Hielscher ультрадыбыстық технологиясы

Читинді Читосанға ультрадыбыстық дезетиляциялау

Chitosan - бұл хитиннен алынған биополимер, оның фарма, тамақ, ауылшаруашылығы және өнеркәсіп саласында көптеген қосымшалары бар. Хитинді хитозанға ультрадыбыстық дезетилдеу емдеуді едәуір күшейтеді – жоғары сапалы хитозан шығымдылығы бар тиімді және жылдам процесске әкеледі.

Ультрадыбыстық хитозан өндірісі

Хитозан хитиннің N-дезетилденуімен алынады. Кәдімгі дезетиляция кезінде хитинді сілті ерітінділеріне батырады (әдетте 40-50% (w / w) NaOH). Жуу процесінде жоғары температура 100-ден 120ºC-қа дейін уақытты қажет етеді, ал бір қадамда алынған хитозан шығымдылығы төмен. Жоғары қуатты ультрадыбысты қолдану хитиннің дезаксилдену процесін едәуір күшейтеді және төмен температурада тез өңдеуде төмен молекулалы салмағы бар хитозанның жоғары шығымдылығына әкеледі. Ультрадыбыстық дезетилдендіру жоғары сапалы хитозанға әкеледі, ол тамақ және фарма ингредиенті ретінде, тыңайтқыш ретінде және басқа да көптеген өнеркәсіптік қосымшаларда қолданылады.
Ультрадыбыстық емдеу хитиннің ацетилденуінің ерекше дәрежесіне (DA) әкеледі, хитиннің ацетилдену дәрежесі DA≥90-дан хитозанға DA≤10-дан төмендейді.
Көптеген ғылыми зерттеулер хитозанға ультрадыбыстық хитинді дезетилдендіру тиімділігін растайды. Вайсс және басқалар. (2008) Ультрадыбыспен хитинді хитозанға айналдыруды түбегейлі жақсартады деп тапты. Хитинді ультрадыбыстық емдеу қажет уақытты 12-24 сағаттан бірнеше сағатқа дейін қысқартып, айтарлықтай уақытты үнемдеумен келеді. Толық конверсияға қол жеткізу үшін аз еріткіш қажет, бұл жұмсалған немесе әрекет етілмеген ерітінді, яғни концентрацияланған NaOH-ны тастап, тастаудың қоршаған ортаға әсерін төмендетеді.

Читинді Читосанға ультрадыбыстық дезетиляциялау

Хитинді хитозанға дезетиляциялау Ультрадыбыспен ықпал етеді

Өнеркәсіптік қолдануға арналған UIP4000hdT жоғары әсерлі ультрадыбыстық қондырғы

UIP4000hdT – 4 кВт қуатты ультрадыбыстық жүйе

Ақпараттық сұрау




Біздің ескеріңіз құпиялылық саясаты.


Ультрадыбыстық хитозанды емдеудің жұмыс принципі

Жоғары қуатты, төмен жиілікті ультрадыбыспен (-220-26 кГц) сұйықтықтар мен шламдарда акустикалық кавитация пайда болады. Жоғары қуатты ультрадыбыс хитинді хитозанның еріткіш ретінде (мысалы, NaOH) фрагменттерге айналуына ықпал етеді және қатты хитин бөлшектеріне еніп, сол арқылы бетінің аумағын үлкейтіп, қатты және сұйық фазалар арасындағы масса алмасуды жақсартады. Сонымен қатар, ультрадыбыстық кавитацияның жоғары ығысу күштері гидролиз кезінде реагенттің (яғни NaOH) реактивтілігін арттыратын бос радикалдарды жасайды. Термиялық емес өңдеу әдісі ретінде, Ультрадыбыспен жоғары сапалы хитозан шығаратын термиялық тозудың алдын алады. Шаян тәрізділерден хитин алу үшін қажет ультрадыбыстық өңдеу уақытын қысқартады, сондай-ақ дәстүрлі өңдеу жағдайларына қарағанда хитинді (әрі қарай хитозан) шығару. Хитин және хитозан өндірісі үшін ультрадыбыстар өндіріс құнын төмендетуге, өңдеу уақытын қысқартуға, өндіріс процесін жақсартуға және технологиялық қалдықтардың қоршаған ортаға әсерін азайтуға мүмкіндік береді.

