (ई. कोलाई) और स्टेफिलोकोकस ऑरियस (एसरियस) दोनों के लिए बढ़ी हुई जीवाणुरोधी गतिविधि को प्रदर्शित करता है।
(cf. झू एट अल., 2018)

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण और चिटिन का डेसेटिलेशन कैसे काम करता है?

जब पावर अल्ट्रासाउंड तरंगों को तरल या घोल में जोड़ा जाता है (उदाहरण के लिए, एक विलायक में चिटिन से मिलकर निलंबन), अल्ट्रासोनिक तरंगें तरल के माध्यम से यात्रा करती हैं जिससे उच्च दबाव/कम दबाव चक्र बारी-बारी से होता है। कम दबाव चक्रों के दौरान, मिनट वैक्यूम बुलबुले (तथाकथित कैविटेशन बुलबुले) बनाए जाते हैं, जो कई दबाव चक्रों पर बढ़ते हैं। एक निश्चित आकार में, जब बुलबुले अधिक ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकते हैं, तो वे उच्च दबाव चक्र के दौरान हिंसक रूप से फटना। बुलबुला विविधता तीव्र कैविटेशन (या सोनोमेचनिक) बलों की विशेषता है। ये सोनोमेकेनिकल स्थितियां स्थानीय रूप से कैविटेशनल हॉट-स्पॉट में होती हैं और क्रमशः 4000K और 1000atm तक के बहुत उच्च तापमान और दबाव की विशेषता होती है; साथ ही इसी उच्च तापमान और दबाव अंतर। 100 मीटर/एस तक के वेग के साथ फर्टेहरमोर, सूक्ष्म अशांति और तरल धाराएं उत्पन्न होती हैं। कवक और क्रस्टेसियन के साथ-साथ चिटिन डिपॉलिमराइजेशन और डीसेटाइलेशन से चिटिन और चिटोसन का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण मुख्य रूप से सोनोमेचनिक प्रभावों के कारण होता है: आंदोलन और अशांति कोशिकाओं को बाधित करते हैं और बड़े पैमाने पर हस्तांतरण को बढ़ावा देते हैं और अम्लीय या क्षारीय सॉल्वैंट्स के संयोजन में बहुलक श्रृंखलाओं को भी काट सकते हैं।
अल्ट्रासोनिकेशन के माध्यम से चिटिन निष्कर्षण का कार्य सिद्धांत: अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण कुशलता से मशरूम की कोशिका संरचना को तोड़ता है और सेल वॉल और सेल इंटीरियर (यानी, चिटिन और चिटोसन और अन्य बायोएक्टिव फाइटोकेमिकल्स जैसे पॉलीसैकराइड्स) से इंट्रासेल्युलर यौगिकों को सॉल्वेंट में जारी करता है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण ध्वनिक कैविटेशन के कार्य सिद्धांत पर आधारित है। अल्ट्रासोनिक/ध्वनिक कैविटेशन के प्रभाव उच्च कतरनी बलों, अशांति और तीव्र दबाव अंतर हैं । ये सोनोमैकेनिकल बल सेलुलर संरचनाओं जैसे चिटिनस मशरूम सेल दीवारों को तोड़ते हैं, कवक बायोमटेरियल और विलायक के बीच बड़े पैमाने पर हस्तांतरण को बढ़ावा देते हैं और परिणामस्वरूप एक त्वरित प्रक्रिया के भीतर बहुत अधिक निकालने की पैदावार होती है। इसके अतिरिक्त, सोनीशन बैक्टीरिया और रोगाणुओं को मार कर अर्क की नसबंदी को बढ़ावा देता है। सोनीशन द्वारा माइक्रोबियल निष्क्रियता कोशिका झिल्ली, मुक्त कणों के उत्पादन और स्थानीय हीटिंग के लिए विनाशकारी कैविटेशनल बलों का परिणाम है।
अल्ट्रासोनिकेशन के माध्यम से डीपॉलिमराइजेशन और डीसेटाइलेशन का कार्य सिद्धांत: बहुलक श्रृंखला एक बुलबुले के आसपास कतरनी क्षेत्र में पकड़े जाते हैं और एक टूट गुहा के पास बहुलक कुंडली की श्रृंखला खंडों उन आगे दूर की तुलना में एक उच्च वेग पर कदम होगा । इसके बाद बहुलक खंडों और सॉल्वैंट्स की सापेक्ष गति के कारण बहुलक श्रृंखला पर तनाव का उत्पादन किया जाता है और ये दरार पैदा करने के लिए पर्याप्त होते हैं। इस प्रकार प्रक्रिया बहुलक समाधान ~ 2 ° में अन्य कतरनी प्रभावों के समान है और बहुत समान परिणाम देता है। (cf. मूल्य एट अल., 1994)

