Ultrahangos extrakciós eredmények magas hozamok kiváló minőségű pektin. Segítségével szonikálás, értékes pektinek hatékonyan elő gyümölcs hulladék (pl. melléktermékek gyümölcslé feldolgozás) és egyéb biológiai nyersanyag. Ultrahangos pektin extrakciós kiemelkedik más extrakciós technikák termelő magasabb hozamok, így kiváló pektin minőség, és a gyors extrakciós eljárás.

Fokozott pektin extrakció szonikálással

A pektint gélesítő, emulgeáló és sűrítőszerként használják számos élelmiszertermékben, valamint kozmetikumok és gyógyszerek összetevőjeként. A hagyományos ipari pektin extrakció forró vizes extrakcióval történik, ahol a nyersanyagot, például a citrushéjat, az almatörkölyt és más gyümölcshulladékot 60–100 °C-os forró vízben, alacsony pH-értéken (kb. pH 1,5 – 3,5) hosszú ideig áztatják. Ez a hagyományos melegvíz-kivonást idő- és energiaigényes folyamattá teszi, amely gyakran nem is elég hatékony ahhoz, hogy felszabadítsa a nyersanyagban rendelkezésre álló pektinek teljes mennyiségét.
A hagyományos gyártási módszer eredménytelenségének leküzdése érdekében ultrahangos extrakciót alkalmaznak, mint egy folyamatintenzívebb technikát, amely csökkenti az extrakciós időt és jelentősen maximalizálja a pektin hozamot a hagyományos melegvíz-extrakcióhoz képest.

Az előnye, ultrahangos pektin extrakciós

Ultrahangos extrakciót alkalmaznak számos területen a kivonat termelés, pl. botanikai és növényi kivonatok élelmiszerek, kiegészítők, gyógyszerek, és kozmetikumok. Az ultrahangos extrakció nagyon kiemelkedő példája a kannabidiol (CBD) és más vegyületek kivonása a kannabisz növényből.
Az ultrahangos extrakció nem termikus extrakciós technika, amely megakadályozza ezáltal a bioaktív vegyületeket a termikus lebomlás ellen. Minden ultrahangos folyamat paraméter, mint például az amplitúdó, intenzitás, idő, hőmérséklet és nyomás, pontosan szabályozható. Ez lehetővé teszi a pontos folyamat- és minőségellenőrzést, és megkönnyíti az ismétlést és a reprodukálást, amint megkapjuk az extrakciós eredményeket. Kivonat gyártók érték hozzákeverésével a megbízható folyamat ismételhetőség, amely segít a folyamatok és termékek szabványosításában.

A megfelelő folyamatparaméterek meghatározása lehetővé teszi az ultrahangos extrakciós folyamat optimalizálását a legmagasabb hatékonyságra és a kiváló kivonatminőségre.
Például a nyersanyag részecskemérete (pl. Citrushéj) fontos tényező: A kisebb részecskeméret nagyobb felületet jelent az ultrahangos hullámok számára. A kis részecskeméret magasabb pektinhozamot, alacsonyabb metilációt és nagyobb ramnogalakturonán régiókat eredményez.
Az extrakciós oldószer (azaz víz + sav) pH-értéke egy másik lényeges paraméter. Amikor a pektint savas körülmények között extraháljuk, a polimer számos ramnogalakturonán elágazó régiója lebomlik, így főként homogalakturonán "egyenes" régiók maradnak, néhány semleges cukormolekulával, amelyek a fő lineáris láncon vagy a fő lineáris láncban kapcsolódnak.
Ultrahangos pektin extrakció csökkenti az extrakciós időt, és csökkenti a szükséges folyamat hőmérsékletét, ami csökkenti a nem kívánt pektin módosítás savak. Ez lehetővé teszi a savak használatát zárt körülmények között annak érdekében, hogy a pektinek pontosan megfeleljena termékigényeknek megfelelően.

Mitől ultrahangos pektin extrakciós olyan hatékony?

Az ultrahangos extrakció hatása közvetlenül befolyásolja a sejtfalak duzzanatát, perforációját és törését. Ultrahangos rázatással indukált tömegátvitel okozza a hidratálás a pektinus anyag a középső lamella vezető felbomlása a vegetális szövetek. Ultrahangos kavitáció és nyíró erők közvetlenül hatással sejtfalak és megtörni őket. Ezek a mechanizmusok eredményeként a rendkívül hatékony eredmények ultrahangos extrakciós.