Ультрадыбыстық хитозан өндірісінің артықшылықтары

  • Жоғары Chitosan кірістілігі
  • Жоғары сапа
  • Уақыттың қысқаруы
  • Төменгі процестің температурасы
  • Тиімділігін арттыру
  • Жеңіл & қауіпсіз операция
  • экологиялық таза

Хитозанға ультрадыбыстық хитинді декетилизациялау – Хаттама

1) Хитинді дайындаңыз:
Краб қабықтарын бастапқы материал ретінде қолдана отырып, краб қабықтарын еріген органикалық заттар мен топырақ пен ақуызды қоса, кірді кетіру үшін мұқият жуып тастау керек. Содан кейін қабықтың материалы толығымен кептірілуі керек (мысалы, пеште 24 сағат ішінде 60ºC). Содан кейін кептірілген қабықтар топыраққа түседі (мысалы, балғалық диірменді қолдану арқылы), сілтілі ортада (мысалы, NaOH 0,155-тен 5,0 М-ге дейін) және қышқылда деминерализденеді (мысалы, тұз қышқылын сұйылтқанда).
2) Ультрадыбыстық дезетиляция
Әдеттегі ультрадыбыстық деацетилдену реакциясын жүргізу үшін бета-хитин бөлшектері (0,125 мм) < 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), суспензия екі қабатты шыны стаканға беріледі және Hielscher көмегімен өңделеді және бекітіледі UP400St ультрадыбыстық гомогенизатор. Ультрадыбыстық хитинді децетилизациялау реакциясын жүргізу кезінде келесі параметрлер (фаминго және т. Б. 2016) тұрақты болып табылады: (i) ультрадыбыстық зонд (Sonotrode Hielscher S24d22D, ұшы диаметрі = 22 мм); (ii) ультрадыбыспен импульстік режим (IP = 0,5 сек); (iii) бетінің ультрадыбыстық қарқындылығы
(I = 52,6 Вт см)-2), (iv) реакция температурасы (60ºC ± 1ºC), (v) реакция уақыты (50 мин), (vi) қатынасы бета-хитиннің салмағы / 40% (вт / вт) сулы натрий гидроксиді (BCHt / NaOH = 1) / 10 г мл-1); (vii) бета-хитин суспензиясының көлемі (50 мл).
Алғашқы реакция тұрақты магнитті араластыру жағдайында 50 минутқа созылады, содан кейін суспензияны 0ºC-қа жылдам салқындату арқылы үзіледі. Содан кейін рН 8,5 деңгейіне дейін сұйылтылған тұз қышқылы қосылады, ал CHs1 үлгісі сүзгіленіп, дегионизацияланған сумен жуылады және қоршаған орта жағдайында кептіріледі. Сол ультрадыбыстық дезетилдендіру CHs1-ге екінші қадам ретінде қайталанған кезде, ол CHs2 үлгісін шығарады.

Хитозанға аралықты ультрадыбыстық дезетилизациялау

Электронды микроскопия (SEM) кескіндерін үлкейту кезінде 100 × а) гладиус, б) ультрадыбыстық өңделген гладиус, в) β-хитин, г) ультрадыбыстық өңделген β-хитин және д) хитозан (дереккөз: Preto et al . 2017)

Fiamingo соавт. Бета-хитиннің ультрадыбыстық дезетилденуі жоғары молекулалы салмақтағы хитозанды төмен ацетилдену деңгейімен тиімді түрде қоспа, инертті атмосфера немесе реакция ұзақ уақыттарын қолданбайтындығын анықтады. Ультрадыбыстық дезетилдену реакциясы жұмсақ жағдайларда жүргізілсе де – яғни термохимиялық дезетиляциялардың көпшілігімен салыстырғанда реакцияның төмен температурасы. Бета-хитиннің ультрадыбыстық дезетилизациясы ацетилденудің өзгермелі дәрежесіне ие (4% ≤ DA ≤ 37%), орташа ауырлығы орташа молекулалық массасы бар (900,000 г моль) кездейсоқ жойылған хитозанды дайындауға мүмкіндік береді.-1 ≤ МW ≤ 1 200 000 г моль-1 ) және төмен температура (1,3 ≤ Ð ≤ 1,4) 60ºC температурада үш рет реакцияны (50 мин / қадам) жүргізу арқылы жүзеге асырылады.

