Hielscher ultrazvučna tehnologija

Ultrazvučno Deacetilacija chitin u chitosan

Chitosan je biopolimer dobiven od hitina koji ima mnoge primjene u farmaceutskoj industriji, hrane, poljoprivrede i industrije. Ultrazvučno deacetilacija od hitina do kitozan intenzivira liječenje značajno – koji dovode do učinkovitog i brzog procesa s visokom prinosu vrhunske kvalitete.

Ultrazvučno chitosan proizvodnja

Chitosan se postiže N-deacetilacijom Chitina. U konvencionalnoj deacetilaciji, hitina je natopljen u vodenim alkalnim otapalima (obično 40 do 50% (w/w) NaOH). Obijanje zahtijeva visoke temperature od 100 do 120 º c je vrlo dugotrajan, dok je prinos od kitozan po upijajući korak je niska. Primjena visoke snage ultrazvuk pojačava proces deacetilacije od hitina značajno i rezultira velikim prinosom low-molekulske težine kitozan u brzom liječenju na nižoj temperaturi. Ultrazvučni deacetilation rezultati u vrhunske kvalitete kitozan koji se koristi kao hrana i Pharma sastojak, kao gnojivo i u mnogim drugim industrijskim aplikacijama.
Ultrazvučno liječenje rezultira iznimnim stupnjem acetilacije (da) od hitina smanjenje stupnja acetilacije hitina od da ≥ 90 do kitozan s da ≤ 10.
Mnoge istraživačke studije potvrđuju učinkovitost ultrazvučnog Hitin deacetilation na chitosan. Weiss J. et Al. (2008) utvrđeno je da sonication poboljšava pretvorbu hitina u kitozan drastično. Ultrazvučno liječenje hitina dolazi s znatnim štednjom vremena smanjuje potrebno vrijeme procesa od 12-24 sati do nekoliko sati. Nadalje, potrebno je manje otapala kako bi se postigla potpuna konverzacija, čime se smanjuje utjecaj na okoliš koji mora odbaciti i zbrinuti utrošeno ili nereagiralo otapalo, odnosno koncentrirano NaOH.

Ultrazvučno Deacetilacija chitin u chitosan

Deacetilacija hitina do kitozan je promovira ultrazvukom

Visoke izvedbe ultrasonicator UIP4000hdT za industrijske aplikacije

UIP4000hdT – Power ultrazvučni sustav 4kW

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Rad načelo ultrazvučnog chitosan liječenje

High-Power, Niska frekvencija ultrazvuka (∼ 20-26khz) stvara akustičnu kavitaciju u tekućinama i kaše. Ultrazvuk visoke snage promiče pretvorbu hitina u kitozan kao otapalo (npr., NaOH) fragmentira i prodire čvrste čestice, čime se povećava površina i poboljšava prijenos mase između čvrste i tekuće faze. Osim toga, visoka smicanja snage ultrazvučne kavitacije stvaraju slobodne radikale koji povećavaju reaktivnost reagensa (tj. NaOH) tijekom hidrolize. Kao netoplinska tehnika prerade, ultrazvukom sprječava toplinsku degradaciju proizvodnju visokokvalitetnih chitosan. Ultrazvučni skraćeni vrijeme obrade potrebno za ekstrakt Hitin od rakova, kao i prinos Hitin (i tako kasnije chitosan) veće čistoće u usporedbi s tradicionalnim uvjetima obrade. Za proizvodnju Chitina i chitosana, ultrazvuk stoga ima potencijal za smanjenje troškova proizvodnje, smanjenje vremena obrade, omogućavanje bolje kontrole proizvodnog procesa i smanjenje utjecaja procesnog otpada na okoliš.

Prednosti ultrazvučnog chitosan proizvodnje

  • Više chitosan prinos
  • Vrhunska kvaliteta
  • Smanjeno vrijeme
  • Niža temperatura procesa
  • Povećana učinkovitost
  • Lako & Sigurna operacija
  • ekološki prihvatljivo