Az ultrahanggal extrahált pektin (akusztikus kavitációval segített extrahált pektin, rövidítve ACAE), amely alacsonyabb molekulatömeggel és metoxilációs fokkal rendelkezett, gazdagabb volt a ramnogalakturán-I régióban, hosszú oldalláncokkal, mint a hagyományos hővel extrahált pektin kémiai és FT-IR elemzésből. Az ulgtrasonic pektin extrakció energiafogyasztása lényegesen alacsonyabb volt, mint a hagyományos fűtési módszer, ami azt jelzi, hogy ígéretes alkalmazása az ipari termelési méretekben.
(vö. Wang és mtsai, 2017)
Wang és munkatársai (2017) azt is alátámasztják, hogy az ultrahanggal segített extrakció gazdaságosabb és környezetbarátabb folyamatnak bizonyult, nagyobb hatékonysággal és alacsonyabb költséggel, mint a hagyományos fűtési extrakció.
 

A maradék cukorrépapép SEM értéke 1000-szeres nagyításban: a) extrahálás előtt és a pektin b) xilanáz (250 E/g), c) celluláz (300 E/g), d) xilanáz+celluláz (1:1) és e) xilanáz+celluláz (1:1,5) és f) xilanáz+celluláz (1:2) felhasználásával történő extrahálás után.
(tanulmány és képek: Abou-Elseoud et al., 2021)

Hogyan működik ultrahangos pektin extrakciós munka?

Az ultrahangos extrakció a nagy intenzitású ultrahang szonofotikai hatásán alapul. Előmozdítása és fokozása pektin extrakciós keresztül hozzákeverésével, nagy teljesítményű ultrahang hullámok párosul keresztül ultrahangos szonda (más néven ultrahangos kürt vagy összehegeszthetősége) a folyékony közeg, azaz a hígtrágya álló pektin-tartalmú nyersanyag és az oldószer. Az ultrahang hullámok áthaladnak a folyadékon, és váltakozó alacsony nyomású / nagynyomású ciklusokat hoznak létre. Az alacsony nyomású ciklusok során apró vákuumbuborékok (úgynevezett kavitációbuborékok) jönnek létre, amelyek több nyomáscikluson keresztül nőnek. A buboréknövekedés e ciklusai során a folyadékban lévő oldott gázok belépnek a vákuumbuborékba, így a vákuumbuborék egyre növekvő gázbuborékokká alakul. Egy bizonyos méretben, amikor a buborékok nem tudnak több energiát elnyelni, hevesen összeomlanak egy nagynyomású ciklus során. A buborékimplóziót intenzív kavitációs erők jellemzik, beleértve a nagyon magas hőmérsékletet és a 4000 K-t, illetve az 1000atm-ot elérő nyomást; valamint a megfelelő magas hőmérséklet- és nyomáskülönbségek. Ezek ultrahangos rázatással generált turbulencia és nyíró erők szünet növényi sejtek, és engedje el az intracelluláris pektins a víz-alapú oldószer. Mivel ultrahangos kavitáció teremt nagyon intenzív tömegátvitel, szonikálás eredményez kivételesen magas hozamok egy nagyon rövid feldolgozási idő.

A növényi sejtekből történő ultrahangos kivonás: a mikroszkopikus keresztirányú szakasz (TS) mutatja a hatásmechanizmus az ultrahangos kivonás sejtekből (2000x nagyítás) [forrás: Vilkhu et al. 2011]

Gyümölcshulladékból kivont pektinek

Gyümölcshulladék, mint a héja, gyümölcscellulóz maradványok (után gyümölcslé préselés), és egyéb gyümölcs-melléktermékek gyakran gazdag pektin források. Míg a gyümölcshulladékot gyakran állati takarmányként használják, a pektin kitermelése a gyümölcshulladék értékesebb felhasználása.
Az ultrahangos pektin extrakciót már sikeresen elvégzik citrushéjakkal (például narancs, mandarin, grapefruit), dinnyehéjjal, almatörkölyrel, cukorrépapépkel, mangóhéjjal, paradicsomhulladékkal, valamint jackfruittal, passiógyümölcsrel, fügehéjjal.

Esettanulmányok ultrahangos pektin kitermelés

A hagyományos pektin hővel történő extrakció hátrányai miatt a kutatás és az ipar már megvizsgálta az innovatív alternatívákat, mint például az ultrahangos extrakciót. Ezáltal rengeteg információ áll rendelkezésre a különböző nyersanyagok folyamatparamétereiről, valamint a folyamatoptimalizálási adatokról.