Hielscher Ultrasonics компаниясы соңғы химиялық қосымшаларға арналған жоғары сапалы ультраизаторларды шығарады.

Лабораториядан пилоттық және өнеркәсіптік ауқымдағы жоғары қуатты ультрадыбыстық процессорлар.

Хитозан өндірісіне арналған жоғары өнімді ультрадыбыстық жүйелер

UIP4000hdT - 4 киловатт қуатты ультрадыбыстық жүйе, қосымша тың зәйтүн майын өндіру және зиянсыздандыруХитиннің бөлінуі және хитиннің хитозанға дейін ыдырауы күшті және сенімді ультрадыбыстық жабдықты қажет етеді, олар жоғары амплитудаларды жеткізе алады, технологиялық параметрлер бойынша дәл бақылауды ұсынады және ауыр жүктеме жағдайында және талап етілетін ортада тәулік бойы жұмыс істей алады. Hielscher ультрадыбыстық өнімдерінің ассортименті сізге және сіздің процестің қажеттіліктеріне жауап береді. Hielscher ультрадыбыстық аппараттар - бұл процестердің қажеттіліктерін оңтайлы түрде сәйкестендіру үшін сонотродтар, күшейткіштер, реакторлар немесе ағындық жасушалар сияқты аксессуарлармен жабдықталуы мүмкін жоғары өнімді жүйелер.
Сандық дисплейде ультрадыбыспен жұмыс істеуді алдын-ала орнату мүмкіндігі, біріктірілген SD картасында деректерді автоматты түрде жазу, браузерді қашықтан басқару және басқа да көптеген мүмкіндіктер, процестерді бақылау және пайдаланушыларға ыңғайлы болу мүмкіндігі қамтамасыз етілген. Беріктікке және ауыр жүк көтергіштігіне байланысты Hielscher ультрадыбыстық жүйелері өндірістегі сіздің сенімді жұмыс атыңыз болып табылады.
Хитинді бөлу және дезетилдеу мақсатты конверсияны және жоғары сапалы хитозанның соңғы өнімін алу үшін қуатты ультрадыбысты қажет етеді. Әсіресе хитин қабыршақтарының бөлінуі үшін жоғары амплитудалар мен көтерілген қысым өте маңызды. Hielscher ультрадыбыстық’ өнеркәсіптік ультрадыбыстық процессорлар өте жоғары амплитудаларды оңай жеткізеді. Амплитудасы 200 мкм-ге дейін тәулік бойы жұмыс істейді. Тіпті жоғары амплитуда үшін, ультрадыбыстық ультрадыбыстық sonotrodes қол жетімді. Hielscher ультрадыбыстық жүйелерінің қуаттылығы қауіпсіз және қолданушыға ыңғайлы процесте тиімді және жылдам дезетилляциялауға мүмкіндік береді.

Төменде келтірілген кестеде біздің ультрадыбыстық құрылғыларымыздың шамамен өңдеу қуаттылығы көрсетіледі:

илеудің көлемі Ағынның жылдамдығы Ұсынылған құрылғылар
1-ден 500 млн 10 - 200мл / мин UP100H
10-дан 2000мл 20-дан 400мл / мин Uf200 ः T, UP400St
0.1 - 20L 0.2 - 4L / мин UIP2000hdT
10-нан 100 литрге дейін 2-ден 10 л / мин UIP4000hdT
na 10-нан 100 л / мин дейін UIP16000
na үлкенірек кластерлік UIP16000

Бізбен хабарласыңы! / Алам!

Қосымша ақпарат сұраңыз

Сіз ультрадыбыстық гомогенизациясы туралы қосымша ақпаратты сұратуға келсе, төмендегі нысанды пайдаланыңыз. Біз сіздің талаптарға сай ультрадыбыстық жүйесін ұсынамыз қуанышты боламыз.









Біздің ескеріңіз құпиялылық саясаты.


Әдебиеттер / әдебиеттер

  • (Бутнару Э., Столеру Э., Бребу М.А., Дари-Нита Р.Н., Барган А., Василе С. Материалдар 2019, 12 (3), 373.
  • Fiamingo A., de Moura Delezuk JA, Trombotto St. David David, Campana-Filho SP (2016): Бета-хитиннің ультрадыбыстық көмегімен деацетилдеуден алынған жоғары молекулалы салмағы бар хитозан. Ультрадыбыстық Sonochemistry 32, 2016. 79-85.
  • Кяртанссон, Г., Ву, Т., Зиванович, С., Вайсс, Дж. (2008): Читинді Читосанға Sonochemically-конверсиялау, USDA Ұлттық зерттеу бастамасының негізгі тергеушілерінің кездесуі, Жаңа Орлеан, Л.А., 28 маусым.
  • Кяртанссон, Дж., Кристбергсон, К. Зиванович, С., Вайсс, Дж. (2008): Хитинді жоғары қарқынды ультрадыбыспен хитозанға дезетилдеу кезіндегі температураның алдын-ала емдеу ретінде, Тағам технологтары институтының жыл сайынғы отырысы. , Нью-Орлеан, ЛА, 30 маусым, 95-18.
  • Кяртанссон, Г., Кристбергсон, К., Зиванович, С., Вайсс, Дж. (2008): Хитинді хитозанға айналдыруды жеделдету үшін жоғары қарқынды ультрадыбыстың әсері, Тамақ Технологтары Институты, Жаңа Орлеан, жыл сайынғы жиналыс, ЛА, 30 маусым, 95-17.
  • Preto MF, Campana-Filho SP, Fiamingo A., Cosentino IC, Tessari-Zampieri MC, Abessa DMS, Romero AF, Bordon IC (2017): Гладиус және оның туындылары теңіз дизель майына арналған биосорбенттер ретінде. Қоршаған ортаны қорғау және ластануды зерттеу (2017) 24: 22932–22939.
  • Wijesena RN, Tissera N., Kannangara YY, Lin Y., Amaratunga GAJ, de Silva KMN (2015): Хитозан нанобөлшектері мен нанофиберлерді жоғарыдан төмен дайындау әдісі. Көмірсулар полимерлері, 117, 2015. 731–738.
  • Ву, Т., Зиванович, С., Хейз, Д.Г., Вайсс, Дж (2008). Хитозанның молекулалық салмағын жоғары қарқынды ультрадыбыспен тиімді төмендету: өңдеу механизмдерінің негізі және әсері. Ауылшаруашылық және тамақ химиясы журналы 56 (13): 5112-5119.
  • Ядав М .; Госвами П .; Паритош К .; Кумар М .; Парек Н .; Вивекананд В. (2019): Теңіз қалдықтары: саудаға шығарылатын хитин / хитозан материалдарын дайындау көзі. Биоресурстар және биоөңдеу 6/8, 2019 ж.


Біле Worth фактілері

Ультрадыбыстық хитинді залалсыздандыру қалай жұмыс істейді?

Жоғары қуатты, төмен жиілікті ультрадыбыстық (мысалы, 20-26 кГц) сұйық немесе шламға қосылса, сұйықтыққа қысымды және сирек фракцияны тудыратын жоғары қысымды / төмен қысымды ауыспалы циклдер қолданылады. Ауыстырылатын жоғары қысымды / төмен қысымды цикл кезінде бірнеше қысым циклынан асатын кішкентай вакуумды көпіршіктер пайда болады. Вакуумдық көпіршіктер көп қуат ала алмаған кезде олар қатты құлап кетеді. Бұл көпіршікті жару кезінде жергілікті жерде өте қарқынды жағдайлар пайда болады: жоғары температура 5000 К дейін, қысым 2000атм дейін, өте жоғары қыздыру / салқындату жылдамдығы және қысымның дифференциациясы орын алады. Көпіршіктің құлау динамикасы массаға және жылу берілуіне қарағанда жылдам болғандықтан, құлаған қуыстағы энергия «ыстық нүкте» деп аталатын өте кішкентай аймаққа таралады. Кавитациялық көпіршенің жарылуы сонымен қатар микротурбуленттерге, жылдамдығы 280 м / с дейінгі сұйық ағындарға және нәтижесінде ығысу күштеріне әкеледі. Бұл құбылыс ультрадыбыстық немесе акустикалық кавитация ретінде белгілі.
Ультрадыбыспен сұйылтылған тамшылар мен бөлшектерге сол кавитациялық күштер әсер етеді және үдетілген бөлшектер бір-бірімен соқтығысқан кезде олар бөлшектік соқтығысудан күйрейді. Акустикалық кавитация - ультрадыбыстық фрезерлеу, дисперсия, эмульсия және сонохимияның жұмыс принципі.
Хитинді дезетилизациялау үшін жоғары интенсивті ультрадыбыс беткі аймақты белсендіреді және бөлшектер мен реагент арасындағы масса алмасуды ынталандырады.

хитозан

Хитозан - күрделі химиялық құрылымы бар, модификацияланған, катионды, улы емес көмірсулар полимері, оның негізгі компоненті (> 80%) және N-ацетил глюкозаминдік қондырғысы >- (1,4) түзеді.<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.

Хитосан өндірісі

Хитосан екі сатылы процесте шығарылады. Бірінші қадамда шаян тәрізді раковиналар (мысалы, асшаяндар, краб, омарта) сияқты шикізат хитин алу үшін әлсіретіліп, тазартылады және тазартылады. Екінші сатыда хитозан алу үшін ацетилді бүйір тізбегін алып тастау үшін хитинді күшті негізмен (мысалы, NaOH) өңдейді. Кәдімгі хитозан өндірісі көп уақытты қажет ететін және көп шығын талап ететіні белгілі.

хитин

Читин (C8H13The5N)n түзу тізбекті полимер β-1,4-N-ацетилглюкозамин және α-, β- және γ-хитиндерге жіктеледі. Глюкозаның туындысы ретінде хитин артроподтардың экзоскелтілерінің негізгі бөлігі болып табылады, мысалы шаян тәрізділер мен жәндіктер, ұлулар радиалдары, цефалопод тұмсықтары, балық пен лисампибиялардың таразы және оларды саңырауқұлақтарда да жасуша қабырғаларында табуға болады. Хитиннің құрылымы целлюлозаға ұқсас, кристалды нанофибриллалар немесе сақал түзеді. Целлюлоза - әлемдегі ең мол полисахарид, одан кейін хитин екінші мол полисахарид болып табылады.

глюкозамин

Глюкозамин (C6H13ЖОҚ5) аминқышқылы және гликозилденген ақуыздар мен липидтердің биохимиялық синтезіндегі маңызды прекурсор. Глюкозамин табиғи полисахаридтердің де, хитозанның да, хитиннің де құрамына кіретін мол қосылыс болып табылады, бұл глюкозаминді ең мол моносахаридтердің біріне айналдырады. Коммерциялық қол жетімді глюкозаминнің көп бөлігі шаян тәрізді экзоскелеттіктердің гидролизі арқылы, яғни краб және лобстер қабығынан шығарылады.
Глюкозамин негізінен диеталық қосымша ретінде қолданылады, онда ол глюкозамин сульфаты, глюкозамин гидрохлориді немесе N-ацетил глюкозамин түрінде қолданылады. Глюкозамин сульфатының қоспалары қабыну, бұзылу және шеміршектің жоғалуы (остеоартрит) туындаған ауырсынуды емдеу үшін ауызша қабылданады.