अल्ट्रासोनिक–एंज़ाइमी तेल जल-अपघटन

• डाइएसिलग्लिसरॉल (DAG) से समृद्ध तेल खाद्य, औषधीय और सौंदर्य प्रसाधन उत्पादों के लिए एक मूल्यवान घटक हैं।
• अल्ट्रासोनिकेशन के दौरान एक व्यावसायिक लाइपेज़ को उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करके पाम तेल के जल-अपघटन से डाइएसिलग्लिसरॉल का उत्पादन किया जा सकता है।
• अल्ट्रासोनिक–एंज़ाइमी जल-अपघटन द्वारा DAG का उत्पादन बड़ी मात्रा में, कम लागत पर और कम समय में किया जा सकता है।

अल्ट्रासोनिक–एंज़ाइमी डाइएसिलग्लिसरॉल उत्पादन

डाइएसिलग्लिसरॉल (DAG) से समृद्ध तेलों का उपयोग खाद्य, औषधीय और सौंदर्य प्रसाधन अनुप्रयोगों में किया जाता है। अपने उच्च पोषण मूल्य के कारण इनमें बहुत रुचि दिखाई गई है, क्योंकि इनका पाचन और चयापचय इस प्रकार होता है कि शरीर का वजन उल्लेखनीय रूप से कम होता है।
अल्ट्रासोनिक सहायता प्राप्त जैव-उत्प्रेरित जल-अपघटन द्वारा सामान्य वनस्पति तेलों को DAG से समृद्ध खाद्य तेलों में बदला जा सकता है। अल्ट्रासोनिक–एंज़ाइमी जल-अपघटन से कम अभिक्रिया समय में और सौम्य परिस्थितियों में डाइएसिलग्लिसरॉल से समृद्ध तेल की उच्च उपज प्राप्त होती है।
अल्ट्रासाउंड और एंज़ाइमी उत्प्रेरण के संयोजन का उपयोग सामान्य तेलों, जैसे पाम तेल, को उच्च डाइएसिलग्लिसरॉल सामग्री वाले तेल में उन्नत करने के लिए किया जा सकता है। डाइएसिलग्लिसरॉल की उच्च मात्रा तेल को उच्च पोषण मूल्य प्रदान करती है।

अल्ट्रासाउंड के लाभ:

• सूक्ष्म पायसीकरण
• बढ़ा हुआ द्रव्यमान अंतरण
• उच्च रूपांतरण
• सौम्य परिस्थितियाँ
• कम प्रक्रिया समय
• तापमान नियंत्रित
• इनलाइन उत्पादन

डाइएसिलग्लिसरॉल (DAG) की रासायनिक संरचना

अनुसंधान और परिणाम

Awadallak और सहकर्मियों (2013) ने Lipozyme RM IM को जैव-उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करके पाम तेल के अल्ट्रासोनिक सहायता प्राप्त जल-अपघटन की जाँच की है। दो चरणों वाली अभिक्रिया में, तेल और पानी के पायसीकरण को बढ़ावा देने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग किया जाता है। दूसरे चरण में, उत्प्रेरकीय रूपांतरण के लिए एंज़ाइम मिलाए जाते हैं।
दाईं ओर का चित्र Awadallak के अनुसंधान में प्रयुक्त अल्ट्रासोनिक व्यवस्था दिखाता है: अल्ट्रासोनिक प्रोब उपकरण UP200S (200W, 24kHz), जिसमें नियंत्रित परिस्थितियों में निरंतर सोनिकेशन के लिए काँच का प्रवाह सेल लगा है।

प्रोटोकॉल

अनुसंधान समूह ने पाया कि निम्नलिखित दो चरणों वाली प्रक्रिया से सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त होते हैं: अभिक्रिया 60ml आयतन वाले एक अल्ट्रासोनिक काँच के प्रवाह सेल में (दाईं ओर का चित्र देखें) 55°C पर 24 h तक की गई। पाम तेल (15 g) और पानी (1.5 g) रिएक्टर में डाले गए। अल्ट्रासोनिकेटर UP200S की अल्ट्रासाउंड प्रोब को पानी/तेल प्रणाली में लगभग 10mm की गहराई तक डाला गया, शक्ति को 80W पर समायोजित किया गया और प्रणाली का पायसीकरण करने के लिए इसे 3 min तक चालू रखा गया, जिसके बाद प्रोब को निकाल लिया गया। फिर एंज़ाइम (पानी + तेल के द्रव्यमान का 1.36 wt.%) मिलाया गया, जबकि विलयन को चुंबकीय विलोडन (300 rpm) से मिलाया जा रहा था।
इस प्रकार अल्ट्रासोनिक सहायता प्राप्त जैव-उत्प्रेरण से 12h के अभिक्रिया समय के बाद 34.17 wt.% सांद्रता वाला DAG तेल प्राप्त हुआ। स्वयं सोनिकेशन चरण बहुत छोटा था, जिसकी अवधि केवल 1.2 min थी।

परिणाम

प्रस्तुत परीक्षणों में, 12 h की अभिक्रिया के बाद 34.17 wt.% सांद्रता वाला DAG तेल प्राप्त हुआ। सोनिकेशन चरण में केवल 1.2 min लगे।
अल्ट्रासोनिक–एंज़ाइमी उत्प्रेरण बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए अपने बड़े लाभों के कारण प्रभावशाली है, क्योंकि इसकी ऊर्जा लागत बहुत कम है और इसका कम पायसीकरण समय बड़े जल-अपघटन रिएक्टरों में सामग्री पहुँचाने के लिए घटाए गए, निरंतर संचालन वाले अल्ट्रासोनिक उपकरणों के उपयोग की अनुमति देता है। [Awadallak et al. 2013]