Hielscher ultragarso technologijos

Ultragarsinis Deacetilinimas Chitinas į chitozano

Chitozsanas yra chitino kilmės biopolimeras, kuris turi daug paraiškų farmacijos, maisto, žemės ūkio ir pramonės srityse. Ultragarso deacetilinimo Chitinas į chitozano intensyvėja gydymas žymiai – Todėl efektyvus ir greitas procesas su aukštos chitozano derlius aukščiausios kokybės.

Ultragarso chitozano gamyba

Chitozano gaunamas N-deacetilinimo Chitinas. Įprastu deacetilinimo atveju, Chitinas yra mirkomi vandeniniuose šarminiuose tirpikliuose (paprastai 40 – 50% (m/m) NaOH). Mirkymo procesas reikalauja aukštos temperatūros 100 iki 120 º C yra labai daug laiko, o chitozano derlius per mirkymo žingsnis yra žemas. Didelės galios Ultrasonics taikymo intensyvėja deacetilinimo procesas Chitinas žymiai ir rezultatų didelis derlius mažos molekulinės masės chitozano į greitą gydymą žemesnėje temperatūroje. Ultragarso deacetilinimo rezultatai aukščiausios kokybės chitozano kuris yra naudojamas kaip maisto ir farmacijos ingredientas, kaip trąšos ir daugelyje kitų pramoninių programų.
Ultragarsinis gydymas sukelia išskirtinį acetilinimo laipsnį (DA), kuris mažina acetilinimo laipsnį chitiną nuo DA ≥ 90 iki chitozano su DA ≤ 10.
Daugelis mokslinių tyrimų patvirtina ultragarso chityny deacetilinimo veiksmingumą chitozano. Weiss J. et al. (2008) nustatyta, kad ardymo pagerina chitino konversijos į chitozano drastiškai. Ultragarso gydymas, Chitinas ateina su daug laiko taupymas sumažinti reikiamą proceso metu nuo 12-24 valandų iki kelių valandų. Be to, reikia mažiau tirpiklio, kad būtų pasiektas visiškas konversija, dėl kurios sumažėja panaudoto ar neveikto tirpiklio, t. y. koncentruoto NaOH, išmetimo į aplinką poveikis.

Ultragarsinis Deacetilinimas Chitinas į chitozano

Deacetilinimo ir Chitinas chitozano skatinamas ardymo

High-performace ultrasonicator UIP4000hdT pramoninių programų

UIP4000hdT – 4kW galios ultragarso sistema

Informacijos užklausa




Atkreipkite dėmesį į mūsų Privatumo politika.


Darbo principas ultragarso chitozano gydymas

Didelės galios, žemo dažnio ultragarsu (∼, 20-26kHz) sukuria akustinės išsiplėtimą skysčių ir suspensijos. Didelės galios ultragarso skatina chitino konversiją chitozano kaip tirpiklis (pvz., NaOH) fragmentus ir įsiskverbia į kietas chityny dalelės, taip plečiant paviršiaus plotą ir pagerinti masės perdavimą tarp kietos ir skystosios fazės. Be to, didelės šlyties jėgų Ultragarsinė kavitacija sukuria laisvuosius radikalus, kurie padidina reagento reaktyvumą (ty NaOH) hidrolizės metu. Kaip ne terminio apdorojimo techniką, ardymo apsaugo nuo terminio skilimo gaminanti aukštos kokybės chitozano. Ultragarso sutrumpinti apdorojimo laikas, reikalingas ekstrahuoti iš vėžiagyvių, taip pat išeiga chityny (Taigi vėliau chitozano) didesnio grynumo, palyginti su tradiciniais perdirbimo sąlygomis. Dėl chitino ir chitozano gamybos, Ultragarsas taip pat gali sumažinti gamybos sąnaudas, sutrumpinti perdirbimo laiką, sudaryti geresnes sąlygas kontroliuoti gamybos procesą ir sumažinti proceso atliekų poveikį aplinkai.

Privalumai ultragarso chitozano gamyba

  • Aukštasis chitozano derlius
  • Aukščiausios kokybės
  • Sutrumpintas laikas
  • Žemutinė proceso temperatūra
  • Didesnis efektyvumas
  • Lengvai & Saugi eksploatacija
  • draugiškas aplinkai

Ultragarso Chitin Decetylation į chitozano – Protokolo

1) paruoškite chitiną:
Naudojant krabų lukštus kaip žaliavos, krabų lukštai turi būti kruopščiai nuplauti, siekiant pašalinti bet kokius tirpius organinius ir prilaikančių priemaišų, įskaitant dirvožemio ir baltymų. Po to kiautų medžiaga turi būti visiškai išdžiovinta (pvz., 60 º C temperatūroje 24 valandas per parą džiovinimo spintoje). Tada džiovinti lukštai (pvz., naudojant plaktuko malūną), deproteinizuoti šarminėje terpėje (pvz., NaOH esant conc. 0,125 – 5,0 M) ir demineralizuotas rūgštyje (pvz., Praskiesta vandenilio chlorido rūgštis).
2) Ultragarsinis Deacetilinimas
Norint vykdyti įprastą ultragarso deacetilinimo reakciją, beta-chitino dalelės (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), suspensija perduodama į dvigubo sienelių stiklo cheminę stiklinę ir yra sunaikintos Ultragarsas naudojant "Hielscher" UP400St ultragarso homogenizatorius. Šie parametrai (plg. Fiamingo et al. 2016) yra nuolat pastovi atliekant ultragarso chityny deacetilinimo reakcija: (i) Ultragarsinis zondas (sonotrode Hielscher S24d22D, tip skersmuo = 22 mm); (II) ardymo impulso režimu (IP = 0.5 sek); III) Ultragarsinis paviršiaus intensyvumas;
(I = 52,6 W cm-2), (IV) reakcijos temperatūra (60 º C ± 1 º C), (v) reakcijos laikas (50 min), (VI) santykis beta-chitino svoris/tūris 40% (w/w) vandeninis natrio hidroksidas (BCHt/NaOH = 1/10 g mL-1); VII) beta-chitino suspensijos tūris (50mL).
Pirma reakcija vyksta 50min pastoviu magnetiniu maišykle, po to pertraukiama greitai Atvėsinus suspensiją iki 0 ° C. Po to praskiedžiama vandenilio chlorido rūgštimi, kad pasiektų pH 8,5, o mėginys CHs1 yra izoliuojamas filtruojant, ekstensyviai nuplaunamas dejonizuotu vandeniu ir džiovinamas aplinkos sąlygomis. Kai tas pats ultragarso deacetilation kartojamas kaip antras žingsnis CHs1, ji gamina mėginio CHs2.

Ultragarso deacetilinimo chition į chitozano

Nuskaitymo elektronų mikroskopija (SEM) vaizdus 100 × a) gladius, b) ultragarso gydytų gladius, c) β-Chitinas, d) Ultragarsas apdorotas β-Chitinas, ir e) chitozano (šaltinis: Preto et al. 2017)

Fiamingo et al. nustatė, kad ultragarso deacetilation beta-Chitinas efektyviai gamina didelės molekulinės masės chitozano su mažu acetilinimo nei naudojant priedus, nei inertinės atmosferos, nei ilgai reakcijos laiką. Nors ultragarso deacetilinimo reakcija atliekama pagal švelnesnes sąlygas – pvz., mažos reakcijos temperatūra, palyginti su daugeliu termocheminių deacetilimų. Ultragarsinis beta-chitino deacetilinimas leidžia paruošti atsitiktinai deacetilintą chitozano, turinčio kintamą acetilinimo laipsnį, preparatą (4% ≤ DA ≤ 37%), didelės masės vidutinę molekulinę masę (900 000 g mol-1 ≤ MW ≤ 1 200 000 g mol-1 ) ir mažas disperškumas (1,3 ≤ Ð ≤ 1,4) atliekant tris iš eilės pasireiškančias reakcijas (50 min.) esant 60 ° C temperatūrai.

Hielscher Ultrasonics gamina aukštos kokybės ultrasonicators už sonochemical programas.

Didelio galingumo ultragarso perdirbėjai iš laboratorijos į bandomuosius ir pramoninio masto.

Didelio našumo ultragarso sistemų chitozano gamyba

UIP4000hdT-4 kilovatais galinga ultragarso sistema, gavybos ir malaxsavimas aukščiausios kokybės pirmojo spaudimo alyvuogių aliejausIš chitino ir decetilation iš chitino į chitozsanas reikalauja galinga ir patikima ultragarso įranga, kuri gali tiekti aukštos amplitudės, siūlo tikslią valdomumą per proceso parametrus ir gali būti valdomas 24/7 pagal sunkiųjų apkrova ir sudėtingoje aplinkoje. Hielscher Ultrasonics produktų asortimentą jums ir jūsų proceso reikalavimus, kuriems. Hielscher ultrasonicators yra aukštos kokybės sistemas, kurios gali būti įrengtos priedai, pavyzdžiui, sonotrodes, stiprintuvus, reaktorių ar srauto ląstelių, kad atitiktų jūsų proceso poreikius optimaliai.
Su skaitmeniniu spalvotas ekranas, galimybė iš anksto ardymo veikia, Automatinis duomenų įrašymas į integruotą SD kortelę, nuotolinio naršyklės valdymo ir daug daugiau funkcijų, aukščiausios proceso kontrolės ir patogumo vartotojams yra užtikrinamas. Suporuotas su tvirtumu ir sunkiųjų apkrovomis, Hielscher ultragarso sistemos yra jūsų patikimas darbas arklių gamybos.
Chitinas fragmentacija ir deacetilation reikia Galingas ultragarso gauti tikslinę perskaičiavimo ir galutinis chitozano produktas aukštos kokybės. Ypač dėl Chitinas dribsnių fragmentacijos, aukštos amplitudės ir padidėjęs spaudimas yra labai svarbūs. Hielscher Ultrasonics’ Pramoniniai ultragarso perdirbėjai lengvai pristatyti labai didelės amplitudės. Amplitudės iki 200 μm gali būti nuolat paleisti 24/7 operacija. Dėl dar didesnės amplitudės, pritaikytą ultragarso sonotrodes yra prieinami. Galia Hielscher ultragarso sistemų leidžia efektyviai ir greitai deacetilation į saugų ir patogią procesą.

Žemiau pateiktoje lentelėje pateikiama apytikslė mūsų ultragarsu apdorojimo pajėgumo informacija:

Serija tomas srautas Rekomenduojami prietaisai
Nuo 1 iki 500mL 10-200 ml / min UP100H
Nuo 10 iki 2000 ml 20-400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 iki 20L 0.2 iki 4L / min UIP2000hdT
Nuo 10 iki 100L Nuo 2 iki 10 l / min UIP4000hdT
Nėra duomenų | 10 - 100 l / min UIP16000
Nėra duomenų | didesnis klasteris UIP16000

Susisiekite su mumis! / Klausk mus!

Klauskite daugiau informacijos

Jei norite paprašyti papildomos informacijos apie ultragarso homogenizavimą, naudokite žemiau esančią formą. Mums bus malonu pasiūlyti ultragarso sistemą, atitinkančią jūsų reikalavimus.









Atkreipkite dėmesį, kad mūsų Privatumo politika.


Literatūra / Literatūra

  • Butnaru E., Stoleru E., Brebu ma, Darie-Nita R.N., Bargan A., Vasile C. (2019): chitozano pagrindu Bionanocomposite filmus parengė emulsijos technika maisto konservavimui. Medžiagos 2019, 12 (3), 373.
  • Fiamingo A., de Moura Delezuk J.A., Trombotto St. David L., Campana-Filho S.P. a (2016): Plačiai deacetilinta didelė molekulinė masė chitozano iš suskystinto ultragarso padeda deacetilinti beta-Chitinas. Ultrasonics sonochemistry 32, 2016. 79 – 85.
  • Kjartansson, G., Wu, T., Zivanovic, S., Weiss, J. (2008): Sonochemiškai padeda konversijos Chitinas į chitozanas, USDA nacionalinės mokslinių tyrimų iniciatyvos Vyriausioji tyrėjų susitikimas, Naujasis Orleanas, LA, birželis 28.
  • Kjartansson, G., Kristbergsson, K. Zivanovic, S., Weiss, J. (2008): temperatūros įtaka deacetilinimo chitino chitozano su didelio intensyvumo ultragarso kaip paruošiamojo apdorojimo, metinis susitikimas maisto technologų institutas, Naujasis Orleanas, LA, Birželio 30 d., 95-18.
  • Kjartansson, G., Kristbergsson, K., Zivanovic, S., Weiss, J. (2008): įtaka didelio intensyvumo ultragarso paspartinti chitino konversiją chitozanas, metinis susitikimas maisto technologų institutas, New Orleans, LA, birželis 30, 95-17.
  • Preto M.F., Campana-Filho AG, Fiamingo A., Cosentino I.C., Tessari-ZAMPIERI M.C., Abessa D.M.S., Romero A.F., Bordon I.C. (2017): gladius ir jo dariniai kaip potencialūs biosorbentai jūrinio dyzelinio aliejaus. Aplinkos mokslų ir taršos moksliniai tyrimai (2017) 24:22932-22939.
  • Wijesena R.N., Tissera N., Kannangara Y.Y., Lin Y., Amaratunga G.A.J., de Silva K.M.N. (2015): Metodas iš viršaus į apačią paruošimas chitozano nanodalelių ir nanofibers. Angliavandenių polimerai 117, 2015. 731 – 738.
  • Wu, T., Zivanovic, S., Hayes, D.G., Weiss, J. (2008). Veiksmingas chitozano molekulinės masės sumažinimas didelio intensyvumo ultragarsu: apdorojimo parametrų pagrindinis mechanizmas ir poveikis. Leidinys žemės ūkio ir maisto chemijos 56 (13): 5112-5119.
  • Ir M.; Goswami P.; Paritosh K.; Daiva M.; PAREEK N.; Vivekanand V. (2019): Jūros gėrybių atliekos: paruošimo komerciškai darbingas Chitinas/chitozano medžiagų šaltinis. Bioresources ir biologinio apdorojimo 6/8, 2019.


Faktai verta žinoti

Kaip veikia ultragarso Chitinas Deactylation darbas?

Kai didelio galingumo, žemo dažnio Ultragarsas (pvz., 20-26kHz) yra sujungtas į skystį ar srutas, kintamoji aukšto slėgio/žemo slėgio ciklai yra taikomi skystyje, sukuriančiais suspaudimo ir retinimą. Per šiuos kintamosios aukšto slėgio/žemo slėgio ciklų, susidaro maži vakuumo burbuliukai, kurie auga per keletą slėgio ciklų. Tuo momentu, kai vakuumo burbuliukai negali absorbuoti daugiau energijos, jie suyra žiauriai. Per šį burbulas sprogimas, vietos labai intensyvus sąlygos atsiranda: aukštos temperatūros iki 5000K, slėgis iki 2000atm, labai didelis šildymas/aušinimo normos ir slėgio diferencialai pasitaiko. Kadangi burbulas žlugimo dinamika yra greitesnis nei masės ir šilumos perdavimo, į griūties ertmė energija apsiriboja labai maža zona, taip pat vadinamas "karštų taškų". Į vidų sprogimas iš išsiplėtimą burbulas taip pat sukelia microturbulencijos, skysčių purkštukai iki 280m/s greitis ir dėl šlyties jėgų. Šis reiškinys yra žinomas kaip ultragarso ar akustinės išsiplėtimą.
Lašeliai ir dalelių, sunaikintos Ultragarsas skystis turi įtakos šių cavitational jėgų ir kai pagreitinto dalelių susiduria vieni su kitais, jie gauna sugriovė pagal tarpdalo susidūrimo. Akustinė kavitacija yra darbo principas ultragarso frezavimo, išsklaidyti, emulsinių ir sonochemistry.
Dėl chitino deacetilinimo, didelio intensyvumo ultragarso padidėja paviršiaus ploto aktyvuojant paviršių ir skatinti masės perdavimą tarp dalelių ir reagento.

Chitozanas

Chitozsanas yra modifikuotas, katijoninis, netoksiškas angliavandenių polimeras, turintis sudėtingą cheminę struktūrą, kurią sudaro β-(1,4) gliukozamino vienetai, kaip jo pagrindinis komponentas (> 80%) ir N-acetil gliukozamino vienetai (<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.

Chitozano gamyba

Chitozsanas gaminamas dviejų etapų metu. Visų pirma, žaliavos, pavyzdžiui, vėžiagyvių lukštai (ty krevečių, krabų, omarų), deproteinizuoti, demineralizuotas ir išgrynintas gauti Chitinas. Antrajame etape Chitinas yra gydomas tvirtu pagrindu (pvz., NaOH), kad pašalintų acetilo šoninius grandines, siekiant gauti chitozano. Įprastinių chitozano gamybos procesas yra žinoma, kad labai daug laiko ir sąnaudų daug.

Chitinas

Chitinas (C8H13O5NN yra tiesios grandinės polimero, kurio β-1,4-N-acetilgliukozaminas yra klasifikuojamas į α-, β-ir γ-chitiną. Yra darinys gliukozės, Chitinas yra pagrindinis komponentas, egzoskeletus nariuotakojų, tokių kaip vėžiagyviai ir vabzdžiai, moliuskų radulae, galvakojų snapai, ir žuvies ir lissamphibians svarstyklės ir galima rasti ląstelių sienelių grybų, taip pat. Iš chitino struktūra yra panaši į celiuliozės, sudarančių kristalinės nanoplaušelių arba ūselių. Celiuliozė yra gausiai polisacharidas pasaulyje, po to Chitinas kaip antras gausiausias polisacharidas.

Gliukozamino

Gliukozaminas (C6H13ne5) yra amino cukrus ir svarbus pirmtakas glikozilinto baltymo ir lipidų biocheminiuose sintezėje. Gliukozaminas yra natūraliai gausiai junginys, kuris yra tiek polisacharidų struktūros, chitozano, ir Chitinas, kuris leidžia gliukozamino vienas iš labiausiai paplitęs monosacharidai. Dauguma komerciškai prieinamų gliukozamino yra gaminamas iš vėžiagyvių exoskeletons, ty krabų ir omarų lukštai hidrolizės.
Gliukozaminas daugiausia naudojamas kaip maisto papildas, kai jis naudojamas gliukozamino sulfato, gliukozamino hidrochlorido ar N-acetil gliukozamino formomis. Gliukozamino sulfatas papildai yra vartojami žodžiu gydyti skausmingą būklę, kurią sukelia uždegimas, suskirstymas ir galimo nuostolio kremzlės (osteoartrito).