Ultrazvučni chitin Decetylation na chitosan – Protokol

1) Pripremite Hitin:
Korištenje rakova školjke kao izvorni materijal, rakova školjke treba temeljito oprati kako bi se uklonili bilo topivih ORGANIKA i pridržavanje nečistoća uključujući tlo i proteina. Nakon toga, materijal ljuske mora biti potpuno sušen (npr. na 60 º C za 24h u pećnici). Suhe školjke su onda tlo (npr. pomoću mlinca za čekić), депротеинизированный u alkalnom mediju (npr., NaOH na konc. od 0,125 do 5,0 M) i demineralizirana u kiselini (npr. razrijeđena kloridna kiselina).
2) ultrazvučni Deacetilacija
Za pokretanje tipične ultrazvučne reakcije deacetilacije, beta-Hitin čestice (0,125 mm < d < 0.250 mm) are suspended in 40% (w/w) aqueous NaOH at a ratio beta-chitin/NaOH aqueous solution of 1/10(g mL-1), suspenzija se prenosi na duplu stijensku staklenu posudu i sonificirana je pomoću Hielscher UP400St Ultrazvučni HOMOGENIZATOR. Sljedeći parametri (usp. FIamingo et Al. 2016) se drže konstantne prilikom provođenja ultrazvučnog Hitin deacetilation reakcija: (i) Ultrazvučna sonda (sonotrode Hielscher S24d22D, promjer vrha = 22 mm); (II) impulsni mod ultrazvuka (IP = 0,5 sec); (III) intenzitet površine ultrazvučnog
(I = 52,6 W cm-2), (IV) temperaturna reakcija (60 º C ± 1 º C), (v) vrijeme reakcije (50 min), (vi) omjer beta-Hitin težine/volumena 40% (w/w) vodenog natrijevog hidroksida (BCHt/NaOH = 1/10 g mL-1); (VII) volumena beta-Hitin suspenzije (50mL).
Prva reakcija nastavlja se za 50min pod stalnim magnetskim miješanjem i zatim se prekida brzo hlađenjem suspenzije na 0 º C. Nakon toga razrijediti Klorovodična kiselina se dodaje da dosegne pH 8,5 i uzorak CHs1 je izolirana filtracijom, opsežno pere s deionizirane vode i suši na ambijentalnim uvjetima. Kada je isti ultrazvučni deacetilacija se ponavlja kao drugi korak do CHs1, to proizvodi uzorak CHs2.

Ultrazvučno deacetilacija od chition do kitozan

Skeniranje elektron mikroskopije (SEM) slika u povećavanju 100 × a) Gladius, b) ultrazvučno tretirane Gladius, c) β-chitin, d) ultrazvučno tretirani β-chitin, i e) kitozan (izvor: Preto et Al. 2017)

FIamingo et Al. utvrdio da je ultrazvučni deacetilacija beta-Hitin učinkovito proizvodi visoku molekularnu težinu kitozan s niskim stupnjem acetilacije niti koristeći aditiva niti inertna atmosfera niti duga vremena reakcije. Iako je ultrazvučna deacetilacija reakcija provodi u blažim uvjetima – niske reakcije temperature u usporedbi s većini termokemijskih deacetylationa. Ultrazvučno deacetilacija beta-Hitin omogućuje pripremu nasumično deacetilated kitozan posjeduje varijabilni stupanj acetilacije (4% ≤ da ≤ 37%), visoke težine prosječne molekularne mase (900.000 g mol-1 U trajanju od ≤ MW ≤ 1.200.000 g mol-1 ) i niska raspršenost (1,3 ≤ Ð ≤ 1,4) provođenjem triju uzastopnih reakcija (50 min/korak) na 60 º C.

Hielscher Ultrasonics proizvodi visoke performanse ultrasonicators za sonochemical aplikacije.

High-Power ultrazvučni procesori od laboratorija do pilota i industrijske ljestvice.

High-Performance ultrazvučni sustavi za chitosan proizvodnje

UIP4000hdT-4 Kilowatt moćan ultrazvučni sustav za ekstrakciju i malaxje ekstra djevičanskog maslinovog uljaRascjepkanost hitina i decetilation Hitin do kitozan zahtijeva snažnu i pouzdanu ultrazvučnu opremu koja može isporučiti visoke amplitude, nudi preciznu kontrolu nad parametrima procesa i može se rukovati 24/7 pod teškim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima. Hielscher Ultrasonics raspon proizvoda dobiti vas i vaše zahtjeve procesa pokriveni. Hielscher ultrasonicators su visoke performanse sustava koji mogu biti opremljeni dodacima kao što su sonotrodes, pojačala, reaktora ili protoka stanica kako bi se podudarali svoje potrebe procesa na optimalan način.
S digitalnim zaslonom u boji, mogućnost za postavljanje sonication trčanja, automatsko bilježenje podataka na integriranoj SD kartici, daljinsko upravljanje pretraživačem i mnogo više značajki, najveća kontrola procesa i jednostavnost korištenja su osigurani. Uparen s robusnost i teški nosivost, Hielscher ultrazvučni sustavi su vaš pouzdan radni konj u proizvodnji.
Chitin fragmentacija i deacetilacija zahtijeva snažan ultrazvuk za dobivanje ciljane pretvorbe i konačni kitozan proizvod visoke kvalitete. Posebno za fragmentaciju Hitin pahuljica, visoke amplitude i povišeni pritisci su ključni. Hielscher Ultrasonics’ Industrijski ultrazvučni procesori lako isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200 μm mogu se kontinuirano izvoditi u 24/7 operaciji. Za još više amplitude, prilagođene ultrazvučnih sonotrode su dostupni. Kapacitet napajanja Hielscher ultrazvučni sustavi omogućuju učinkovitu i brzu deacetilaciju u sigurnom i korisnički pristupačnom procesu.

Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Batch Volumen Protok Preporučeni uređaji
1 do 500 mL 10 do 200 mL / min UP100H
10 do 2000 ml 20 do 400 mL / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100L 2 do 10 l / min UIP4000hdT
N.a. 10 do 100 l / min UIP16000
N.a. veći grozd UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Zatražite dodatne informacije

Molimo Vas da koristite obrazac u nastavku, ako želite zatražiti dodatne informacije o ultrazvučnoj homogenizaciji. Rado ćemo vam ponuditi ultrazvučni sustav koji zadovoljava vaše zahtjeve.









Molimo, imajte na umu da je pravila o privatnosti,


Literatura / Reference

  • Butnaru E., Stoleru E., Brebu M.A., Darie-Nita R.N., Bargan A., Vasile C. (2019): chitosan-based Bionanoje kompozitnih filmova pripremio emulzija tehnika za očuvanje hrane. Materijali 2019, 12 (3), 373.
  • FIamingo A., de Moura Delezuk., Trombotto St. David L., Campana-Filho S.P. (2016): Opsežno deacetilirana velika molekulska težina kitozan iz višestupanjsku ultrazvukom-potpomognute deacetilacije beta-Hitin. Ultrasonics ultrazvučna kemija 32, 2016. 79 – 85.
  • Kjartansson, G., Wu, T., Živanovic, S., Weiss, J. (2008): Sonokemijski potpomognuto pretvaranje Chitina u chitosan, Nacionalni istraživački dio inicijative glavni istražitelji, New Orleans, LA, 28.
  • Kjartansson, G., kristbergsson, K. živanovic, S., Weiss, J. (2008): utjecaj temperature tijekom deacetilacije Hitin na kitozan s visokim intenzitetom ultrazvuka kao prije liječenja, godišnji sastanak Instituta za prehrambenu tehnologiju, New Orleans, la, 30. lipanj, 95-18.
  • Kjartansson, G., Kristbergsson, K., Živanovic, S., Weiss, J. (2008): utjecaj ultrazvuka visokog intenziteta kako bi se ubrzalo pretvaranje hitina u chitosan, godišnji sastanak Instituta za prehrambenu tehnologiju, New Orleans, LA, 30. lipanj, 95-17.
  • Preto M.F., Campana-Filho S.P., FIamingo A., Cosentino, TESSARI-Zampieri M.C., Abessa D.M.S., Romero A.F., Bordon, (2017): Gladius i njegovi derivati kao potencijalni biosorbents za morske dizelsko ulje. Znanost o okolišu i zagađenje (2017) 24:22932 – 22939.
  • Wijesena R.N., Tissera N., Kannangara Y.Y., Lin Y., Amaratunga G.A.J., de Silva K.M.N. (2015): Metoda za pripremu topnih nanočestica i nano-vlakana. Polimeri ugljikohidrata 117, 2015. 731 – 738.
  • Wu, T., Živanovic, S., Hayes, D.G., Weiss, J. (2008). Učinkovito smanjenje hitosan molekularne težine visokog intenziteta ultrazvuka: temeljni mehanizam i učinak parametara obrade. Dnevnik poljoprivredne i prehrambene kemije 56 (13): 5112-5119.
  • Yadav M.; "Goswami P."; Paritosh K.; Kumar M.; PAREEK N.; Vivekanand V. (2019): Plodovi mora: izvor za pripremu komercijalnog zapošljivosti. Bioresources i Biokemiranje 6/8, 2019.


Činjenice koje vrijedi znati

Kako to ultrazvučno chitin Deactylation rad?

