Hielscher ultrahang technológia

Ultrahangos Deacetylation a Chitin a chitosan

Chitosan a chitin-eredetű biopolymer, amely számos alkalmazás Pharma, az élelmiszer-, a mezőgazdaság és az ipar. Ultrahangos deacetylation a Kitin a chitosan fokozza a kezelés jelentősen – ami hatékony és gyors folyamat nagy chitosan hozamú kiváló minőségű.

Ultrahang chitosan termelés

Chitosan kapott az N-deacetylation a chitin. A hagyományos deacetylation, Kitin van áztatott vizes alkáli oldószerek (jellemzően 40-50% (w/w) NaOH). Az áztatás folyamat megköveteli a magas hőmérséklet 100 a 120 º C nagyon időigényes, míg a hozam a chitosan kapott áztatás lépés alacsony. Az alkalmazás a nagy teljesítményű ultrahang fokozza a deacetylation folyamat Kitin jelentősen és eredményeket magas hozamú kis molekulatömegű chitosan gyors kezelés alacsonyabb hőmérsékleten. Ultrahangos deacetylation eredmények kiváló minőségű chitosan amelyet használnak, mint az élelmiszer-és gyógyszeripari összetevő, a műtrágya és sok más ipari alkalmazásokhoz.
Ultrahangos kezelés eredménye a kivételes mértékű acetylation (da) a Kitin mértéke csökkenti az acetiláció Kitin a da ≥ 90 a chitosan da ≤ 10.
Sok kutatási tanulmányok megerősítik a hatékonyságát ultrahangos Kitin deacetylation a chitosan. Weiss J. et al. (2008) megállapította, hogy a szonikáció javítja az átváltási a Kitin a chitosan drasztikusan. Az ultrahangos kezelés a Kitin jön jelentős időmegtakarítás csökkenti a szükséges feldolgozási időt 12-24 óra és néhány óra. Továbbá kisebb oldószerre van szükség a teljes átállás elérése érdekében, amely csökkenti a környezetre gyakorolt hatást, mivel a kimerült és az átengedett oldószert, azaz a koncentrált NaOH-t kell megválni és ártalmatlanítani.

Ultrahangos Deacetylation a Chitin a chitosan

Deacetylation a Kitin a chitosan által támogatott szonikáció

Nagy teljesítményű ultrasonicator UIP4000hdT ipari alkalmazásokhoz

UIP4000hdT – 4kW teljesítményű ultrahangos rendszer

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


Munka elve ultrahangos chitosan kezelése

Nagy teljesítményű, alacsony frekvenciájú ultrahang (∼ 20-26kHz) teremt akusztikus kavitáció a folyadékok és iszapok. Nagy teljesítményű ultrahang elősegíti az átalakítás a Kitin a chitosan az oldószer (pl. NaOH) fragmentes és behatol a szilárd Kitin részecskék, ezáltal bővítve a felület és javítása a tömeges átadása között szilárd és folyékony fázis. Továbbá, az Ultrahangos kavitáció nagy nyíró erői szabadgyököket hozhatnak létre, amelyek növelik a reagens reaktivitását (pl. NaOH) a hidrolízis során. Mint nem termikus feldolgozási technika, szonikáció megakadályozza a termikus lebomlás előállító kiváló minőségű chitosan. Ultrahangos rövidebb feldolgozási idő szükséges kivonat Kitin a rákfélék, valamint a hozam Kitin (és így később chitosan) nagyobb tisztaságú, mint a hagyományos feldolgozási feltételeket. Gyártásához Kitin és chitosan, az ultrahangos, így megvan a lehetőség, hogy alacsonyabb termelési költségek, csökkenti a feldolgozási időt, lehetővé teszi a jobb ellenőrzést a termelési folyamat és csökkenti a környezeti hatását a folyamat hulladék.