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फंगल चिटिन और चिटोसन प्रोसेसिंग के लिए हाई-परफॉर्मेंस अल्ट्रासोनिक इक्विपमेंट

chitosan करने के लिए chition के अल्ट्रासोनिक deacetylation

एक की एक आवर्धन में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) छवियों स्कैनिंग) ग्लैडियस, ख) अल्ट्रासाउंड का इलाज ग्लैडियस, ग) ]-चिटिन, घ) अल्ट्रासाउंड-उपचारित जेड-चिटिन, और ई) chitosan (स्रोत: प्रीटो एट अल 2017)

4kW ultrasonicator for industrial chitin / chitosan processing from crustacean and fungiचिटिन के विखंडन और चिटिन के डेसेटिलेशन को शक्तिशाली और विश्वसनीय अल्ट्रासोनिक उपकरण की आवश्यकता होती है जो उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं, प्रक्रिया मापदंडों पर सटीक नियंत्रणीयता प्रदान करते हैं और भारी भार के तहत और मांग वाले वातावरण में 24/7 संचालित किए जा सकते हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिक्स ' उत्पाद रेंज इन आवश्यकताओं को मज़बूती से पूरा करता है । उत्कृष्ट अल्ट्रासाउंड प्रदर्शन के अलावा, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर उच्च ऊर्जा क्षमता का दावा करते हैं, जो एक महत्वपूर्ण किफायती लाभ है – खासकर जब वाणिज्यिक बड़े पैमाने पर उत्पादन पर कार्यरत हैं।
Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर उच्च प्रदर्शन वाले सिस्टम हैं जिन्हें अपनी प्रक्रिया की जरूरतों को इष्टतम तरीके से पूरा करने के लिए सोनोटरोड, बूस्टर, रिएक्टर या प्रवाह कोशिकाओं जैसे एक्सेसरीज से लैस किया जा सकता है डिजिटल कलर डिस्प्ले के साथ, सोनीशन रन को प्रीसेट करने का विकल्प, एकीकृत एसडी कार्ड पर स्वचालित डेटा रिकॉर्डिंग, रिमोट ब्राउज़र कंट्रोल और कई अन्य विशेषताएं, उच्चतम प्रक्रिया नियंत्रण और उपयोगकर्ता-मित्रता सुनिश्चित की जाती है। मजबूती और भारी लोड-असर क्षमता के साथ जोड़ा गया, Hielscher अल्ट्रासोनिक सिस्टम उत्पादन में आपके विश्वसनीय काम घोड़े हैं। 
चिटिन विखंडन और deacetylation लक्षित रूपांतरण और उच्च गुणवत्ता के एक अंतिम चिटोसन उत्पाद प्राप्त करने के लिए शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड की आवश्यकता है। विशेष रूप से चिटिन गुच्छे के विखंडन और depolymerization/deacetylation कदम, उच्च आयाम और ऊंचा दबाव के लिए महत्वपूर्ण हैं । हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स के औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर आसानी से बहुत उच्च आयाम प्रदान करते हैं। 24/7 ऑपरेशन में 200μm तक के आयामों को लगातार चलाया जा सकता है। यहां तक कि उच्च आयामों के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोटरोड उपलब्ध हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिक सिस्टम की शक्ति क्षमता एक सुरक्षित और उपयोगकर्ता के अनुकूल प्रक्रिया में कुशल और तेजी से deacetylation के लिए अनुमति देते हैं ।
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

बैच वॉल्यूम प्रवाह की दर अनुशंसित उपकरणों
1 से 500 एमएल 10 से 200 मील / मिनट UP100H
10 से 2000 मील 20 से 400 एमएल / मिनट UP200Ht, UP400St
0.1 से 20 एल 0.2 से 4 एल / मिनट UIP2000hdT
10 से 100 एल 2 से 10 एल / मिनट UIP4000hdT
एन.ए. 10 से 100 एल / मिनट UIP16000
एन.ए. बड़ा के समूह UIP16000

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

Hielscher Ultrasonics प्रयोगशाला, पायलट और औद्योगिक पैमाने पर अनुप्रयोगों, फैलाव, पायसीकरण और निष्कर्षण मिश्रण के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक समरूपता का निर्माण करता है ।



साहित्य/संदर्भ


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइजर्स से बनाती है प्रयोगशाला सेवा मेरे औद्योगिक आकार।