Hielscher ultrazvučna tehnologija

Ultrazvučno pectin ekstrakcija iz voća i bio-otpad

  • Pektini su vrlo često korišteni prehrambeni aditiv, koji se uglavnom dodaje za svoje efekte za giranje.
  • Ultrazvučna ekstrakcija povećava prinos i kvalitetu pektin ekstrakti značajno.
  • Sonication je poznat po svom procesu intenziviranje efekata, koji se već koriste u mnogočinim industrijskim procesima.

 

Pectine i ekstrakcija Pectina

Citrusa otpad kao što su Pileci i ostatci nakon sokova su idealni za ultrazvučno ekstrakcije pectins.Pectin je prirodni kompleks polisaharida (heteropolisaharid) koji se posebno nalazi u ćelijama zidova voća, posebno u agruma i jabuke. Visoke pektin sadržaj nalaze se u voćnim pilama i jabuka i agruma. Jabuka komina sadrži 10-15% pektin na suhom tvar osnovi, dok je kora citrusa sadrži 20-30%. Pektini su Biokompatibilni, biorazgradivi i obnovljivi te pokazuju velika svojstva za giranje i zadebljanje, što ih čini vrlo cijenjenim aditivom. Pektini su naširoko koristi u hrani, kozmetici i farmaceutskim proizvodima kao Reologija modifikator kao što su emulgator, želiranje agent, glaziranje agent, stabilizator, i zadivilo.
Konvencionalna ekstrakcija pektin za industrijske aplikacije izvodi se pomoću kiseline kataliziranih procesa (koristeći dušikov, kloridna ili sumporna kiselina). Kiselina katalizirana ekstrakcija je najposjećenost proces u industrijskom pektin proizvodnje, jer druge tehnike ekstrakcije kao što su izravno kipuće (60 º c-100 º c) do 24hrs i nizak pH (1,0-3.0) su spori i niski prinos i može uzrokovati toplinsku degradaciju ekstrakti vlakana, a prinos pektina ponekad je ograničen uvjetima procesa. Međutim, kiselina-katalizirana ekstrakcija dolazi sa svojim manama, previše: oštar kiseli tretman uzrokuje depolimerizaciju i deesterifikaciju pektin lanaca, koji utječe na pektin kvalitete negativno. Proizvodnja velikih volumena kiselih otpadnih voda zahtijeva post-obradu i skupo liječenje recikliranja, što čini proces opterećenjem okoliša.

Ultrazvučno pectin ekstrakcija

UIP4000hdT (4kW) ultrazvučni procesor za ekstrakciju pektina u industrijskom inline procesu.Ultrazvučna ekstrakcija je blagi, ne-termalno liječenje, koji se primjenjuje na višestruke prehrambene procese. U pogledu ekstrakcije pedikina od voća i povrća, ultrazvukom proizvodi pektin visoke kvalitete. Ultrazvučno ekstrahirana Pektini u obliku svoje anhydrouronic kiseline, metoxyl i kalcij pectate sadržaj, kao i njegov stupanj esterifikacije. Blagi uvjeti ultrazvučne ekstrakcije sprječavaju toplinsku degradaciju pectins osjetljivih na toplinu.
Pectin kvaliteta i čistoća može varirati ovisno o anhidrogalakturonska kiselina, stupanj Esterifikacija, sadržaj pepela ekstrahiranih pektina. Pektin s visokom molekularnom težinom i niskim jasnom (ispod 10%) sadržaja s visokom anhidrogalakturonskom kiselinom (iznad 65%) su poznati kao dobra kvaliteta pectin. Budući da je intenzitet ultrazvučnog liječenja može biti vrlo precizno kontrolirana, svojstva pektin ekstrakt može biti pod utjecajem prilagodbe amplituda, temperatura ekstrakcije, tlak, zadržavanje vrijeme i otapalo.

