초음파 추출과 높은 펙틴 수익률

초음파 추출은 우수한 품질의 펙틴의 높은 수율을 초래합니다. 초음파 처리를 사용하여 귀중한 펙틴은 과일 폐기물 (예 : 주스 가공의 부산물)과 기타 생물학적 원료에서 효율적으로 생산할 수 있습니다. 초음파 펙틴 추출은 높은 수율을 생성하여 우수한 펙틴 품질과 신속한 추출 절차를 제공함으로써 다른 추출 기술을 능가합니다.

초음파 처리에 의해 강화 펙틴 추출

펙틴은 수많은 식품의 겔화, 유화 및 증점제뿐만 아니라 화장품 및 의약품의 성분으로 활용됩니다. 기존의 산업용 펙틴 추출은 감귤류 껍질, 사과 찌꺼기 및 기타 과일 폐기물과 같은 원료를 낮은 pH(약 pH 1.5 – 3.5)의 60–100°C 온수에 장기간 담가 두는 온수 추출을 통해 수행됩니다. 이로 인해 기존의 온수 추출은 시간과 에너지가 많이 소요되는 공정으로 바뀌며, 이는 종종 원료에서 사용할 수 있는 완전한 양의 펙틴을 방출할 만큼 효율적이지 않습니다.
종래의 생산 방법의 비효율성을 극복하기 위해, 초음파 추출은 기존의 온수 추출에 비해 추출 시간을 줄이고 펙틴 수율을 현저히 극대화하는 공정 강화 기술로 적용된다.

초음파 펙틴 추출의 장점

초음파 추출은 식품, 보충제, 의약품 및 화장품용 식물 및 허브 추출물과 같은 많은 추출물 생산 분야에 적용됩니다. 초음파 추출의 매우 눈에 띄는 예는 대마초 공장에서 칸 나비 디올 (CBD) 및 기타 화합물의 추출이다.
초음파 추출은 열 분해에 대한 생리 활성 화합물을 방지하는 비 열 추출 기술입니다. 진폭, 강도, 시간, 온도 및 압력과 같은 모든 초음파 공정 매개 변수는 정확하게 제어 할 수 있습니다. 이를 통해 정확한 공정 및 품질 관리를 가능하게 하고 일단 획득한 추출 결과를 쉽게 반복하고 재현할 수 있습니다. 추출 생산자는 공정과 제품을 표준화하는 데 도움이 신뢰할 수있는 공정 반복성을 위해 초음파를 소중히 생각합니다.

초음파 펙틴 추출을 위한 공정 매개 변수

  • 초음파 처리 강도
  • 온도
  • pH 값
  • 시각
  • 원료의 입자 크기

 

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우리의 주의 개인 정보 정책.


초음파 처리기 UIP4000hdT는 산업용 펙틴 생산을 위한 강력한 추출기입니다.

초음파 추출기 UIP4000hdT 산업용 펙틴 생산을 위한 4kW 강력한 추출기입니다.

 

이 비디오에서는 프로브 형 초음파 발생기 UP200Ht를 사용하여 자몽 껍질에서 펙틴의 고효율 초음파 추출을 소개합니다. 초음파 처리는 과일 및 채소 부산물에서 고품질 펙틴 수율을 생산하는 매우 효율적인 방법입니다. 초음파 추출은 더 짧은 처리 시간 내에 더 많은 양의 펙틴과 우수한 품질을 제공합니다.

Sonicator UP200Ht를 사용한 자몽 껍질에서 펙틴 추출

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위의 비디오에서 시연된 자몽 껍질에서 초음파 펙틴 추출을 위한 프로토콜을 여기에서 찾으십시오!
 

관련 공정 파라미터의 측정을 통해 초음파 추출 공정을 최적화하여 최고 효율과 우수한 추출물 품질로 최적화할 수 있습니다.
예를 들어, 원료 (예 : 감귤류 껍질)의 입자 크기는 중요한 요소입니다 : 입자 크기가 작을수록 초음파가 작용할 표면적이 더 높다는 것을 의미합니다. 입자 크기가 작을수록 펙틴 수율이 높아지고 메틸화 정도가 낮아지며 람노갈락투로난 영역의 비율이 높아집니다.
추출 용매의 pH 값(즉, 물 + 산)은 또 다른 필수 파라미터입니다. 펙틴이 산성 조건 하에서 추출 될 때, 중합체의 많은 람노 갈 락투로 난 분지 영역이 분해되어, 주로 호모 갈 락투로 난 "직선"영역이 주요 선형 사슬 상에 또는 주 선형 사슬에 부착 된 몇 개의 중성 당 분자가 남아있다.
초음파 펙틴 추출은 추출 시간을 줄이고 필요한 공정 온도를 낮추어 산에 의한 원치 않는 펙틴 변형 가능성을 줄입니다. 이를 통해 제품 요구 사항에 펙틴을 정확하게 수정하기 위해 제한된 조건에서 산을 사용할 수 있습니다.

초음파 펙틴 추출이 그렇게 효율적인 이유는 무엇입니까?

초음파 추출의 영향은 세포벽의 붓기, 천포 및 파손에 직접적인 영향을 미칩니다. 초음파로 유도된 질량 전달은 식물 조직의 분해로 이어지는 중간 라멜라에서 펙티누스 물질의 수분을 유발합니다. 초음파 캐비테이션과 전단력은 세포벽에 직접 영향을 미치고 열어 두는 힘을 가합니다. 이러한 메커니즘은 초음파 추출의 매우 효율적인 결과를 초래합니다.

초음파 추출은 자몽 껍질에서 펙틴을 방출하는 매우 효과적인 기술입니다. 이 그림은 물을 용매로 사용하여 자몽 껍질에서 펙틴을 추출하는 초음파 발생기 UP200Ht를 보여줍니다.분자량과 메톡실화 정도가 낮은 초음파 추출 펙틴(음향 캐비테이션 보조 추출 펙틴, 약어 ACAE)은 화학 및 FT-IR 분석에서 추출한 기존의 열 추출 펙틴에 비해 긴 측쇄를 가진 람노갈락투로난-I 영역에서 더 풍부했습니다. ulgtrasonic 펙틴 추출을 위한 에너지 소비는 기존의 가열 방법보다 현저히 낮았으며, 이는 산업 생산 규모에 대한 유망한 응용 분야를 나타냅니다.
(2017년 왕 외)
Wang과 그의 동료 (2017)는 또한 초음파 보조 추출이 기존의 가열 추출에 비해 더 높은 효율과 저렴한 비용으로 더 경제적이고 환경 친화적 인 공정으로 입증되었음을 뒷받침합니다.
 

초음파는 사탕무 펄프에서 펙틴의 효소 추출을 크게 촉진합니다. SEM 이미지는 초음파가 세포 파괴 및 펙틴 방출에 미치는 영향을 보여줍니다.

1000x 배율에서 잔류 사탕무 펄프의 SEM: (a) 추출 전 및 (b) 자일라나사에(250U/g), (c) 셀룰라아제(300U/g), (d) 자일라나사에+셀룰라아제(1:1), (e) 자일라나사에+셀룰라아제(1:1.5) 및 (f) 자일라나사에+셀룰라아제(1:2).
(연구 및 이미지: Abou-Elseoud et al., 2021)

 

초음파 식물 추출은 더 높은 수율을 제공합니다. Hielscher UIP2000hdT, 2000 와트 균질 기는 10 리터에서 120 리터까지 배치를 쉽게 추출 할 수있을만큼 강력합니다.

식물의 초음파 추출 - 30 리터 / 8 갤런 배치

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초음파 펙틴 추출은 어떻게 작동합니까?

초음파 추출은 고강도 초음파의 초음파 기계적 효과를 기반으로합니다. 초음파를 통한 펙틴 추출을 촉진하고 강화하기 위해 고출력 초음파파는 초음파 프로브(초음파 경적 또는 소노로드라고도 함)를 통해 액체 배지, 즉 펙틴 함유 원료 및 용매로 구성된 슬러리를 결합한다. 초음파는 액체를 통과하고 교대로 저압 / 고압 주기를 만듭니다. 저압 사이클 동안 분 진공 기포(소위 캐비테이션 기포)가 생성되어 여러 압력 주기에 걸쳐 증가합니다. 버블 성장의 주기 동안, 액체의 용해 된 가스는 진공 버블을 입력, 진공 거품이 성장 가스 거품으로 변환되도록. 특정 크기에서 거품이 더 많은 에너지를 흡수 할 수없는 경우 고압 주기 동안 격렬하게 파열됩니다. 버블 파열은 각각 최대 4000K및 1000atm에 도달하는 매우 높은 온도와 압력을 포함하여 강렬한 캐비테이션 힘에 의해 특징지어질립니다. 뿐만 아니라 해당 고온 및 압력 차동. 이러한 초음파 생성 난기류와 전단 힘은 식물 세포를 분해하고 수성 용매로 세포 내 펙틴을 방출한다. 초음파 캐비테이션은 매우 강렬한 질량 전달을 생성하기 때문에 초음파 처리 시간은 매우 짧은 처리 시간 내에 매우 높은 수율을 초래합니다.

초음파 파괴자는 식물 공급원 (예 : 식물, 조류, 곰팡이)에서 추출하는 데 사용됩니다.

식물 세포에서 초음파 추출 : 현미경 횡방향 섹션 (TS)은 세포에서 초음파 추출 (배율 2000x)에서 초음파 추출 중에 작용 메커니즘을 보여줍니다 [자원 : Vilkhu et al. 2011]

초음파 발생기 UIP2000hdT는 산업용 펙틴 생산을위한 2kW 추출기입니다.

초음파 배치 추출기 UIP2000hdT 캐스카로드 뿔

과일 폐기물에서 추출된 펙틴

초음파 추출은 감귤류 폐기물에서 고품질의 펙틴을 생산하는 데 매우 효율적입니다.껍질, 과일 펄프 잔류물(과일 주스 를 누르고) 및 기타 과일 부산물과 같은 과일 폐기물은 종종 풍부한 펙틴 소스입니다. 과일 폐기물은 종종 동물 사료로 사용되지만 펙틴 추출은 과일 폐기물을 더 가치 있는 용도로 사용합니다.
초음파 펙틴 추출은 이미 감귤류 껍질 (예 : 오렌지, 감귤, 자몽), 멜론 껍질, 사과 찌꺼기, 사탕무 펄프, 망고 껍질, 토마토 폐기물뿐만 아니라 잭 프루트, 열정 과일, 무화과 껍질로 성공적으로 수행됩니다.

초음파 펙틴 추출 사례 연구

열에 의한 기존의 펙틴 추출의 단점으로 인해 연구 및 산업은 이미 초음파 추출과 같은 혁신적인 대안을 조사했습니다. 따라서 다양한 원료에 대한 공정 파라미터의 풍부한 정보와 공정 최적화 데이터를 사용할 수 있습니다.

애플 포마메에서 펙틴의 초음파 추출

Dranca와 Oroian (2019)은 다양한 초음파 조건을 적용하고 Box-Behnken 응답 표면 설계를 사용하여 사과 포마에서 펙틴의 초음파 보조 추출 과정을 조사했습니다. 그(것)들은 초음파 진폭이 추출한 펙틴의 수율 그리고 에스테르화의 정도에 강하게 영향을 미친다는 것을 것을을 발견했습니다, 추출 pH는 모든 3개의 응답, 즉 수율, GalA 함량 및 에스테르화의 정도에 큰 영향을 미쳤습니다. 추출을 위한 최적 조건은 100% 진폭, 1.8의 pH, 1:10 g/mL의 고체 액체 비율 및 30 분 초음파 처리였습니다. 이러한 조건에서 펙틴 수율은 9.183%였으며 98.127g/100g GalA 함량과 83.202%의 에스테리화를 기록했다. 초음파 추출펙틴의 결과를 상업적 펙틴과 관련하여 설정하기 위해 최적의 조건하에서 초음파 추출에 의해 얻어진 펙틴 샘플은 FT-IR, DSC, 유변학 분석 및 SEM에 의해 상업적감귤류 및 사과 펙틴 샘플과 비교하였다. 처음 두 가지 기술은 분자량의 좁은 분포 범위, 질서 정연한 분자 배열 및 시판적으로 이용 가능한 사과 펙틴과 유사한 높은 수준의 에스테르화와 같은 초음파 추출에 의해 추출된 펙틴 샘플의 몇 가지 특수성을 강조했다. 초음파적으로 획득한 샘플의 형태학적 특성을 분석한 결과, 이 샘플의 단편 크기 분포와 한쪽에 GalA 함량사이의 결정 패턴을 나타내며, 다른 쪽의 물 섭취량 용량. 초음파 추출 펙틴 용액의 점도는 상업용 펙틴을 사용하여 만든 용액보다 훨씬 높았으며, 이는 아마도 은하계산의 농도가 높기 때문일 것입니다. 또한 에스테르화의 높은 정도를 고려할 때, 이것은 점도가 초음파 추출 펙틴에 대한 높은 이유를 설명 할 수 있습니다. 연구원은 말루스 국내인 'Fălticeni' 사과 pomace에서 초음파 추출에 의해 추출된 펙틴의 순도, 구조 및 유변학적 행동이 이 수용성 섬유의 유망한 응용을 나타낸다는 결론을 내립니다. (장란카 참조) & 오로이안 2019)

초음파 펙틴 추출 방법은

  • 높은 수율
  • 더 빠른 처리
  • 더 온화한 가공 조건
  • 전반적인 효율성 향상
  • 간단하고 안전한 작동
  • 빠른 RoI

펙틴 생산을 위한 고성능 초음파 추출기

초음파 추출기 UIP4000hdT 펙틴 추출을위한 플로우 스루 설정초음파 추출은 감귤류 과일 부산물 및 껍질, 사과 포마 제 등 다양한 원료의 고품질 펙틴 생산을 용이하게하고 가속화하는 신뢰할 수있는 가공 기술입니다. Hielscher 초음파 포트폴리오는 소형 실험실 초음파 에서 산업 추출 시스템에 이르기까지 모든 범위를 다룹니다. 따라서 Hielscher는 예상 공정 용량에 가장 적합한 초음파 장치를 제공 할 수 있습니다. 우리의 오랜 경험이 풍부한 직원은 최종 생산 수준에 초음파 시스템의 설치에 타당성 테스트 및 공정 최적화에서 당신을 지원할 것입니다.
초음파 추출기의 작은 발 인쇄와 설치 옵션의 다재다능함은 작은 공간 펙틴 처리 시설에도 적합합니다. 초음파 프로세서는 식품, 제약 및 영양 보충제 생산 시설에 전 세계적으로 설치됩니다.

아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.

일괄 볼륨유량권장 장치
1 ~ 500mL10 ~ 200mL / minUP100H
0.1 ~ 20L0.2 ~ 4L / minUIP2000hdT
10 ~ 100L2 ~ 10L / minUIP4000hdT
N.A.10 ~ 100L / minUIP16000
N.A.더 큰의 클러스터 UIP16000

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추가 정보 요청

아래 양식을 사용하여 펙틴 생산, 응용 프로그램 및 가격을위한 초음파 추출기에 대한 추가 정보를 요청하십시오. 우리는 당신과 함께 펙틴 추출 과정을 논의하고 당신에게 당신의 요구 사항을 filfilling 초음파 시스템을 제공하게되어 기쁩니다!









주의 하시기 바랍니다 개인 정보 정책.


Hielscher 초음파 – 정교한 추출 장비

Hielscher 초음파 제품 포트폴리오는 소규모에서 대규모까지 고성능 초음파 추출기의 전체 범위를 다룹니다. 추가 액세서리를 사용하면 펙틴 추출 공정에 가장 적합한 초음파 장치 구성을 쉽게 조립할 수 있습니다. 최적의 초음파 설정은 예상 용량, 볼륨, 원료, 배치 또는 인라인 공정 및 타임라인에 따라 달라집니다.

배치 및 인라인

Hielscher 초음파 는 배치 및 연속 유동 처리에 사용할 수 있습니다. 초음파 배치 처리는 공정 테스트, 최적화 및 중소 규모의 생산 수준에 이상적입니다. 대량의 펙틴을 생산하는 경우 인라인 처리가 더 유리할 수 있습니다. 연속 인라인 믹싱 공정에는 정교한 설정이 필요합니다. – 펌프, 호스 또는 파이프 및 탱크로 구성되지만 매우 효율적이고 빠르며 노동력이 훨씬 적습니다. Hielscher 초음파는 추출 량 및 공정 목표에 가장 적합한 추출 설정을 제공합니다.

모든 제품 용량을 위한 초음파 추출기

산업 규모의 인라인 초음파 처리를 위한 UIP4000hdT 유량 셀Hielscher 초음파 제품 제품군은 벤치탑 과 파일럿 시스템을 통해 소형 실험실 초음파 에서 부터 시간당 트럭 부하를 처리할 수 있는 완전 산업용 초음파 프로세서에 이르기까지 모든 스펙트럼의 초음파 프로세서를 다룹니다. 전체 제품 범위를 통해 펙틴 함유 원료, 공정 용량 및 생산 목표에 가장 적합한 초음파 추출기를 제공할 수 있습니다.
초음파 벤치탑 시스템은 타당성 테스트 및 공정 최적화에 이상적입니다. 확립된 공정 파라미터를 기반으로 선형 스케일업을 통해 처리 용량을 소규모 로트에서 완전 상업적 생산으로 매우 쉽게 늘릴 수 있습니다. 업 스케일링은 보다 강력한 초음파 추출기 장치를 설치하거나 여러 초음파 장치를 병렬로 클러스터링하여 수행할 수 있습니다. UIP16000을 통해 Hielscher는 전 세계적으로 가장 강력한 초음파 추출기입니다.

최적의 결과를 위한 정밀하게 제어 가능한 진폭

모든 Hielscher 초음파 장치는 정밀하게 제어 할 수 있으며, 따라서 생산에서 신뢰할 수있는 작업 말. 진폭은 과일과 바이오 폐기물에서 펙틴의 초음파 추출의 효율성과 효과에 영향을 미치는 중요한 공정 매개 변수 중 하나입니다.
Hielscher 초음파 는 브라우저 제어를 통해 원격으로 제어 할 수 있습니다. 초음파 처리 매개 변수를 모니터링하고 공정 요구 사항에 맞게 정확하게 조정할 수 있습니다.모든 Hielscher 초음파 발생기는 진폭을 정확하게 설정할 수 있습니다. 소노트로드와 부스터 혼은 더 넓은 범위에서 진폭을 수정할 수 있는 액세서리입니다. Hielscher 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공하고 까다로운 응용 분야에 필요한 초음파 강도를 제공 할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭은 24/7 작동에서 쉽게 연속적으로 실행할 수 있습니다.
정밀진도 설정과 스마트 소프트웨어를 통한 초음파 공정 파라미터의 영구 모니터링을 통해 가장 효과적인 초음파 조건으로 원료를 치료할 수 있습니다. 최상의 추출 결과를 위한 최적의 초음파 처리!
Hielscher의 초음파 장비의 견고성은 중장비와 까다로운 환경에서 24/7 작동을 허용합니다. 이로 인해 Hielscher의 초음파 장비는 추출 요구 사항을 충족하는 신뢰할 수 있는 작업 도구입니다.

위험 부담이 없는 간편한 테스트

초음파 공정은 완전히 선형으로 확장 될 수 있습니다. 즉, 실험실 또는 벤치 탑 초음파를 사용하여 달성한 모든 결과를 정확히 동일한 공정 매개 변수를 사용하여 정확히 동일한 출력으로 확장할 수 있습니다. 이를 통해 초음파는 위험 없는 타당성 테스트, 공정 최적화 및 상업적 제조에 대한 후속 구현에 이상적입니다. 초음파 처리가 펙틴 추출물 생산을 증가 시키는 방법을 알아 보려면 저희에게 연락하십시오.

최고 품질 – 독일에서 설계 및 제조

가족 소유 및 가족 경영 기업인 Hielscher는 초음파 프로세서에 대한 최고 품질 표준을 우선시합니다. 모든 초음파기는 독일 베를린 근처의 Teltow에있는 본사에서 설계, 제조 및 철저한 테스트를 거쳤습니다. Hielscher의 초음파 장비의 견고성과 신뢰성은 생산에서 일꾼이됩니다. 최대 부하 및 까다로운 환경에서 24/7 작동은 Hielscher 고성능 믹서의 자연스러운 특성입니다.

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우리의 주의 개인 정보 정책.


초음파 고전기 균질화는 실험실, 벤치 탑, 파일럿 및 산업 처리에 사용됩니다.

Hielscher 초음파는 실험실, 파일럿 및 산업 규모의 응용 프로그램, 분산, 에멀화 및 추출을 위한 고성능 초음파 균질화를 제조합니다.


펙틴에 대해

펙틴은 장쇄 갈락투로난 세그먼트와 람노스, 아라비노스, 갈락토오스 및 자일로스와 같은 기타 중성 당으로 구성된 분지 헤테로다당류입니다. 보다 구체적으로 말하자면, 펙틴은 1,4-α-연결된 갈락투론산과 β-D-갈락토오스, L-아라비노스 및 기타 당 단위의 측지와 함께 1,2-연결된 람노스로 구성된 공중합 블록입니다. 펙틴에서 여러 당 부분과 다양한 수준의 메틸 에스테르화가 발견되기 때문에 펙틴은 다른 다당류와 같이 정의된 분자량을 갖지 않습니다. 식품에 사용하기 위해 지정된 펙틴은 적어도 65%의 갈락투론산 단위를 함유하는 헤테로다당류로 정의됩니다. 특정 추출 조건을 적용함으로써 펙틴은 특정 요구 사항을 충족하기 위해 성공적으로 변형되고 기능화될 수 있습니다. 기능화 및 변형된 펙틴의 생산은 의약품용 저메톡시화 펙틴과 같은 특수 응용 분야에 관심이 있습니다.

펙틴은 추출물 용액에서 어떻게 분리됩니까?

초음파 추출 후 펙틴 침전: 추출물 용액에 에탄올을 첨가하면 침전이라는 과정을 통해 펙틴을 분리하는 데 도움이 될 수 있습니다. 식물의 세포벽에서 발견되는 복합 다당류인 펙틴은 정상적인 조건에서 물에 용해됩니다. 그러나 에탄올을 첨가하여 용매 환경을 변경함으로써 펙틴의 용해도를 감소시켜 용액에서 침전시킬 수 있습니다.

아래에서는 에탄올을 사용한 펙틴 침전의 화학적 원리를 설명합니다.

  • 수소 결합의 파괴: 펙틴 분자는 수소 결합에 의해 함께 유지되며, 이는 물에 대한 용해도에 기여합니다. 에탄올은 펙틴 분자의 결합 부위를 놓고 물 분자와 경쟁하여 이러한 수소 결합을 방해합니다. 에탄올 분자가 펙틴 분자 주변의 물 분자를 대체함에 따라 펙틴 분자 사이의 수소 결합이 약해져 용매에 대한 용해도가 감소합니다.
  • 용매 극성 감소: 에탄올은 물보다 극성이 낮기 때문에 펙틴과 같은 극성 물질을 용해하는 능력이 낮습니다. 추출물 용액에 에탄올을 첨가하면 용매의 전체 극성이 감소하여 펙틴 분자가 용액에 남아 있는 것이 덜 유리해집니다. 이것은 에탄올-물 혼합물에 덜 용해되기 때문에 용액에서 펙틴의 침전으로 이어집니다.
  • 펙틴 농도 증가: 펙틴 분자가 용액 밖으로 침전됨에 따라 나머지 용액의 펙틴 농도가 증가합니다. 이를 통해 여과 또는 원심분리를 통해 액상에서 펙틴을 더 쉽게 분리할 수 있습니다.

문학 / 참고 문헌

우리는 당신의 과정을 논의하는 것을 기쁘게 생각합니다.

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