Az ultrahangos gyártás előnyei

  • Magasabb chitosan hozam
  • Kiváló minoségi
  • Lecsökkent idő
  • Alacsonyabb Folyamathőmérséklet
  • Megnövelt hatékonyság
  • Könnyen & biztonságos működés
  • környezetbarát

Ultrahangos Kitin Decetylation a chitosan – Jegyzőkönyv

1) készítse elő a Kitin:
A tarisznyarák kagylók forrásanyagként történő használata esetén a rákhéjakat alaposan meg kell mosni, hogy eltávolítsa minden oldható szerves és tapadó szennyeződést, beleértve a talajt és a fehérjét. Ezt követően a héjanyagot teljesen meg kell szárítani (pl. 60 º C-on 24h-ban, kemencében). A szárított héjakat a talaj (pl. Kalapácsfejű malom segítségével), lúgos közegben deproteinizálták (pl. NaOH 0,125-5,0 M-es hőmérsékleten), és savas ioncserélt (pl. hígított sósav).
2) ultrahangos Deacetylation
Futtatni egy tipikus ultrahangos deacetylation reakció, béta-chitin részecskék (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), a szuszpenziót egy Kettősfalú üvegfőzőpohárba továbbítják, és egy Hielscher-vel UP400St Ultrahangos homogenizáló. A következő paramétereket (vö. Fiamingo et al. 2016) állandó ultrahangos Kitin-deacetilációs reakciónál folyamatosan kell tartani: i. ultrahangos szonda (sonotrode Hielscher S24d22D, tip átmérő = 22 mm); (II) szonikáció impulzus üzemmód (IP = 0,5 sec); III. ultrahangos felületi intenzitás
(I = 52,6 W cm-2), IV. reakcióhőmérséklet (60 º C ± 1 º C), (v) reakcióidő (50 min), (VI) a béta-chitin-tömeg/térfogatérték 40% (w/w) vizes nátriumhidroxid (BCHt/NaOH = 1/10 g mL-1); (VII) a béta-Kitin szuszpenzió (50mL) térfogata.
Az első reakció állandó mágneses keverés mellett 50min-re kerül, majd a szuszpenzió 0 º C-ra történő gyors hűtésével megszakad. Ezután hozzáadunk hígított sósavat pH 8,5 és minta CHs1 izolált szűréssel, alaposan kimosva ionmentes vízzel és környezeti körülmények között szárítjuk. Ha ugyanazt az ultrahangos deacetylation ismétlődik a második lépés a CHs1, az általa előállított minta CHs2.

Ultrahangos deacetylation a chition a chitosan

Elektronmikroszkópos letapogató (SEM) képek nagyításban 100 × a) gladius, b) ultrahang-kezelt gladius, c) β-chitin, d) ultrahang-kezelt β-chitin, és e) chitosan (forrás: Preto et al. 2017)

Fiamingo et al. megállapította, hogy az ultrahangos deacetylation a béta-chitin hatékonyan termel nagy molekulasúlyú chitosan, alacsony fokú acetylation sem használ adalékanyagok, sem inert hangulat, sem a hosszú reakcióidő. Annak ellenére, hogy az ultrahangos deacetylation reakció alatt végzik enyhébb körülmények között – azaz alacsony reakció hőmérséklete összehasonlítva a legtöbb termokémiai deacetilations. Az ultrahangos deacetylation a béta-chitin lehetővé teszi az előkészítése véletlenszerűen deacetylated chitosan rendelkező változó fokú acetiláció (4% ≤ DA ≤ 37%), nagy tömegű átlagos molekulatömegű (900 000 g MOL-1 ≤ MW ≤ 1 200 000 g MOL-1 ) és az alacsony diszpergáló (1,3 ≤ Ð ≤ 1,4) három egymást követő reakció (50 perc/lépés) végrehajtásával, 60 º C-on.

Hielscher ultrahang-gyárt magas-előadás ultrahang-részére szonokémiai pályázatokat.

Nagy teljesítményű ultrahangos processzorok a laborból kísérleti és ipari méretekben.

Nagy teljesítményű ultrahangos rendszerek chitosan gyártáshoz

UIP4000hdT-4 kW teljesítményű ultrahangos rendszer az extra szűz olívaolaj kitermelésére és malaxxationA töredezettség a Kitin és a decetylation a Kitin a chitosan igényel hatékony és megbízható ultrahangos berendezés, amely képes magas amplitúdóú, kínál pontos ellenőrizhetőség a folyamat paramétereit, és lehet működtetni 24/7 a nagy terhelés és igényes környezetekben. Hielscher Ultrasonics termékválaszték kapni, és a folyamat követelményeinek hatálya alá tartozik. Hielscher ultrahang-van magas-előadás rendszereket amit lehet felfegyverez-val kiegészítők mint sonotrodes, hírverő, reaktorok vagy folyik sejtek azzal a céllal, hogy párja-a folyamat szükséges-ban egy optimális mód.
-Val digitális befest bemutatás, a választás-hoz előre beállít szonikáció fut, önműködő adat regisztráló készülék-ra egy egységbe rendezett SD kártya, távoli legel irányít és sok több jellegét meghatározza, a legmagasabb folyamat irányít és felhasználó-kedvesség van biztosít. A robosztussági és a nagy teherbírású, a Hielscher ultrahangos rendszerek a termelés megbízható lóját jelentik.
Chitin töredezettség és deacetylation igényel erős ultrahang, hogy szerezze be a célzott átalakítás és a végső chitosan termék kiváló minőségű. Különösen a szétdarabolódása a Kitin pelyhek, nagy amplitúdókkal és emelkedett nyomás elengedhetetlen. Hielscher Ultrasonics’ az ipari ultrahangos feldolgozók könnyedén képesek nagyon magas amplitúdókat biztosítani. A legfeljebb 200 μm-es amplitúdókkal folyamatosan, 24/7 üzemelés alatt lehet futni. Még nagyobb amplitúdókkal, testreszabott ultrahangos sonotrodok állnak rendelkezésre. A Hielscher ultrahangos rendszereinek teljesítménye lehetővé teszi a hatékony és gyors deacetilálást a biztonságos és felhasználóbarát folyamatokban.

Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi:

Kötegelt mennyiség Áramlási sebesség Ajánlott eszközök
1 - 500 ml 10-200 ml / perc UP100H
10-2000 ml 20-400 ml / perc Uf200 ः t, UP400St
0.1-20L 02 - 4 L / perc UIP2000hdT
10-100 liter 2 - 10 l / perc UIP4000hdT
na 10 - 100 l / perc UIP16000
na nagyobb klaszter UIP16000

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!

Kérjen bővebb információt

Kérjük, használja az alábbi űrlapot, ha szeretné, hogy további információt kérni ultrahangos homogenizáció. Mi lesz boldog, hogy Önnek egy ultrahangos rendszer megfelel a követelményeknek.









Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.


Irodalom / References

  • Butnaru E., Stoleru E., Brebu M.A., Darie-Nita R.N., bargan A., Vasile C. (2019): chitosan-alapú Bionanokompozit filmek emulziós technikával készítve élelmiszerek tartósítására. Anyagok 2019, 12 (3), 373.
  • Fiamingo A., de Moura Delezuk J.A., Trombotto St. David L., Campana-Filho S.P. (2016): Széles körben deacetilált nagy molekulatömegű chitosan a többlépcsős ultrahang-támogatott deacetylation a béta-chitin. Ultrasonics Sonochemistry 32, 2016. 79 – 85.
  • Kjartansson, G., Wu, T., Zivanovic, S., Weiss, J. (2008): Sonokémiailag támogatott átalakítása Chitin a chitosan, USDA nemzeti kutatási kezdeményezés Principal nyomozók találkozó, New Orleans, LA, június 28.
  • Kjartansson, G., kristbergsson, K. zivanovic, S., Weiss, J. (2008): hatása a hőmérséklet deacetylation a Kitin a chitosan a nagy intenzitású ultrahang, mint egy pre-kezelés, éves ülésén az Intézet élelmiszer-technológusok, New Orleans, La, Június 30, 95-18.
  • Kjartansson, G., kristbergsson, K., zivanovic, S., Weiss, J. (2008): hatása nagy intenzitású ultrahang, hogy gyorsítsa az átalakítás a Kitin a chitosan, éves ülésén az Intézet élelmiszer-technológusok, New Orleans, La, június 30, 95-17.
  • Preto Mihalik, Campana-Filho S.P., Fiamingo A., Cosentino I.C., Tessari-Zampieri MC, Abessa D.M.S., Romero A.F., Bordon I.C. (2017): gladius és származékai, mint potenciális biosorbents tengeri gázolaj. Környezettudomány és szennyezés kutatása (2017) 24:22932-22939.
  • Wijesena R.N., Tissera N., Kannangara Y.Y., Lin Y., Amaratunga G.A.J., de Silva K.M.N. (2015): A módszer felülről lefelé előkészítése chitosan nanorészecsek és nanofibers. Szénhidrát-polimerek 117, 2015. 731-738.
  • Wu, T., Zivanovic, S., Hayes, D.G., Weiss, J. (2008). Hatékony csökkentése chitosan molekulatömeg a nagy intenzitású Ultrahang: az alapul szolgáló mechanizmus és hatása a paraméterek feldolgozásához. Lapjában mezőgazdasági és élelmiszeripari kémia 56 (13): 5112-5119.
  • Móka István Goswami P.; K. Paritosh M. Katalin Pareek N.; Vivekanand V. (2019): Seafood hulladék: a forrás a készítmény kereskedelmi hasznosítható chitin/chitosan anyagok. Bioresources és Bioprocessing 6/8, 2019.


Tudni érdemes

Hogyan működik ultrahangos Chitin Deactylation munka?

Ha nagy teljesítményű, alacsony frekvenciájú ultrahang (pl. 20-26kHz) párosul folyékony vagy hígtrágya, váltakozó nagynyomású/alacsony nyomású ciklusok alkalmaznak a folyadék létrehozása tömörítés és rarefaction. Ezek alatt a váltakozó nagynyomású/alacsony nyomású ciklusoknál kis vákuumbuborékok keletkeznek, melyek több nyomásciklusra nőnek. Azon a ponton, amikor a vákuum buborékok nem tudnak felvenni több energiát, hogy összeomlik hevesen. Ez alatt a buborék implosion, helyileg nagyon intenzív körülmények között jelentkeznek: magas hőmérsékleten akár 5000K, nyomás akár 2000atm, nagyon magas fűtési/hűtési arányok és a nyomáskülönbségek fordulnak elő. Mivel a buborék összeomlása dinamika gyorsabb, mint a tömeg-és hőátadás, az energia a összeomló üreg korlátozódik egy nagyon kis zóna, más néven "Hot spot". A implóziós a kavitáció buborék is eredményezi a mikroturbulenciák, folyékony fúvókák akár 280m/s sebesség és az ebből eredő nyíró erők. Ez a jelenség az úgynevezett ultrahangos vagy akusztikus kavitáció.
Cseppek és részecskék a sonicated folyadék érinti mandátumgyakorlásuk e kavitáció erők és amikor a gyorsított részecskék ütköznek egymással, akkor kap összetört az interrészecske ütközés. Az akusztikus kavitáció az ultrahangos marás, az emuláció és a szonokémia működő alapelve.
A Kitin deacetylation, nagy intenzitású ultrahang növeli a felületet, aktiválja a felületet, és elősegíti a tömeges átadása közötti részecskék és reagens.

Chitosan

A chitosan egy módosított, kationos, nem mérgező szénhidrát-polimer, amelynek komplex kémiai szerkezete a β-(1,4) glükozamin-egységei fő összetevője (> 80%) és N-acetil-glükozamin egységek (<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 gyártás

Kitozán két lépésben készül. Az első lépésben, a nyersanyag, mint például a rákfélék (pl. garnélarák, rák, homár), a deproteinized, ioncserélt és tisztított szerezni chitin. A második lépésben, Kitin kezelik erős bázis (pl. NaOH), hogy távolítsa el acetil oldalsó láncok megszerzése érdekében chitosan. A hagyományos kitozés folyamata nagyon időigényesnek és költségintenzíven ismert.

Kitin

Kitin (C8H13O5NN a β-1,4-N-acetilglükózamin egyenes láncú polimer, amely α-, β-és γ-chitin. Mivel származéka glükóz, Kitin egyik fő összetevője az ördögök ízeltlábúak, mint például a rákfélék és rovarok, a radulae a puhatestűek, lábasfejűekre csőr, és a mérleg a halak és lissamphibians és megtalálható a sejtfalak a gombák is. A szerkezet-ból Kitin van összehasonlítható-hoz cellulóz, alakítás kristályos nanofibrils vagy bajuszát. A cellulóz a világ leggyakoribb poliszacharid, amelyet a Kitin, a második leggyakoribb poliszacharid követ.

Glükózamin

Glükózamin (C6H13NEM5) egy aminosav, és fontos elófutára a biokémiai szintézise glikozilált fehérjék és a lipidek. Glükózamin természetesen bőséges vegyület, amely része a szerkezet mind poliszacharidok, chitosan, és a chitin, ami a glükózamin az egyik leggyakoribb monosaccharides. A kereskedelmi forgalomban kapható glükózamin a hidrolízis a rákfélék exoskeletei, azaz a rák és a homár kagyló.
Glükózamin főleg étrend-kiegészítő, ahol használják a formák glükozamin-szulfát, glükozamin-hidroklorid, vagy N-acetil-glükózamin. Glükózamin-szulfát-kiegészítőket beadni szájon át kezelni a fájdalmas állapot okozta a gyulladást, lebontást és esetleges elvesztése a porc (osteoarthritis).