UIP4000hdT tok stanica za inline sonication na industrijskoj skali

Ultrazvučni protok kroz reaktor

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,



Prednosti:

  • veći prinos
  • bolja kvaliteta
  • ne-termalni
  • kraće vrijeme ekstrakcije
  • proces intenziviranje
  • retro-ugradnja moguće
  • Zelena Vađenje
Ultrazvučna ekstrakcija može se izvoditi pomoću raznih otapala kao što su voda, limunska kiselina, otopina dušične kiseline (HNO3, pH 2,0), ili amonijev oksalata/oksalna kiselina, što ga čini također moguće integrirati ultrazvukom u postojećim linijama ekstrakcije (retro-oprema).

Ultrazvučni pektin ekstrakti Excel po:

  • kapacitet visokog giranja
  • disperzibilnost
  • boja pectina
  • Visoka razina kalcija
  • manje degradacije
  • ekološki prihvatljivo

Voćni otpad kao izvor: High-Performance ultrazvuk je već uspješno primijenjen na izolirati Pektini od jabuka pomace, citrusa voće pilinga (kao što su narančasta, limun, grejp), grožđe pomace, Nara, šećerna repe celuloze, Dragon Fruit Peel, Prickley kruške kaladode, strast voće kore i mango pilinga.

Visoke performanse ultrasonicators

Hielscher Ultrasonics je Vaš partner za ekstrakciju procesa iz bilja. Bilo da želite izdvojiti male količine za istraživanje i analizu ili obraditi velike količine za komercijalnu proizvodnju, imamo odgovarajuće ultrazvučni izvlači za vas. Naše Ultrazvučni laboratorijski procesori kao i naša klupa-top i industrijske ultrasonicators su robustan, jednostavan za korištenje i izgrađen za 24/7 rad pod punim opterećenjem. Široki raspon Pribor kao što sonotrode (ultrazvučni sonde / rogove) s različitim veličinama i oblicima, stanica protoka reaktorima i pojačala bi se omogućilo optimalno postavljanje za vas specifičnom procesu ekstrakcije.
Svi digitalni ultrazvučni strojevi su opremljeni obojenim dodirnim zaslonom, integriranom SD karticom za automatsko praćenje podataka, a daljinski upravljač preglednika za sveobuhvatni nadzor procesa. S Hielscher je sofisticirani ultrazvučni sustavi, visoki proces normacija i kontrola kvalitete je napravio jednostavan.
Kontaktirajte nas danas kako bi razgovarali o zahtjevima vašeg postupka ekstrakcije! Biti će nam drago da vam pomoći s našim dugogodišnjim iskustvom u botanički ekstrakcija!
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Batch Volumen Protok Preporučeni uređaji
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 UIP4000
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,


Rezultati istraživanja ultrazvučnog pectin ekstrakcije

Otpad od rajčice: Kako bi se izbjeglo dugo ekstrakcije vrijeme (12 – 24 h) u postupku refluxing, ultrazvuka se koristi za intenziviranje postupka ekstrakcije u smislu vremena (15, 30, 45, 60 i 90 min). Ovisno o vremenu ekstrakcije, dobiveni pektin prinosa za prvi ultrazvučni korak ekstrakcije, na temperaturama od 60 ° c i 80 ° c su 15.2 – 17.2% i 16.3 – 18,5%, respektivno. Kada je primijenjen drugi ultrazvučni korak ekstrakcije, prinos Pektini od paradajz otpada je povećan na 34 – 36%, ovisno o temperaturama i vremenima). Očito, ultrazvučna ekstrakcija povećava rupture rajčice stanične zidne matrice, što dovodi do boljih interakcija između otapala i ekstrahiranih materijala.
Ultrazvučno izvađeni Pektini može se kategorizirati kao visoke metoxyl Pektini (hm-pectin) s brzim postavljenim svojstva > 70%) i stupanj esterifikacije 73.3 – 85.4%. n. kalcij pectate sadržaj u ultrazvučno ekstrahiran pektin je izmjeren između 41,4% na 97,5%, ovisno o parametrima ekstrakcije (temperatura i vrijeme). Na višoj temperaturi ultrazvučne ekstrakcije, kalcij pectate sadržaj su veći (91 – 97%) i kao takav prisutan važan parametar pektin u odnosu na konvencionalne ekstrakcije.
Konvencionalna ekstrakcija otapala za trajanje od 24hr daje slične pektin prinosa u usporedbi s 15 min ultrazvučnog ekstrakcije liječenje. S obzirom na dobivene rezultate može se zaključiti da ultrazvučno liječenje smanjuje vrijeme ekstrakcije izuzetno. Spektroskopija NMR i FTIR potvrđuju postojanje pretežno esterificiranog pektina u svim istraženim uzorcima. [Grassino et Al. 2016]

Strast voće piling: Prinos ekstrakcije, galakturonska kiselina i stupanj esterifikacije smatraju se pokazateljima učinkovitosti ekstrakcije. najviše prinos pectina dobivenih ultrazvukom uz pomoć ekstrakcije bio je 12,67% (uvjeti ekstrakcije 85 º C, 664 W/cm2, pH 2,0 i 10 min). Za ove iste uvjete izvedena konvencionalna ekstrakcija grijanja i rezultat je 7,95%. Ovi rezultati su u skladu s drugim studijama, koji izvješćuju kratko vrijeme za učinkovito ekstrakcije polisaharida, uključujući pectin, hemicelludi i druge topljive polisaharide, uz pomoć ultrazvuka. Također je primijetio da je prinos ekstrakcije povećan 1,6 puta kada je ekstrakcija je potpomognuto ultrazvukom. Dobiveni rezultati pokazali su da je ultrazvuk bila učinkovita i tehnika štednje vremena za ekstrakciju pektina iz strasti voćne kore. [Freitas de Oliveira et Al. 2016]

Prickly kruška Cladodes: Ultrazvučno potpomognuto ekstrakcije (UAE) pektin iz Opuntia ficus indica (OFI) kakutode nakon uklanjanja sluzi je pokušao pomoću metodologije reakcije površine. Procesne varijable su optimizirane od strane izovaritantnog središnjeg kompozitnog dizajna kako bi se poboljšala prinos pektin ekstrakcije. Optimalni uvjet dobiven bio je: vrijeme ultrazvuka 70 min, temperatura 70, pH 1,5 i omjer vodnog materijala 30 ml/g. To je stanje potvrđeno i izvedba eksperimentalne ekstrakcije iznosila je 18,14% ± 1,41%, što je usko povezano s predviđanom vrijednošću (19,06%). Dakle, ultrazvučna ekstrakcija predstavlja obećavajuće alternative konvencionalnom procesu ekstrakcije zahvaljujući svojoj visokoj učinkovitosti koja je postignuta u manje vremena i na nižim temperaturama. Pektin ekstrahiran ultrazvučnom ekstrakcije iz OFI cladodes (uaepc) ima nizak stupanj Esterifikacija, visok sadržaj uronske kiseline, važna funkcionalna svojstva i dobre anti-radikalne aktivnosti. Ovi rezultati su u korist korištenja UAEPC kao potencijalni aditiv u prehrambenoj industriji. [Bayar et Al. 2017]

Grožđe pomace: U istraživanju papira "ultrazvučno potpomognuto ekstrakcije Pektini od grožđa komina pomoću limunske kiseline: odgovor površina metodologija pristup", ultrazvuka se koristi za ekstrakt Pektini od grožđa komina s limunske kiseline kao sredstvo za vađenje. Prema metodi površine odgovora, najviši prinos pektina (∼ 32,3%) može se postići kada je ultrazvučni proces ekstrakcije provodi se na 75 º C za 60 min pomoću limunske kiseline otopine pH 2,0. Ovi pektični polisaharidi, koji se uglavnom sastoje od jedinica galacturonskih kiselina (∼ 97% ukupnih šećera), imaju prosječnu molekulsku težinu 163.9 kDa i stupanj esterifikacije (DE) od 55,2%.
Površinska morfologija ultrazvukom grožđa komina pokazuje da ultrazvukom igra važnu ulogu u razbijanje biljnog tkiva i povećanje prinosa ekstrakcije. Prinos dobiven nakon ultrazvučnog ekstrakcije pedikina koristeći optimalne uvjete (75 ° c, 60 min, pH 2,0) je 20% viši od prinosa dobiven kada je ekstrakcija provedena primjenjujući iste uvjete temperature, vremena i pH, ali bez ultrazvučnog Pomoć. Osim toga, Pektini iz ultrazvučne ekstrakcije također izloženi višu prosječnu molekulsku težinu. [Minjares-Fuentes et Al. 2014]

Hielscher Ultrasonics pomaže vam od prvog testa do komercijalizacije vaše aplikacije.

Od testiranja izvedivosti do optimizacije procesa i industrijske instalacije – Hielscher Ultrasonics je vaš partner za uspješne ultrazvučne procese!

Literatura / Reference



Činjenice koje vrijedi znati

Pektin

Pectin je prirodno pojavan heteropolisaharid, koji se uglavnom nalazi u plodovima kao što su jabuka komina i agruma. Pectins, također poznat kao pektični polisaharidi, bogate su galakturonskom kiselinom. Unutar pektične skupine identificirani su nekoliko različitih polisaharida. Homogalacturonani su linearni lanci α-(1 – 4)-povezane D-galakturonske kiseline. Supstituirane galakturonane karakteriziraju prisutnost ostataka saharida (kao što su D-xyoza ili D-apiose u odgovarajućim slučajevima ksillogalacturonan i apiogalacturonan) granatiranje iz okosnica ostataka D-galakturonskih kiselina. Rhamnogalacturonan i Pektini (RG-I) sadrže okosnicu ponavljajućeg disakharida: 4)-α-D-galakturonske kiseline-(1,2)-α-L-rhamnos-(1. Mnogi ostaci rhamnosa imaju bočni lanci različitih neutralnih šećera. Neutralni šećeri su uglavnom D-galaktoze, L-arabinose i D-xyoza. Vrste i proporcije neutralnih šećera ovise o podrijetlu pektina.
Druga strukturna vrsta pektina je rhamnogalacturonan II (RG-II), koji je složen, vrlo granatirani polisaharid i rjeđe naći u prirodi. Okosnica rhamnogalacturonan II sastoji se isključivo od D-galacturonic kiselina jedinica. Izolirani pektin ima molekularnu težinu obično 60000 – 130000 g/mol, u rasponu s porijeklom i uvjetima ekstrakcije.
Pektini su važan aditiv s višestrukim aplikacijama u hrani, farmaceutskim proizvodima, kao i u drugim industrijama. Uporaba pektina temelji se na svojoj visokoj sposobnosti za formiranje gela u prisutnosti2 + ili solutu pri niskoj pH. Postoje dva oblika pektina: Low-metoxyl pektin (LMP) i High-methoxyl pektin (HMP). Dvije vrste pektina razlikuju se po njihovom stupnju metilacije (DM). U ovisnosti o methylathionu, pektin može biti ili visok metoksi pektin (DM>50) ili niska razina metoksi pektin (DM<50). visoki metoksi pektin karakterizira njegova sposobnost za formiranje gelova u kiselom mediju (pH 2.0-3.5) pod premisom da saharoza u koncentraciji od najmanje 55 wt% ili više je prisutan. Niska razina metoksi pektin može oblikovati gelove preko većeg pH raspona (2.0 – 6.0) u prisutnosti divalentnog iona, kao što je kalcij.
Što se tiče želatenja visokog methoxyl pektin, unakrsno povezivanje pektin molekule nastaje zbog vodikovih obveznica i hidrofobnih interakcija između molekula. S niskim-metoxyl pectin, želatina se dobiva od ionske veze putem kalcija mostova između dvije karboksilne skupine pripadaju dva različita lanaca u neposrednoj blizini jedni druge.
Čimbenici kao pH, prisutnost drugih otopina, molekularna veličina, stupanj metoksilacije, broj i položaj bočnih lanaca, i gustoća punjenja na molekulu utječu na svojstva želatine pectin. Razlikuju se dvije vrste pektina u vezi s njegovom topljivošću. Tu je topiv u vodi ili besplatan pektin i voda-netopljiv pektin. Pectin je topljivost u vodi je povezana s njegovim stupnjem polimerizacije i iznos i položaj metoxyl skupine. Općenito, pectin ' s voda-topljivost povećava s smanjenjem molekulske mase i povećava u esterificirani karboksilne skupine. Međutim, pH, temperatura i vrsta otopljene tvari prisutan utjecaj topljivosti, previše.
Kvaliteta ako se komercijalno koristi pektin obično se više određuje njegovu dispervinost nego po apsolutnoj topljivosti. Kada suhi prašak pektin dodaje se u vodu, poznato je da se formira takozvano “Riba-Eyes”. Ove ribe-oči su grudice formirane zbog brze hidratacije praška. “Riba-oko” grudice imaju suhu, nevlažnu jezgru pektina, koja je obložena visoko hidrirani vanjski sloj vlažnog praška. Takve grudice su teško mokro ispravno i oni raspršuju samo vrlo sporo.

Uporaba Pectina

U prehrambenoj industriji, pektin se dodaje marmeladi, voćnim širima, džemovima, Želima, pićima, umcima, zamrznutom hranom, slastičarnicama i pekarskim proizvodima. Pectin se koristi u slastičarskim Želima kako bi se dala dobra struktura gela, čisti ugriz i daje dobar oslobađanje okusa. Pectin se također koristi za stabilizaciju kiselih proteinskih napitaka, kao što je pijenje jogurta, za poboljšanje teksture, usta i stabilnost celuloze u sokovima na temelju soka i kao mast zamjena u pečenim proizvodima. Za kalorijske-smanjene/niske kalorijske, Pektini se dodaju kao mast i/ili zamjena šećera.
U farmaceutskoj industriji, koristi se za smanjenje razine kolesterola u krvi i gastrointestinalnih poremećaja.
Druge industrijske primjene pektin uključuju njegovu primjenu u jestivim filmovima, kao stabilizator emulzije za vodu/ulje emulzije, kao reology modifikator i plastičar, kao sredstvo za promjenu veličine papira i tekstila itd.

Izvori pectin

Iako pektin se može naći u ćelijama zidova većine biljaka, jabuka komina i narančaste kore su dva glavna izvora komercijalno proizvedenih Pektini jer su njihovi Pektini su od velike kvalitete. Drugi izvori pokazuju često loše ponašanje želiranje. U voćem, osim jabuke i citrusa, breskve, marelice, kruške, guavas, Quince, šljive, i ogseberries su poznati po svojoj visokoj količini pektina. Među povrćem, paradajzom, mrkvama i krumpirom poznati su po svom visokom sadržaju pektina.

rajčica

Milijuni tona rajčice (Lycopersicon esculentum Mill.) obrađuju se godišnje za proizvodnju proizvoda kao što su sok od rajčice, paste, purée, kečap, umak i salsa, što rezultira proizvodnjom velikih količina otpada. Otpad od rajčice, dobiven nakon stiskanja rajčice sastoji se od 33% sjemena, 27% kože i 40% celuloze, dok sušena rajčica sadrži 44% sjemena i 56% celuloze i kože. Rajčica otpad je veliki izvor za proizvodnju pectins.