Kada je High-Power, Niska frekvencija ultrazvuk (npr., 20-26kHz) je spojen u tekućini ili kaše, naizmjenični visokotlačni/low-tlak ciklusi se primjenjuju na tekućinu stvarajući kompresiju i rarefrakcija. Tijekom tih izmjenjivača visokog tlaka/nizak tlak ciklusa, mali vakuumski mjehurići su generirani, koji raste preko nekoliko tlačnih ciklusa. Kad vakuumski mjehurići ne mogu apsorbirati više energije, nasilno se raspadaju. Tijekom ovog mjehurića implozija, lokalno vrlo intenzivne uvjete javljaju: visoke temperature do 5000K, pritisci do 2000atm, vrlo visoke stope grijanja/hlađenja i tlaka razlike javljaju. Budući da je dinamika sažimanja mjehurića brže od mase i prijenosa topline, energija u urušavajućoj šupljini ograničena je na vrlo malu zonu, koja se naziva i "vruća točka". Implozija kavitacije mjehurić također rezultira mikroturbunosti, tekući mlaznice do 280m/s brzinom i rezultirajući sile smicanja. Ovaj fenomen je poznat kao ultrazvučna ili akustična kavitacija.
Kapljice i čestice u ultrazvukom tekućini su izvarene od strane tih cavitational sile i kada se ubrzane čestice sudaraju jedni s drugima, oni se razbio međučestica sudara. Akustična Kavitacija je princip rada ultrazvučnog mljevenja, dispergiranja, Emulgiranje i ultrazvučna kemija.
Za hitina deacetilation, visokog intenziteta ultrazvuka povećava u površini aktiviranjem površine i promovira prijenos mase između čestica i reagensa.

kitozan

Chitosan je modificirani, kationski, netoksični polimeri ugljikohidrata s kompleksnom kemijskom strukturom formirana β-(1, 4) jedinica glukozamina kao njegova glavna komponenta (> 80%) i N-acetil glukozamina (<20%), randomly distributed along the chain. Chitosan is derived from chitin through chemical or enzymatic deacetylation. The degree of deacetylation (DA) determines the content of free amino groups in the structure and is used to distinguish between chitin and chitosan. Chitosan shows good solubility in moderate solvents such as diluted acetic acid and offers several free amine groups as active sites. This makes chitosan advantageous over chitin in many chemical reactions. Chitosan is valued for its excellent biocompatibility and biodegradability, non-toxicity, good antimicrobial activity (against bacteria and fungi), oxygen impermeability and film forming properties. In contrast to chitin, chitosan has the advantage of being water-soluble and thereby easier to handle and use in formulations. As the second most abundant polysaccharide following cellulose, the huge abundance of chitin makes it a cheap and sustainable raw material.

Chitosan produkcija

Chitosan se proizvodi u postupku od dva koraka. U prvom koraku, sirovina, kao što su rakova školjke (tj. škampi, rakova, jastoga), deproteinized, demineralizirana i pročišćena kako bi se dobila čain. U drugom koraku, hitina se tretira s jakom bazom (npr., NaOH) za uklanjanje acetil bočnih lanaca kako bi se dobio chitosan. Proces konvencionalne kitozan proizvodnje je poznato da je vrlo dugotrajan i troškovno intenzivan.

hitina

Chitin (C8H13O5NN je ravno-lanac polimera β-1, 4-N-acetilglukozamin i klasificiran je u α-, β-i. Biti derivat glukoze, hitina je glavna komponenta egzoskelet arthropods, kao što su rakova i insekata, radulae mekušaca, cefalopod kljunova, i vage ribe i lissamphianci i mogu se naći u ćelijama zidova u gljivama, previše. Struktura hitina je usporediva s celuloze, stvarajući Kristaline nanofibrils ili brkove. Celuloza je najobilniji polisaharid svijeta, nakon čega slijedi hitina kao drugi najobilniji polisaharid.

Glukozamin

Glukozamin (C6H13NE5) je amino šećer i važan preteča u biokemijskoj sintezi glikoziliranih proteina i lipida. Glukozamin je prirodno obilan spoj koji je dio strukture oba polisaharida, chitosan, i chitin, što čini glukozamin jedan od najobilnijih Monosaharidi. Većina komercijalno dostupnih glukozamina proizvodi se hidrolizom rakova ekzoskeleta, tj.
Glukozamin se uglavnom koristi kao dodatak prehrani gdje se koristi u oblicima Glukozamin sulfat, glukozamin hidroklorid ili N-acetil glukozamin. Glukozamin sulfat Dodaci se primjenjuju oralno za liječenje bolnog stanja uzrokovane upale, slom i eventualni gubitak hrskavice (osteoartritis).