A pektin ultrahangos kivonása az Apple Pomace-ból

Dranca és Oroian (2019) vizsgálta az ultrahangos rázatással kell támogatott extrakciós folyamat a pektin alma pogácsa alkalmazása különböző ultrahangos feltételek és a Box-Behnken válasz felület kialakítása. Azt találták, hogy az ultrahang amplitúdó erősen befolyásolja a hozam és a mértéke észterezés a kivont pektin, míg az extrakciós pH nagy hatással volt mindhárom válasz, azaz a hozam, GalA tartalom, és mértéke észterezés. Az optimális feltételek et extrakciós volt 100% amplitúdó, pH 1,8, szilárd-folyadék arány 1:10 g/mL, és 30 min szonikálás. Ilyen körülmények között a pektinhozam 9,183% volt, és 98,127 g/100 g GalA tartalommal és 83,202% fokú észterezéssel rendelkezett. Az ultrahangos rázatással történő extrahált pektin kereskedelmi pektinnel való kapcsolatában az optimális körülmények között ultrahangos extrakcióval nyert pektinmintát az FT-IR, a DSC, a reológiai elemzés és a SEM kereskedelmi citrusfélékés alma pektin mintáival hasonlították össze. Az első két technika kiemelte néhány sajátosságait a pektin minta kivont ultrahangos extrakció, mint például a szűkebb eloszlási tartományban a molekulatömeg, a rendezett molekuláris elrendezés, és a magas fokú észterezés, hogy hasonló volt a kereskedelmi forgalomban kapható alma pektin. Az ultrahangos rázatással rázatással történő mintavételezett minta morfológiai jellemzőinek elemzése azt mutatja, hogy a minta töredékméretének eloszlása és az egyik oldalon a GalA-tartalma, a másik oldalon pedig a vízfelvevő kapacitás a meghatározási minta között van. A viszkozitása ultrahangos rázatással kivont pektin oldat sokkal magasabb volt, mint a kereskedelmi pektin, ami talán azért, mert a magas koncentrációjú galacturonic sav. Ha azt is figyelembe véve a magas fokú észterezés, Ez megmagyarázhatja, hogy miért a viszkozitás magasabb volt az ultrahangos rázatással kivont pektin. A kutatók arra a következtetésre jutnak, hogy a tisztaság, szerkezet és reológiai viselkedése pektin kivont ultrahangos extrakcióval Malus domestica "Fălticeni" alma pogácsa jelzi ígéretes alkalmazások az oldható rost. (vö. & Oroiai 2019)

Nagy teljesítményű ultrahangos elszívó pektingyártáshoz

Ultrahangos extrakció s reliable feldolgozási technológia, amely megkönnyíti és felgyorsítja a termelést a kiváló minőségű pektinek különböző nyersanyagok, mint a citrusfélék melléktermékek és hámlani kezd, alma pomace és még sokan mások. Hielscher Ultrasonics portfolió lefedi a teljes körű kompakt labor ultrasonicators ipari extrakciós rendszerek. Ezáltal mi a Hielscher-nél a legmegfelelőbb ultrahangot kínáljuk a tervezett folyamatkapacitáshoz. A régóta tapasztalt személyzet segít Önnek a megvalósíthatósági vizsgálatok és a folyamat optimalizálása a telepítés az ultrahangos rendszer végső termelési szinten.
A kis láb-print a mi ultrahangos elszívók, valamint a sokoldalúság telepítési lehetőségek, hogy azok illeszkednek még a kis tér pektin feldolgozó létesítmények. Ultrahangos processzorok vannak telepítve világszerte az élelmiszer-, gyógyszeripari és étrend-kiegészítő termelési létesítmények.

Hielscher Ultrasonics – Kifinomult extrakciós berendezések

Hielscher Ultrasonics termék portfolió lefedi a teljes körű nagy teljesítményű ultrahangos elszívók a kis-és nagyléptékű. További tartozékok lehetővé teszik a könnyű összeszerelésa a legmegfelelőbb ultrahangos eszköz konfiguráció a pektin extrakciós folyamat. Az optimális ultrahangos beállítás a tervezett kapacitástól, mennyiségtől, nyersanyagtól, gyártási tételtől vagy inline folyamattól és idővonaltól függ.

Köteg és szövegközi

Hielscher ultrasonicators lehet használni a tétel és a folyamatos átfolyású feldolgozás. Az ultrahangos kötegelt feldolgozás ideális a folyamatteszteléshez, optimalizáláshoz és kis és közepes méretű gyártási szinthez. Nagy mennyiségű pektin előállításához a szövegközi feldolgozás előnyösebb lehet. A folyamatos inline keverési folyamat kifinomult beállítást igényel – álló szivattyú, tömlők vagy csövek és tartályok -, de ez nagyon hatékony, gyors és lényegesen kevesebb munkaerőt igényel. Hielscher Ultrasonics a legmegfelelőbb extrakciós beállítás a kitermelési mennyiség és a folyamat céljait.

Ultrahangos elszívók minden termékkapacitáshoz

Hielscher Ultrasonics termékcsalád lefedi a teljes spektrumát ultrahangos processzorok kompakt labor ultrasonicators mint pad-top és kísérleti rendszerek teljesen ipari ultrahangos processzorok a kapacitás a folyamat truckloads óránként. A teljes termékválaszték lehetővé teszi számunkra, hogy a pektintartalmú nyersanyagai, folyamatkapacitása és termelési céljainak legmegfelelőbb ultrahangos elszívóját kínáljuk Önnek.
Ultrahangos asztali rendszerek ideálisak megvalósíthatósági vizsgálatok és a folyamat optimalizálása. A meghatározott folyamatparamétereken alapuló lineáris skálázás nagyon egyszerűvé teszi a feldolgozási kapacitás növelését a kisebb tételekről a teljes körű kereskedelmi termelésre. Up-méretezés lehet tenni akár telepítése egy erősebb ultrahangos elszívó egység vagy klaszterek több ultrasonicators párhuzamosan. A UIP16000, Hielscher kínálja a legerősebb ultrahangos elszívó világszerte.

Pontosan szabályozható amplitúdók az optimális eredményért

Minden Hielscher ultrasonicators pontosan ellenőrizhető, és ezáltal megbízható munka lovak a termelés. Az amplitúdó az egyik legfontosabb folyamat paraméterek, amelyek befolyásolják a hatékonyságát és hatékonyságát ultrahangos extrakciós pektin gyümölcs és bio-hulladék.
Minden Hielscher Ultrasonics’ lehetővé teszik az amplitúdó pontos beállítását. A sonotrodes és booster kürtök olyan kiegészítők, amelyek lehetővé teszik az amplitúdó módosítását még szélesebb körben. A Hielscher ipari ultrahangos processzorai nagyon nagy amplitúdót biztosítanak, és biztosítják a szükséges ultrahangos intenzitást az igényes alkalmazásokhoz. Az akár 200 μm-es amplitúdók a hét minden szélességében könnyen működtethetők.
A precíz amplitúdóbeállítások és az ultrahangos folyamat paraméterek intelligens szoftveren keresztültörténő állandó ellenőrzése lehetővé teszi a nyersanyag kezelését a leghatékonyabb ultrahangos körülmények között. Optimális szonikálás a legjobb extrakciós eredmény!
A Hielscher ultrahangos berendezésének robusztussága lehetővé teszi a 24/ 7 működést nagy teherbírású és igényes környezetben. Ez teszi a Hielscher ultrahangos berendezését megbízható munkaeszközré, amely megfelel az Ön extrakciós követelményeinek.

Egyszerű, kockázatmentes tesztelés

Az ultrahangos folyamatok teljesen lineárisskálázhatók. Ez azt jelenti, hogy minden eredmény, amit elért egy labor vagy pad-top ultrasonicator, lehet méretezni, hogy pontosan ugyanazt a kimenetet, pontosan ugyanazokat a folyamat paramétereket. Ez teszi hozzákeverésével ideális kockázatmentes megvalósíthatósági vizsgálat, folyamat optimalizálása és az azt követő végrehajtását a kereskedelmi gyártás. Írjon nekünk, hogy megtanulják, hogyan szonikálás növelheti a pektin kivonat termelés.

Legjobb minőség – Németországban tervezték és gyártották

Mint egy családi tulajdonban lévő és családi vállalkozás, Hielscher előnyben részesíti a legmagasabb minőségi szabványokat az ultrahangos processzorok. Minden ultrasonicators tervezték, gyártott és alaposan tesztelt a mi székhelye Teltow berlin közelében, Németország. Robusztussága és megbízhatósága Hielscher ultrahangos berendezések teszik a munka ló a termelés. A 24/7-es teljes terhelés mellett és nagy igénybevételt jelentő környezetben történő üzemeltetés a Hielscher nagy teljesítményű keverőinek természetes jellemzője.

Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi: