Hielscher ultraskaņas tehnoloģija

Ultraskaņas Pectin ekstrakcija no augļiem un bioatkritumiem

  • Pectins ir ļoti bieži izmantota pārtikas piedeva, ko galvenokārt pievieno tās recinātājiem.
  • Ultraskaņas ekstrakcija ievērojami paaugstina pektīna ekstraktu daudzumu un kvalitāti.
  • Sonication ir pazīstama ar savu procesu intensificēt ietekmi, kas jau tiek izmantoti kolektora rūpniecības procesos.

 

Pektīns un pektīns ekstrakcija

Citrusaugļu atkritumi, piemēram, peels un atlikums pēc sulas izspiešanas ir ideāli piemēroti pektīdu ultraskaņas ekstrakcijai.Pektīns ir dabisks komplekss polisaharīds (heteropolisaharīds), kas jo īpaši atrodams augļu sienās, jo īpaši citrusaugļos un ābolu izspaidī. Augsts pektīns saturs ir atrodams augļu peels gan ābolu un citrusaugļu. Ābolu izspaidu satur 10-15% pektīnu sausnā, bet citrusaugļu miza satur 20-30%. Pektīni ir bioloģiski savietojami, bioloģiski noārdāmi un atjaunojami, un tiem piemīt liela recēšana un sabiezējums, kas tos padara par augsti vērtīgu piedevu. Pectins plaši izmanto pārtikā, kosmētikā un farmaceitiskos produktos, kā reoloģijas modifikators, piemēram, emulgatoru, recinātāju, glazūru, stabilizatoru un biezinātāju.
Parasto pektīna ekstrakciju rūpnieciskiem lietojumiem veic, izmantojot skābju katalizē procesus (izmantojot nitrātu, sālsskābi vai sērskābes). Skābā katalizēta ekstrakcija ir visizplatītākais process rūpnieciskā pektīna ražošanā, jo citas ekstrakcijas metodes, piemēram, tieša vārīšanās (60 ° C-100 º C) līdz 24 stundām un zemam pH (1,0-3,0) ir lēnas un ar zemu produktivitāti un var izraisīt termisku degradāciju ekstrahēto šķiedru un pektīnu ražu dažreiz ierobežo procesa apstākļi. Tomēr skābes katalizē ieguve nāk ar saviem trūkumiem, pārāk: skarbu skābās apstrādes izraisa depolimerizācijas un deesterificēšanas pektīnu ķēdēm, kas ietekmē pektīnu kvalitāti negatīvi. Lielu daudzumu skābu notekūdeņu ražošanai nepieciešama pēcapstrāde un dārga otrreizējā pārstrāde, kas padara procesu par vides slogu.

Ultraskaņas pektīns ekstrakcija

UIP4000hdT (4kW) ultraskaņas procesors Pektīni ekstrakcijai industriālā inline procesā.Ultraskaņas ekstrakcija ir viegla, netermiska apstrāde, kas tiek piemērota kolektīvajiem ēdiena procesiem. Attiecībā uz no augļiem un dārzeņiem pektīnu ekstrahēšana, ultraskaņu ražo pektīns augstas kvalitātes. Ultrasonically ekstrahē Pektīni Excel ar to anhidrouronskābe, metoksi un kalcija pectate saturu, kā arī tās pakāpe esterifikācijas. Maigais ultraskaņas ekstrakcijas stāvoklis nepieļauj termiski jutīgu peknītu termisko noārdīšanos.
Pectin kvalitāte un tīrība var mainīties atkarībā no ananaluronskābes, esterifikācijas, pelnu satura ekstrahētā pektīna. Pektīns ar lielu molekulmasu un zemu pelnu (zem 10%) ar augstu anbezūdens anturonskābi (virs 65%) ir pazīstami kā labas kvalitātes pektīns. Tā kā ultraskaņas apstrādes intensitāti var ļoti precīzi kontrolēt, pektīna ekstrakta īpašības var ietekmēt, pielāgojot amplitūdu, ekstrakcijas temperatūru, spiedienu, aiztures laiku un šķīdinātāju.

UIP4000hdT plūsmas šūna inline ultraskaņu rūpnieciskā mērogā

Ultraskaņas caurplūdes reaktors

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.



Ieguvumi:

  • lielāka raža
  • labāka kvalitāte
  • bezslodzes
  • samazināts ekstrakcijas laiks
  • procesa intensifikācija
  • Retro-montāžas iespējas
  • Zaļa ekstrakcija
Ultraskaņas ekstrakciju var veikt, izmantojot dažādus Šķīdinātāji piemēram, ūdens, citronskābe, slāpekļskābes šķīdums (HNO3, pH 2,0) vai amonija oksalāta/skābenskābe, kas ļauj integrēt ultraskaņu esošās ekstrakcijas līnijās (retro-Fitting).

Ultraskaņas pektīns ekstrakti Excel by:

  • augsta recinātājiem
  • dispersiskums
  • pektīnu krāsa
  • augsts kalcija pectāts
  • mazāk degradācija
  • videi draudzīgs

Augļu atkritumi kā avots: Augstas veiktspējas ultraskaņa jau ir veiksmīgi piemērota, lai izolētu Pektīni no ābolu izspaidas, citrusaugļu peels (piemēram, apelsīnu, citronu, greipfrūtu), vīnogu izspaidas, Granātāboli, cukurbiešu mīkstums, pūķis augļu mizas, indiešu bumbieru cladodes, pasifloras augļi mizas un mango peels.

Augstas veiktspējas Ultrasonicators

Hielscher Ultrasonics ir jūsu partneris augu ekstrakcijas procesiem. Neatkarīgi no tā, vai vēlaties iegūt mazus daudzumus pētniecībai un analīzei, vai arī apstrādāt lielus apjomus komerciālai ražošanai, mums ir piemērots ultraskaņas nosūcējs. Mūsu Ultraskaņas lab procesori kā arī mūsu galda un industriālie ultraskaņas aparāti ir izturīgas, viegli lietojamas un veidotas 24 stundas diennaktī, darbojoties pilnas slodzes apstākļos. Plašs klāsts Piederumi piemēram, sonotrodes (ultraskaņas zondes / ragi) ar dažādiem izmēriem un formām, plūsmas šūnas un reaktori un pastiprinātāji ļauj optimāli iestatīt konkrētu ekstrakcijas procesu.
Visas digitālās ultraskaņas iekārtas ir aprīkotas ar krāsainu pieskārienu displeju, integrētu SD karti automātiskiem datu protocolling, un pārlūka tālvadības pults visaptverošai procesa uzraudzībai. Ar Hielscher izsmalcinātām ultraskaņas sistēmām, tiek veikta augsta procesa standartizācija un kvalitātes kontrole.
Sazinieties ar mums šodien, lai apspriestu savas ieguves procesa prasības! Mēs priecāsimies palīdzēt jums ar mūsu ilgtermiņa pieredzi botāniskajās ekstraktācijās!
Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu:

partijas apjoms Plūsmas ātrums Ieteicamie ierīces
10 līdz 2000mL 20 līdz 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 līdz 20L 0.2 līdz 4 l / min UIP2000hdT
10 līdz 100 l 2 līdz 10 l / min UIP4000
nav | 10 līdz 100 l / min UIP16000
nav | lielāks klasteris UIP16000

Sazinies ar mums! / Uzdot mums!

Lūgt vairāk informācijas

Lūdzu, izmantojiet zemāk esošo veidlapu, ja vēlaties pieprasīt papildu informāciju par ultraskaņas homogenizāciju. Mēs priecāsimies piedāvāt jums ultraskaņas sistēmu, kas atbilst jūsu prasībām.









Lūdzu, ņemiet vērā mūsu Privātuma politika.


Ultraskaņas Pectin ekstrakcijas izpētes rezultāti

Tomātu atkritumi: Lai izvairītos no ilga ekstrakcijas laika (12 – 24 h) refluxing procedūras laikā, tika izmantota ultrasonikācija, lai pastiprinātu ekstrakcijas procesu laika ziņā (15, 30, 45, 60 un 90 min). Atkarībā no ekstrakcijas laikiem iegūtā pektīnu raža, veicot pirmo ultraskaņas ekstrakcijas posmu, 60 ° c un 80 ° c temperatūrā ir 15,2 – 17,2% un 16,3 – 18,5%. kad tika pielietots otrs ultraskaņas ekstrakcijas solis, no tomātu atkritumiem iegūto knābja daudzumu paaugstināja līdz 34 – 36% atkarībā no temperatūras un laikiem). Protams, ultraskaņas ekstrakcija palielina tomātu šūnu sieniņu matrices pārrāvumu, kas noved pie labākas mijiedarbības starp šķīdinātāju un ekstrahēto materiālu.
Ultrasoniski iegūtos Pektīni var klasificēt kā augstu metoksipektīnu (HM-Pectin) ar strauju, uzstādītu recēšanas īpašību (DE > 70%) un esterifikācijas pakāpe 73.3 – 85.4%. n. kalcija pectāta saturu ultrasoniski ekstrahētā pektīnu mēra no 41,4% līdz 97,5% atkarībā no ekstrakcijas parametriem (temperatūra un laiks). Pie augstākas ultraskaņas ekstrakcijas temperatūras kalcija pectāta saturs ir augstāks (91 – 97%) un kā tāds ir nozīmīgs pektīnu recēšanas spējas parametrs salīdzinājumā ar parasto ekstrakciju.
Parastā šķīdinātāja ekstrakcija 24 stundas ilgā laikā dod līdzīgu pektīna ražu, salīdzinot ar 15 min ultraskaņas ekstrakcijas apstrādi. Attiecībā uz iegūtajiem rezultātiem var secināt, ka ultraskaņas apstrāde ievērojami samazina ekstrakcijas laiku. NMR un FTIR spektroskopija apstiprina galvenokārt esterificēta pektīna pastāvēšanu visos izmeklētajos paraugos. [Grassino et al. 2016]

Pasifloras augļi mizas: Ekstrakcija, galakturīnskābe un Esterificēšanas pakāpe tika uzskatīta par ekstrakcijas efektivitātes rādītājiem. Vislielākais ieguvums no pektīna, ko iegūst ar ultraskaņu, izmantojot ekstrakciju, bija 12,67% (ekstrakcijas apstākļi 85 º C, 664 W/cm2, pH 2,0 un 10 min). Šiem pašiem nosacījumiem tika veikta tradicionālā apkures ekstrakcija, un rezultāts bija 7,95%. Šie rezultāti ir saskaņā ar citiem pētījumiem, kuros ir īss laiks, lai efektīvi ekstrahētu polisaharīdus, tostarp pektīnu, hemicelulozi un citus ūdenī šķīstošus polisaharīdus, kam palīdz ultraskaņa. Tika arī novērots, ka ieguves raža pieauga 1,6 reizes, kad ieguve palīdzēja ar ultraskaņu. Iegūtie rezultāti parādīja, ka ultraskaņa bija efektīva un laika taupīšanas tehnika, lai iegūtu pektīnu no pasifloras augļu mizas. [Freitas de Oliveira et al. 2016]

Indiešu bumbieru cladodes: No Opuntia Ficus indica (ofi) kladodijiem pēc gļotas noņemšanas mēģināja izmantot ultraskaņas palīdzību (AAE) ar reakcijas virsmas metodoloģiju. Procesa mainīgos optimizēja izovarianta centrālais saliktais dizains, lai uzlabotu pektīna ekstrakcijas ražu. Optimālais stāvoklis iegūts bija: ultraskaņas apstrādes laiks 70 min, temperatūra 70, pH 1,5 un ūdens materiāla attiecība 30 ml/g. Šis nosacījums tika apstiprināts, un eksperimentālās ekstrakcijas rezultāti bija 18,14% ± 1,41%, kas bija cieši saistīti ar paredzamo vērtību (19,06%). Tādējādi ultraskaņas ekstrakcija rada daudzsološu alternatīvu konvencionālajai ekstrakcijas procesam, pateicoties tā augstajai efektivitātei, kas tika sasniegta mazāk laika un zemākā temperatūrā. Pektīns, kas ekstrahēts ar ultraskaņas ekstrakciju no CFS kladodijiem (uaepc), ir ar zemu esterifikācijas pakāpi, augstu ururonskābes saturu, svarīgām funkcionālām īpašībām un labu anti-radikālu aktivitāti. Šie rezultāti ir par labu izmantošanu UAEPC kā potenciālo piedevu pārtikas rūpniecībā. [Bayar et al. 2017]

Vīnogu Pomace: Ar pētniecības papīra "ultraskaņas palīdzību ekstrahējot Pektīni no vīnogu izspaidas izmantojot citronskābi: reakcijas virsmas metodoloģija pieeja", ultraskaņas izmanto, lai iegūtu Pektīni no vīnogu izspaidas ar citronskābi kā ekstrakcijas aģents. Saskaņā ar reaģēšanas virsmas metodoloģiju augstākais pektīns (∼ 32,3%) var sasniegt, ja ultraskaņas ekstrakcijas procesu veic pie 75 º C 60 min, izmantojot citronskābes šķīdumu pH 2,0. Šiem pektiskiem polisaharīdiem, kas galvenokārt sastāv no galaktikas vienībām (∼ 97% no kopējiem cukuriem), ir 163.9 kDa vidējā Molekulmasa un Esterificēšanas (DE) pakāpe 55,2% apmērā.
Virsmas morfoloģija apstrādāt ultraskaņu vīnogu izspaidas liecina, ka ultraskaņu ir liela nozīme, sadalot augu audu un uzlabojot ekstrakcijas ražu. Raža, ko iegūst, pēc ultrasonām ekstrahējot Pektīni, izmantojot optimālus apstākļus (75 ° c, 60 min, pH 2,0), bija par 20% augstāka nekā iegūtā raža, kad ekstrahēšana veikta, piemērojot vienādus temperatūras, laika un pH nosacījumus, bet bez ultraskaņas Palīdzību. Bez tam, no ultraskaņas ekstrakcijas arī Pektīni uzrādīja augstāku vidējo molekulmasu. [Minjares-Fuentes et al. 2014]

Hielscher Ultrasonics palīdz jums no pirmā testa uz komercializāciju jūsu pieteikumu.

No priekšizpētes līdz procesa optimizācijai un rūpnieciskai uzstādīšanai – Hielscher Ultrasonics ir jūsu partneris veiksmīgam ultraskaņas procesam!

Literatūra / Literatūras saraksts



Fakti ir vērts zināt

Pektīnu

Pektīns ir dabīgi heteropolisaharīds, kas galvenokārt atrodams tādos augļos kā ābolu izspaidas un citrusaugļu augļi. Pectins, pazīstams arī kā Pektīni polisaharīdi, ir bagāti ar galaktikas skābi. Pecētisko grupu ietvaros ir noteikti vairāki dažādi polisaharīdi. Homogalakturonans ir α-(1 – 4) saistītas D-galaktiķskābes lineāras ķēdes. Aizvietotos galakturonānus raksturo ar saharīda zemādas atlieku (piemēram, D-xylose vai D-apiose, attiecīgajos gadījumos ar xylogalakturonan un apiogalacturonan) klātbūtni, kas rodas no D-galaktanonskābes atlieku mugurkaulu. Rhamnogalacturonan I Pektīni (RG-I) satur mugurkauls no atkārtotiem disaharīda: 4)-α-D-galaktīnskābe-(1,2)-α-L-rhamnose-(1. Daudzi ramnozi atlikumi ir sidechains dažādu neitrālu cukuru. Neitrāli cukuri galvenokārt D-galaktozes, L-arabinose un D-xylose. Neitrālā cukura veidi un proporcijas atšķiras ar pektīna izcelsmi.
Cits strukturāls pektīnu tips ir rhamnogalacturonan II (RG-II), kas ir sarežģīts, augsti sazarots polisaharīds un retāk atrodams dabā. Rhamnogalacturonan II mugurkauls sastāv tikai no D-galakturīnskābes vienībām. Izolētā pektīna molekulmasa parasti ir 60000 – 130000 g/mol, kas mainās atkarībā no izcelsmes un ekstrakcijas apstākļiem.
Pektīni ir svarīga piedeva ar kolektora lietojumiem pārtikā, farmācijā, kā arī citās nozarēs. Pektīni lietošana ir balstīta uz tā augsto spēju veidot gelu, klātesot CAno 2 līdz jonu vai šķīdinātāju zemā pH līmenī. Ir divu veidu Pektīni: zema metoksipektīns (LMP) un High-metoksipektīns (HMP). Abi pektīna veidi atšķiras pēc to Metilēšanas pakāpes (DM). Atkarība no metilathona pektīns var būt vai nu augsts metoksipektīns (DM>50) vai zemu metoksi pektīnu (DM<50). augstu metoksipektīnu raksturo tās spēja veidot želejas skābā vidē (pH 2.0-3.5) ar pieņēmumu, ka saharoze koncentrācijā vismaz 55 WT% vai augstāka. Zems metoksi pektīns var veidot želejas virs lielāka pH diapazona (2,0 – 6,0), klātesot divvalento jonu, piemēram, kalciju.
Attiecībā uz augstas metoksipektīna gelāciju, pektīna molekulu savstarpēja sasaiste notiek sakarā ar ūdeņraža saitēm un hidrofobijas mijiedarbību starp molekulām. Ar zemu metoksipektīnu gelāciju iegūst no jonu saiknes caur kalcija tiltiem starp divām karboksila grupām, kas pieder divām dažādām ķēdēm tuvu viena otrai.
Tādi faktori kā pH līmenis, citu šķīdinātāju klātbūtne, molekulārais lielums, metoksilācijas pakāpe, sānu ķēžu skaits un novietojums, kā arī lādiņu blīvums uz molekulas ietekmē pektīna gelācijas īpašības. Attiecībā uz šķīdību atšķiras divu veidu Pektīni. Ir ūdenī šķīstošs vai bezmaksas pektīns un ūdenī nešķīstošs pektīns. Pektīna ūdens šķīdība ir saistīta ar tā polimerizācijas pakāpi un metoksigrupu daudzumu un stāvokli. Kopumā pektīna šķīdība ūdenī palielinās līdz ar molekulmasas samazināšanos un esterificētas karboksila grupu palielināšanās. Tomēr, pH, temperatūra, un veids, izšķīdušās vielas klāt ietekme šķīdību, too.
Kvalitāti, ja komerciāli lietoto pektīnu parasti nosaka pēc tā disperģējamības, nevis pēc tās absolūtās šķīdības. Ja ūdenim pievieno sausu pektīnu, ir zināms, ka tas veido tā saukto “Zivju acis”. Šīs zivis-acis ir pikas veidojas sakarā ar strauju mitrināšanu pulvera. “Fish-eye” pikas ir sauss, un-samitrināts pektīns kodols, kas ir pārklāts ar ļoti hidratēts ārējā slāņa mitru pulveri. Šādas pikas ir grūti slapjš pareizi un tie izkliedējas tikai ļoti lēns.

Pectins lietošana

Pārtikas rūpniecībā, pektīns tiek pievienots marmelādēm, augļu pastas, ievārījumi, želejas, dzērieni, mērces, saldēti pārtikas produkti, konditorejas izstrādājumi un maizes izstrādājumi. Pectin lieto konditorejas izstrādājumos, lai iegūtu labu želejas struktūru, tīru kodumu un piešķirtu labu aromātu. Pektīns tiek izmantots arī, lai stabilizētu skābu proteīnu dzērienus, piemēram, dzeramo jogurtu, lai uzlabotu tekstūru, nagu sajūtu un celulozes stabilitāti sulu balstītus dzērienus un kā tauku aizstājēju cep precēm. Par kaloriju samazināta/mazkaloriju, Pektīni pievieno kā tauku un/vai cukura nomaiņu.
Farmācijas rūpniecībā, tas tiek izmantots, lai samazinātu holesterīna līmeni asinīs un kuņģa-zarnu trakta traucējumi.
Pārējie pektīna rūpnieciskie pielietojumi ietver tās pielietojumu ēdamajās filmās, kā emulsijas stabilizators ūdens/eļļas emulsijām, kā reoloģiju modifikators un plastifikatoru, kā lieluma aģents papīra un tekstilmateriālu uc

Pektīna avoti

Kaut pektīnu var atrast šūnu sienās lielākā daļa augu, ābolu izspaidas un apelsīnu mizas ir divi galvenie avoti komerciāli ražotas Pektīni, jo to Pektīni ir liela kvalitāte. Citi avoti bieži rāda sliktu recinātājiem uzvedību. Augļiem, turklāt ābolu un citrusaugļu, persiki, aprikozes, bumbieri, gvajaves, cidonija, plūmes un ērkšķogas ir pazīstama ar savu augsto daudzumu pektīnu. Starp dārzeņiem, tomātiem, burkāniem un kartupeļiem ir pazīstama ar savu augsto pektīnu saturu.

Tomātu

Miljoniem tonnu tomātu (Lycopersicon esculentum Mill.) katru gadu tiek apstrādāti, lai ražotu tādus produktus kā tomātu sula, pastas, biezenis, kečup, mērce un Salsa, kas izraisa lielu daudzumu atkritumu. Tomātu atkritumus, kas iegūti pēc presēšanas tomātu sastāv no 33% sēklu, 27% ādas un 40% celulozes, bet žāvēti tomātu izspaidu satur 44% sēklas un 56% celulozes un ādas. Tomātu atkritumi ir lielisks avots, lai ražotu Pektīni.