Ultraschalleruckung féiert zu héije Rendementer vu bessere Qualitéitspektiner. Mat Opléisung kënne wäertvoll Pektine effizient aus Uebstoffall produzéiert ginn (zB Nebenprodukter aus Jusveraarbechtung) an aner biologeschem Rohmaterial. Ultraschall Pektin Extraktioun exceléiert aner Extraktiounstechniken andeems se méi héich Ausbezuele produzéieren, super Pektinqualitéit ginn, an eng séier Extraktiounsprozedur.

Intensivéiert Pektin Extraktioun duerch Sonication

Pektin gëtt als Geléierungs-, Emulgéier- a Verdickungsmëttel a ville Liewensmëttelprodukter benotzt wéi och als Zutat a Kosmetik a Medikamenter. Konventionell industriell Pektin Extraktioun gëtt duerch waarm Waasser Extraktioun gemaach, wou d'Rohmaterial wéi Zitrusschielen, Äppelreschter an aner Uebstoffäll laang a 60-100°C waarmt Waasser bei nidderegen pH (ongeféier pH 1,5 - 3,5) getäuscht gëtt Zäitperiod. Dëst mécht d'konventionell Heisswaasserextraktioun zu engem Zäit- an Energieopwendende Prozess, deen dacks net emol effizient genuch ass fir déi komplett Quantitéit u Pektine, déi am Rohmaterial verfügbar ass, fräizesetzen.
Fir d'Ineffizienz vun der konventioneller Produktiounsmethod ze iwwerwannen, gëtt d'Ultraschall-Extraktioun als eng Prozessintensivéierungstechnik applizéiert déi d'Extraktiounszäit reduzéiert an de Pektin-Rendement wesentlech maximéiert am Verglach mat der traditioneller Heisswaasser Extraktioun.

De Virdeel vun Ultraschall Pektin Extraktioun

Ultrasonic Extraktioun gëtt a ville Beräicher vun Extraitproduktioun applizéiert, zB botanesch an herbal Extrakten fir Liewensmëttel, Ergänzungen, Pharmazeutik a Kosmetik. E ganz prominent Beispill vun Ultraschall Extraktioun ass d'Extraktioun vu Cannabidiol (CBD) an aner Verbindungen aus der Cannabis Planz.
Ultraschalleruckung ass eng net-thermesch Extraktiounstechnik, déi doduerch déi bioaktiv Verbindunge géint thermesch Degradatioun verhënnert. All Ultraschallprozessparameter, wéi Amplitude, Intensitéit, Zäit, Temperatur an Drock, kënne genau kontrolléiert ginn. Dëst erlaabt e präzise Prozess a Qualitéitskontroll a mécht et einfach ze widderhuelen a reproduzéieren eemol kritt Extrait Resultater. Extrait Produzente schätzen Ultraschall fir déi verlässlech Widderhuelbarkeet, wat hëlleft fir Prozesser a Produkter ze standardiséieren.

D'Bestëmmung vu relevante Prozessparameter erlaabt den Ultraschall-Extraktiounsprozess zu héchster Effizienz a besserer Extraitqualitéit ze optimiséieren.
Zum Beispill ass d'Partikelgréisst vu Rohmaterial (zB Zitrusschielen) e wichtege Faktor: Eng méi kleng Partikelgréisst bedeit eng méi héich Uewerfläch fir d'Ultraschallwellen ze handelen. Eng kleng Partikelgréisst resultéiert doduerch zu méi héije Pektin-Ausbezuelen, e méi nidderegen Methylatiounsgrad a méi grousst Verhältnis vu rhamnogalacturonan Regiounen.
De pH-Wäert vum Extraktiounsléisungsmëttel (dh Waasser + Säure) ass en anere wesentleche Parameter. Wann Pektin ënner sauer Bedéngungen extrahéiert gëtt, gi vill rhamnogalacturonan verzweigte Regiounen vum Polymer ofgebaut, sou datt haaptsächlech homogalacturonan "riichtaus" Regiounen mat e puer neutralen Zockermoleküle befestegt op oder an der Haaptlinearkette bleiwen.
Ultraschall-Pektin-Extraktioun reduzéiert d'Extraktiounszäit a sénkt déi néideg Prozestemperatur, wat d'Chance vun ongewollte Pektinmodifikatioun duerch Säure reduzéiert. Dëst erlaabt et Säuren ënner begrenzte Konditiounen ze benotzen fir Pektine präzis un d'Produktufuerderungen z'änneren.

Wat mécht Ultraschall Pektin Extraktioun sou effizient?

Den Impakt vun der Ultraschall Extraktioun beaflosst direkt d'Schwellung, d'Perforatioun an de Broch vun Zellmaueren. Ultraschall induzéiert Massentransfer verursaacht d'Hydratatioun vu pektinem Material an der Mëttelamell féiert zum Opbroch vu vegetabelen Gewëss. Ultraschall Kavitation a Schéierkraaft beaflossen direkt Zellwänn a briechen se op. Dës Mechanismen resultéieren zu héich effiziente Resultater vun Ultraschall Extraktioun.

Ultraschall-extraktéiert pectin (och akustesch cavitation assistéiert extrahéiert pectin, abbrev. ACAE) déi manner molekulare Gewiicht an Ofschloss vun methoxylation haten war méi räich an rhamnogalacturonan-ech Regioun mat laange Säit Ketten Verglach mat konventionelle Hëtzt extrahéiert pectin aus chemeschen an FT-IR Analyse. Den Energieverbrauch fir ulgtrasonic Pektin Extraktioun war wesentlech méi niddereg wéi déi konventionell Heizungsmethod, wat seng verspriechend Uwendung fir industriell Produktiounsskala weist.
(vgl. Wang et al., 2017)
Wang a seng Kollegen (2017) ënnersträichen och datt ultraschall-assistéiert Extraktioun als e méi ekonomeschen an ëmweltfrëndleche Prozess mat méi héijer Effizienz a manner Käschten am Verglach mat konventionell Heizungsextraktioun bewisen ass.
 

SEM vu Reschter Zuckerrübenpulp bei 1000x Vergréisserung: (a) virun der Extraktioun, an no der Extraktioun vu Pektin mat (b) Xylanasae (250 U/g), (c) Cellulase (300 U/g), (d) Xylanasae + Cellulase (1:1), an (e) Xylanasae+Cellulase (1:1,5), an (f) Xylanasae+Cellulase (1:2).
(Studie a Biller: Abou-Elseoud et al., 2021)

Wéi funktionnéiert Ultraschall Pektin Extraktioun?

Ultrasonic Extraktioun baséiert op de sonomechaneschen Effekter vum Ultraschall mat héijer Intensitéit. Fir d'Pektin-Extraktioun iwwer Ultraschall ze förderen an ze verstäerken, ginn Héichkraaft Ultraschallwellen iwwer eng Ultraschallsonde (och nach Ultraschallhorn oder Sonotrode genannt) an de flëssege Medium gekoppelt, dat heescht d'Schläimung besteet aus dem pektinhaltende Rohmaterial an dem Léisungsmëttel. D'Ultraschallwellen reesen duerch d'Flëssegkeet a kreéieren ofwiesselnd Nidderdrock / Héichdrockzyklen. Wärend Déifdrockzyklen entstinn Minutte Vakuumblosen (sougenannte Kavitatiounsblosen), déi iwwer verschidden Drockzyklen wuessen. Wärend dësen Zyklen vum Blasenwuesstum ginn déi opgeléist Gasen an der Flëssegkeet an de Vakuumblose, sou datt d'Vakuumblos sech a wuessend Gasblosen transforméiert. Bei enger gewësser Gréisst, wann d'Blasen net méi Energie absorbéiere kënnen, implodéiere se hefteg wärend engem Héichdrockzyklus. D'Bubbeleimplosioun zeechent sech duerch intensiv kavitational Kräften, abegraff mat ganz héijer Temperatur an Drock, déi bis zu 4000K respektiv 1000atm erreechen; souwéi entspriechend héich Temperaturen an Drockdifferenzen. Dës Ultraschall generéiert Turbulenzen a Schéierkräfte briechen Planzzellen erop an entloossen déi intrazellulär Pektinen an d'Waasserbaséiert Léisungsmëttel. Zënter Ultraschall Kavitation schaaft héich intensiv Massentransfer, Sonikatioun Resultater an aussergewéinlech héich Ausbezuele bannent enger ganz kuerzer Veraarbechtungszäit.

Ultraschallerie vun Planzenzellen: de mikroskopesch transversal Sekt (TS) weist de Mechanismus vun Aktiounen bei der Ultraschallerie vun Zellen (Vergréisserung 2000x) [Ressource: Vilkhu et al. 2011]

Pektine extrahéiert aus Uebstoffall

Uebstoffäll wéi Schielen, Uebstmassreschter (no Uebstjuspressen), an aner Uebstbyprodukter sinn dacks räich Pektinquellen. Wärend Uebst Offallprodukter dacks als Déierefudder benotzt ginn, ass Pektin Extraktioun eng méi wäertvoll Notzung vun Uebstoffäll.
Ultrasonic Pektin-Extraktioun gëtt scho mat Erfolleg mat Zitrusschielen (wéi Orangen, Mandarinen, Grapefruit), Meloneschielen, Äppelschiel, Zockerrübenpulp, Mangoschielen, Tomatenoffall, souwéi Jackfruit, Passiounsfruucht, Fiegeschielen ënner anerem duerchgefouert.

Fallstudien vun Ultraschall Pektin Extraktioun

Wéinst den Nodeeler vun der konventioneller Pektin Extraktioun duerch Hëtzt, hunn d'Fuerschung an d'Industrie schonn innovativ Alternativen wéi Ultraschall Extraktioun ënnersicht. Dofir si vill Informatioun vu Prozessparameter fir verschidde Rohmaterial souwéi Prozessoptimiséierungsdate verfügbar.

Ultrasonic Extraktioun vu Pektin aus Apple Pomace

Dranca an Oroian (2019) hunn den Ultraschall assistéiert Extraktiounsprozess vu Pektin aus Apple Pomace ënnersicht an ënnerschiddlech Ultraschallbedingungen a mat Box-Behnken Äntwert Uewerfläch Design. Si hu festgestallt datt d'Ultraschallamplitude staark d'Ausbezuelung an de Verstärkungsgrad vum extrahéierte Pektin beaflosst, wärend d'Extraktioun pH e groussen Impakt op all dräi Äntwerten hat, dh Rendement, GalA Inhalt a Verstäerkungsgrad. Déi optimal Konditioune fir Extraktioun waren 100% Amplitude, pH vun 1,8, zolidd-flëssegt Verhältnis vun 1:10 g / ml, an 30 min Opléisung. Ënnert dëse Konditioune war de Pektinrendement 9,133% an hat en 98,127 g / 100 g GalA Inhalt an 83,202% Versterungsgrad. Fir d'Resultater vun ultrasonesch extrahéiertem Pektin a Relatioun mam kommerziellen Pektin ze setzen, goufe Pektin-Prouf kritt duerch Ultraschall-Extraktioun ënner optimale Bedéngunge verglach mat kommerziellen Zitrus- an Apel-Pektin-Proben duerch FT-IR, DSC, rheologesch Analyse a SEM. Déi éischt zwou Techniken hunn e puer Besonderheete vun der Pektin-Prouf extrahéiert, déi duerch Ultraschallerxtraktioun extrahéiert ginn, wéi zum Beispill de méi enge Verdeelungsberäich vum Molekulargewiicht, déi uerdentlech molekulär Arrangement, an den héije Grad vun der Verzersterung, déi ähnlech war wéi dee vu kommerziell verfügbaren Apel Pektinen. D'Analyse vun de morphologesche Charakteristike vun Ultraschall kritt Prouf weist e Bestëmmungsmuster tëscht der Verdeelung vun de Fragmentgréissten vun dëser Probe a sengem GalA Inhalt op der enger Säit, an der Waasseraufnahme Kapazitéit op der anerer Säit. D'Viskositéit vun der ultrasonesch extrahéierter Pektin-Léisung war vill méi héich wéi déi vun de Léisunge mat kommerziellen Pektin, wat vläicht wéinst der héijer Konzentratioun vu Galacturonsäure. Wann Dir och den héije Grad vun der Verästung berécksiichtegt, kéint dëst erkläre firwat d'Viskositéit méi héich war fir den ultrasonesch extrahéierte Pektin. D'Fuerscher schléissen datt d'Rengheet, d'Struktur an d'rheologescht Verhalen vu Pektin extrahéiert duerch Ultraschall Extraktioun aus Malus domestica 'Fălticeni' Apel Pomace bedeit villverspriechend Uwendunge vun dëser löslecher Faser. (vgl. Dranca & Oroian 2019)

High-Performance Ultrasonic Extractor fir Pektin Produktioun

Ultraschalleruckung ass eng zouverléisseg Veraarbechtungstechnologie, déi d'Produktioun vu qualitativ héichwäertege Pektinen erliichtert a verschidde Rohmaterialien wéi Zitrusfrucht-Nebenprodukter a Schielen, Äppelpomace a vill anerer. Hielscher Ultrasonics Portfolio deckt déi ganz Gamme vu kompakte Labo Ultraschaller fir industriell Extraktiounssystemer. Dofir kënne mir vu Hielscher Iech dee passendsten Ultraschall fir Är virgesinn Prozesskapazitéit ubidden. Eist laangjäregt erfuerent Personal hëlleft Iech vu Machbarkeetstester a Prozessoptimiséierung fir d'Installatioun vun Ärem Ultraschallsystem op final Produktiounsniveau.
De klenge Foussofdrock vun eisen Ultraschallerxtraktoren wéi och hir Vielfältigkeit an Installatiounsoptioune maachen datt se och a klenge Raum Pektinveraarbechtungsanlagen passen. Ultraschallveraarbechter gi weltwäit a Produktiounsanlagen fir Liewensmëttel, Pharma an Nahrungsergänzungen installéiert.

Hielscher Ultrasonics – Raffinéiert Extraktioun Ausrüstung

Hielscher Ultrasonics Produktportefeuille deckt déi ganz Palette vun héich performante Ultraschallerxtraktoren vu klenger bis grousser Skala. Zousätzlech Accessoiren erlaben d'einfach Versammlung vun der am meeschte passenden Ultraschallkonfiguratioun fir Äre Pektin Extraktiounsprozess. Den optimalen Ultraschall-Setup hänkt vun der virgesi Kapazitéit, Volumen, Rohmaterial, Batch oder Inline Prozess an Timeline of.

Charge an Inline

Hielscher Ultraschaller kënnen fir Batch a kontinuéierlech Stroumveraarbechtung benotzt ginn. Ultraschall Batchveraarbechtung ass ideal fir Prozestest, Optimiséierung a kleng bis mëttelgrouss Produktiounsniveau. Fir e grousse Volumen vu Pektin ze produzéieren, kann d'Inline Veraarbechtung méi avantagéis sinn. E kontinuéierleche Inline Mëschungsprozess erfuerdert sophistikéiert Setup – bestehend an enger Pompel, Schlauchen oder Päifen a Panzer -, awer et ass héich effizient, séier a brauch wesentlech manner Aarbecht. Hielscher Ultrasonics huet dee passendsten Extrait Setup fir Äert Extraktiounsvolumen a Prozessziler.

Ultraschall Extraktoren fir all Produkt Kapazitéit

Hielscher Ultrasonics Produktpalette deckt de ganze Spektrum vun Ultraschallveraarbechter vu kompakten Labo-Ultraschaller iwwer Bank-Top- a Pilotsystemer bis vollindustriell Ultraschallveraarbechter mat der Kapazitéit fir Camionen an der Stonn ze verschaffen. Déi ganz Produktpalette erlaabt eis Iech de passendsten Ultraschallerxtraktor fir Äre pektinhaltende Rohmaterial, Prozesskapazitéit a Produktiounsziler ze bidden.
Ultraschall Benchtop Systemer sinn ideal fir Machbarkeet Tester a Prozessoptiméierung. Linear Skala-up baséiert op etabléierte Prozessparameter mécht et ganz einfach d'Veraarbechtungskapazitéite vu méi klenge Partien op ganz kommerziell Produktioun ze erhéijen. Up-Skaléiere ka gemaach ginn entweder mat der Installatioun vun enger méi staarker Ultraschall-Extraktor Eenheet oder e puer Ultraschall parallel. Mat der UIP16000 bitt Hielscher de mächtegsten Ultraschall-Extrait weltwäit.

Genau kontrolléierbar Amplituden fir optimal Resultater

All Hielscher Ultraschaller si präzis kontrolléierbar an doduerch zouverléisseg Aarbechtspäerd an der Produktioun. D'Amplitude ass eng vun den entscheedende Prozessparameteren déi d'Effizienz an d'Effektivitéit vun der Ultraschall Extraktioun vu Pektin aus Uebst a Bio-Offall beaflossen.
All Hielscher Ultrasonics’ Prozessoren erlaben de präzise Kader vun der Amplitude. Sonotroden a Boosterhënn sinn Accessoiren déi et erlaben d'Amplitude an engem nach méi breede Beräich z'änneren. Hielscher industriell Ultraschallveraarbechter kënne ganz héich Amplituden liwweren an déi erfuerderlech Ultraschallintensitéit fir exigent Uwendungen liwweren. Amplituden vu bis zu 200 µm kënne ganz kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen.
Präzis Amplitude-Astellungen an déi permanent Iwwerwaachung vun den Ultraschallprozessparameter via Smart Software ginn Iech d'Méiglechkeet Äert Rohmaterial mat den effektivsten Ultraschallbedingungen ze behandelen. Optimal Opléisung fir bescht Extrait Resultater!
D'Robustheet vun der Hielscher Ultraschallausrüstung erméiglecht et 24/7 Operatioun bei schwéierem an an exigenten Ëmfeld. Dëst mécht Hielscher Ultraschallausrüstung zu engem zouverléissegen Aarbechtsinstrument dat Är Extraktiounsufuerderungen erfëllt.

Einfach, Risiko-gratis Testen

Ultraschallprozesser kënne komplett linear skaléiert ginn. Dëst bedeit datt all Resultat dat Dir mat engem Labo oder Ultraschall-Ultraschall erreecht hutt, kann op genau déiselwecht Ausgab mat exakt déiselwecht Prozessparameter skaléiert ginn. Dëst mécht Ultraschall ideal fir risklos Machbarkeetsprüfung, Prozessoptimiséierung a spéider Implementéierung an kommerziell Fabrikatioun. Kontaktéiert eis fir ze léieren wéi Sonikatioun Är Pektin Extrait Produktioun erhéije kann.

Héchst Qualitéit – Designt an hiergestallt an Däitschland

Als familiär a familiär Geschäft prioritéiert den Hielscher héchst Qualitéitsnormen fir seng Ultrasonic Prozessoren. All Ultrasonicatoren sinn entworf, hiergestallt a grëndlech getest an eisem Sëtz zu Teltow bei Berlin, Däitschland. Robustheet an Zouverlässegkeet vum Hielscher Ultraschallausrüstung mécht et zu engem Aarbechtspäerd an Ärer Produktioun. 24/7 Operatioun ënner Volllast an an usprochsvollen Ëmfeld ass eng natierlech Charakteristik vun den Hielscher High-Performance Mixer.

D'Tabellner ënnert Iech en Indikatioun vun der ongeféieren Veraarbechtkapazitéit vun eisem Ultraschall: