Tecnología ultrasonido Hielscher

Deacetilación ultrasónica quitina quitosano

Chitosan ar biopolímero derivado ar quitina mi pe̲ts'i xingu aplicaciones jar farmacia, nts'i, agricultura ne industria. Deacetilación ultrasónica quitina quitosano intensifica significativamente ar nt'ot'e – Di lugar ma 'nar proceso nt'ot'e xi hño ne ya rápido ko 'nar mar hñets'i rendimiento quitosano hño mäs xi ngu.

Producción Chitosan Ultrasónico

Ar quitosano ar obtiene ir nge ar N — deacetilación ar ar quitina. Ja ar deacetilación convencional, ar quitina bí empapa ja ya disolventes alcalinos ar acuosos (normalmente ar 40 da 50% (p/p) NaOH). Proceso remojo requiere altas temperaturas 100 120oC ar na lento, mente da rendimiento quitosano obtenido ya bi thogi ar remojo xí hñets'i'i. Ár nt'ot'e ultrasonidos mextha nts'edi intensifica significativamente proceso deacetilación jar quitina ne resulta ja 'nar mar hñets'i rendimiento quitosano hñets'i'i be̲xu molecular ja 'nar nt'ot'e rápido jar mpat'i mäs xí hñets'i'i. Ar deacetilación ultrasónica xta komongu ar nt'uni 'nar quitosano hño mäs xi ngu nä'ä bí gi japu̲'be̲fi komongu ingrediente alimentario ne farmacéutico, komongu fertilizante ne muchas ma 'ra ya aplicaciones industriales.
Ar nt'ot'e ultrasónico xta komongu ar nt'uni 'nar 'mui excepcional acetilación (xta) ar quitina da reduce ár 'mui quitina acetilación xta — 90 ma chitosan ko xta — 10.
Xingu nsadi nthoni confirman ar eficacia ar deacetilación quitina ultrasónica da quitosano. (2008) bí dini ke ar sonicación mejora drásticamente ar conversión ar quitina ja ar quitosano. Ar nt'ot'e ultrasónico ar quitina ku̲hu̲ ko ahorros ya pa significativos ga reduciendo ar pa proceso requerido 12 — 24 ora ma 'ra ya tx'u̲tho ya ora. 'Nehe, bí requiere menos disolvente pa da tsoni 'nar conversión nxo̲ge, nä'ä reduce ar impacto ambiental ar ga pe̲ts'i da desechar ne da hñäki ya ar disolvente gastado wa hi'nä reaccionado, es decir, NaOH concentrado.

Deacetilación ultrasónica quitina quitosano

Ar deacetilación ar quitina ar quitosano xí promovida ir nge ar sonicación

Ultrasonicador mextha nt'ot'e UIP4000hdT pa aplicaciones industriales

UIP4000hdT – Ko ultrasónico nts'edi 4 kW

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Ndui 'be̲fi jar nt'ot'e ultrasónico ya quitosano

Ultrasonidos mextha nts'edi ne xí hñets'i'i frecuencia (20 — 26 kHz) crea cavitación acústica líquidos ne ar lodos. Ultrasonido mextha nts'edi promueve ar conversión quitina ma quitosano medida da disolvente (nt'udi, NaOH) bí fragmenta ne penetra ya partículas sólidas quitina, ampliando nja'bu̲ ar superficie ne mejorando ar transferencia masa entre ár fase ar sólida ne ar fase líquida. 'Nehe, ya altas ndu cizallamiento ar cavitación ultrasónica crean radicales libres da aumentan ar reactividad ar reactivo (es decir, NaOH) Nxoge ar hidrólisis. Técnica procesamiento hingi térmico, komongu ar sonicación evita ar degradación térmica da produce quitosano mextha ar hño. Ya tiempos ar procesamiento ultrasónicos mahyoni pa da extraer ar quitina ya crustáceos, nja'bu̲ komongu ar rendimiento quitina (ne ir 'mefa ar quitosano) ar dätä pureza jar comparación ko ya nkohi procesamiento hneise̲. Pa ar producción ya quitina ne ya quitosano, ya ultrasonidos pe̲ts'i nja'bu̲ ár hne ar reducir ar costo producción, disminuir ar pa procesamiento, hegi nuna ar Hmunts'i 'nar mäs xi hño control ar proceso ar producción ne ar reducir ar impacto ambiental ya residuos ar proceso.

Ventajas ar producción Chitosan ultrasónico

  • Dätä rendimiento Quitosano
  • Ar hño mäs xi ngu
  • Ar pa reducido
  • Tsoxpa ar proceso mäs xí hñets'i'i
  • Dätä dätä nt'ot'e
  • Hei & operación segura
  • respetuoso ar nt'uni mbo jar ximha̲i

Decetilación Chitin Ultrasónico ma Chitosan – Nthuts'i nkohi

1) hoki ar quitina:
Utilizando cáscaras cangrejo ngu ya he̲'mi 'rini, ya cáscaras cangrejo tsa Thuki ma ts'o̲e ko ar ngäts'i ar da hñäki ya 'na orgánico soluble ne ya impurezas adheridos, da 'ñent'i ar ha̲i ne ar proteína. 'Me̲fa, ar he̲'mi ar cáscara da secar ar completamente (nt'udi, da ar 60oC Nxoge 24 h ja 'nar horno). Ya cáscaras secas ar muelen (ya ejemplo, utilizando 'nar ju̲ni martillo), bí desproteinan ja 'nar nt'uni alcalino (nt'udi, NaOH ja 'nar conc. ar 0,125 da 5,0 M) ne desmineralizan jar ácido (nt'udi, ácido clorhídrico diluido).
2) Deacetilación ultrasónica
Pa ejecutar 'nar reacción típica ar deacetilación ultrasónica, partículas beta-quitina (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), ar suspensión bí transfiere ja 'nar Baso ar vidrio doble ora Jot'i ne ar emite ne ar sonica ir nge 'nar Hielscher UP400St homogeneizador ultrasónico. Nuya ya parámetros (cf. Fiamingo et jar el. 2016) bí mantienen constantes jar ar da t'ot'e 'nar reacción deacetilación quitina ultrasónica: (i) sonda ultrasónica (sonotrodo Hielscher S24d22D, diámetro mañä 22 mm); (ii) modo ar pulso sonicación (IP da 0,5 ya 'na̲te ya mfe̲ts'i); (iii) intensidad ar superficie ar ultrasónica
(I 52,6 W cm— 2(), (iv) mpat'i reacción (60oC ma 1oC), (v) pa reacción (50 min), dá handi) nthe be̲xu yá volumen ar beta-quitina 40% (p/p) hidróxido sódico acuoso (BCHt yá NaOH ya 1 yá 10 gL)— 1); (vii) volumen ar suspensión beta — chitin (50 ml).
Ar ndui reacción procede Nxoge 50 ya t'olo ora jár agitación magnética nzäm'bu̲ ne gem'bu̲ bí k'ats'i ma ya enfriamiento rápido ar suspensión da 0oC. 'Mefa da añade ácido clorhídrico diluido pa alcanzar pH ar 8,5 ne ar muestra cHs1 aísla ya filtración, ar lava ampliamente ko ar dehe desionizada ne seca jar nkohi ambientales. Nu'bu̲ ar xkagentho deacetilación ultrasónica ar repite komongu 'nar segundo bi ja ma CHs1, produce CHs muestra2.

Deacetilación ultrasónica ar chición ar quitosano

Escaneando imágenes microscopía electrónica (SEM) jar 'nar aumento 100o a) gladius, b) ya gladius tratado ko ar ultrasonido, c) — chitin, d) nkohi ko ultrasonido jar quitina ne e) chitosan (fuente: Preto et jar el. 2017)

Fiamingo et jar el. bí dini da deacetilación ultrasónica beta-quitina produce eficientemente chitosan mar hñets'i be̲xu molecular ko 'nar hñets'i'i 'mui acetilación nixi njapu'befi ya aditivos nixi atmósfera inerte nixi largos tiempos reacción. Pesar ja da reacción deacetilación ultrasónica ar lleva da t'ot'e xi hño ja ya nkohi mäs leves – Es decir, baja mpat'i reacción jar comparación ko 'nar dätä xe̲ni ya deacetilaciones termoquímicas. Deacetilación ultrasónica beta-quitina permite ar nt'ot'e quitosano deacetilado ar azar da posee ar 'mui variable acetilación (4% — xta — 37%), ya be̲xu molecular ar promedio hñets'i peso (900,000 g mol— 1 MW 1.200.000 g mol— 1 ) ne 'nar xí hñets'i'i dispersión (1, 3oc 1,4) ir nge ya nt'ot'e hñu reacciones consecutivas (50 min yá bi thogi) jar 60oC.

Hielscher Ultrasonidos fabrica ultrasonicadores mar hñets'i rendimiento pa aplicaciones sonoquímicas.

Procesadores ultrasónicos ar mextha nts'edi ndezu̲ ar laboratorio asta ar escala piloto ne industrial.

Sistemas ultrasónicos mar hñets'i rendimiento pa ar producción Quitosano

UIP4000hdT — 4 kilovatios potente ko ya ultrasónico pa ar extracción ne ar malaxxación asete oliva virgen extraAr fragmentación ar quitina ne ar decetilación ar quitina ar quitosano requiere equipos ultrasónicos potentes ne fiables tsa da ofrecer altas amplitudes, ofrezca neficiencia precisa dige ya parámetros ar proceso ne ar tsa da operar 24 yá 7 jár carga pesada ne jar entornos exigentes. Gama productos Hielscher Ultrasonics bí cubre gí ne yá requisitos proceso. Ya ultrasonicadores Hielscher ya sistemas mar hñets'i rendimiento ne xi equipar ar ko accesorios komongu ar sonotrodos, boosters, reactores wa células flujo da satisfacer yá ndu proceso 'nar bí óptima.
Ko ar pantalla 'bede ya njät'i, ar opción ar sonicación preestablecida ar ejecuta, ar grabación automática datos 'na jar tarheta SD 'mui, ar control remoto jar navegador ne xingu mäs características, control proceso mäs ne facilidad njapu'befi gi 'bu̲hu̲ garantizados. Junto con ar robustez ne ar mfeni carga pesada, ya sistemas ultrasónicos Hielscher ya ár fani 'be̲fi confiable ja ar producción.
Ar fragmentación ne ar deacetilación ar quitina requiere 'nar potente ultrasonido da uni ar conversión dirigida ne 'nar producto chitosan final mextha ar hño. Ho̲ntho nu'u̲ pa ar fragmentación ya escamas quitina, altas ya amplitudes ne ya presiones elevadas ya cruciales. Hielscher Ultrasonidos’ ya procesadores ultrasónicos industriales ofrecen hingi hembi da ya amplitudes xi altas. Amplitudes ga 200 m ar xi ejecutar ñäñho jar funcionamiento 24 yá 7. Pa amplitudes aún mi mäs altas, gi 'bu̲hu̲ da 'mui sonotrodos ultrasónicos personalizados. Ar mfeni nts'edi ya sistemas ultrasónicos Hielscher permite 'nar deacetilación nt'ot'e xi hño ne ngut'a jar 'nar proceso pädi xi hño ne ya hei ar zu̲di.

Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximado HMUNTS'UJE ultrasonicators:

Volumen lote Tasa flujo Dispositivos recomendados
1 jar 500mL 10 200 mL yá min UP100H
10 da 2000mL 20 400 mL yá min. UP200Ht, UP400St
0.1 da 20L 0.2 4 L yá min UIP2000hdT
10 da 100L 2 10 L yá min UIP4000hdT
n.a. 10 100 L yá min UIP16000
n.a. mäs dätä Cluster ar UIP16000

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Ot'a yá referencias

  • Butnaru E., Stoleru E., Brebu M.A., Darie — Nita R.N., Bargan A., Vasile c.ndunthe (2019): Películas Bionanocompuestas nthe jar Chitosan preparadas ir nge ar Técnica Emulsión pa ar Preservación ar nts'i. Materiales 2019, 12 (3), 373.
  • Fiamingo A., ar Moura Delezuk J.A., Trombotto St. David L., Campana — Filho S.P. (2016): Chitosan hñets'i peso molecular ampliamente deacetilado a partir de deacetilación asistida ya ultrasonido varios pasos beta-quitina. Ultrasonidos Sonochemistry 32, 2016. 79 — 85.
  • Kjartansson, G., Wu, T., Zivanovic, S., Weiss, J. (2008): Conversión sonoquímicamente asistida ar Chitin ma Chitosan, 'ret'a ya Investigadores ja ya ar mfeni Nacional nthoni ar USDA, ár 'ra'yo Orleans, ar, 28 ar Hunyo.
  • Kjartansson, G., Kristbergsson, ë. Zivanovic, S., Weiss, J. (2008): Influencia ar ar mpat'i Nxoge ar deacetilación ar quitina ar quitosano ultrasonido mextha intensidad komongu ar pretratamiento, ar 'ret'a 'befi ja ar Instituto ar Tecnólogos ar nts'i, ya 'ra'yo Orleans, DÁ, 30 ar Hunyo, 95 — 18.
  • Kjartansson, G., Kristbergsson, ë., Zivanovic, S., Weiss, J. (2008): Influencia ar ultrasonido mextha intensidad pa acelerar ar conversión ar quitina ma chitosan, 'ret'a Hmunts'i ar jeya Instituto Tecnólogos nts'i, ár 'ra'yo Orleans, ar, 30 ar Hunyo, 95 — 17.
  • Preto M.F., Campana — Filho S.P., Fiamingo A., Cosentino I.C., Tessari — Zampieri M.C., Abessa D.M.S., Romero A.F., Bordon I.C. (2017): Gladius ne yá derivados komongu biosorbentes potenciales pa petróleo ar diesel xí nzi. Nthoni Ciencias Ambientales ne Contaminación (2017) 24:22932 — 22939.
  • Wijesena R.N., Tissera N., Kannangara Y.Y., Lin ne., Amaratunga G.A.J., ar Silva K.M.N. (2015): 'Nar nt'ot'e da mfädi ya nanopartículas ne ya nanofibras quitosano. Polímeros carbohidratos 117, 2015. 731 — 738.
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  • Yadav M.; Goswami hne.; Paritosh ë.; Kumar M.; Pareek N.; Vivekanand V. (2019): Residuos mariscos: 'nar fuente pa jar nt'ot'e materiales ar quitina yá chitosancomercializato comercializables. Biorecursos ne Bioprocesamiento 6 yá 8, 2019.


Hechos Bale ar penä ga pädi

Tema funciona ar desactilación chitin ultrasónico 'be̲fi?

Nu'bu̲ ultrasonido alta ir nge ne xí hñets'i'i frecuencia (nt'udi, 20 — 26 kHz) bí acopla ja 'nar líquido wa lodo, ar aplican ciclos alternos mextha presión yá xí hñets'i'i presión ja ar líquido creando compresión ne ar rarefacción. Nxoge nuya ciclos alternos mextha presión yá baja ya presión, bí generan t'olo burbujas ar vacío, da crecen a lo largo de varios ciclos presión. Jar punto, nu'bu̲ ya burbujas ar vacío hingi ar xi absorber mäs energía, ar derrumban violentamente. Nxoge xí implosión burbujas, localmente da producen ya nkohi xi hmä: altas temperaturas asta 5000 ë, presiones asta 2000atm, altas tasas calefacción yá refrigeración ne diferenciales presión. Dado da dinámica colapso ar burbuja ar mäs ngut'a da ar masa ne ar transferencia pa, ar energía ar cavidad bí derrumba ar limita ja 'nar xe̲ni na t'olo, 'nehe llamada "punto mpa". Ar implosión ar burbuja cavitación 'nehe resulta jar microturbulencias, chorros líquidos asta 280 m yá s ya velocidad ne ya ndu nzafi cizallamiento da t'ot'e 'na. Nuna ar fenómeno ar pädi komongu cavitación ultrasónica wa ya acústica.
Ya gotas ne ya partículas líquido sonicado ya obstaculizadas ya esas nsani cavitacionales ne nu'bu̲ ya partículas aceleradas chocan entre hä, bí destrozan ya colisión ja ya partículas. Ar cavitación ar acústica ar ndui 'be̲fi ar fresado ultrasónico, dispersión, emulsión ne sonoquímica.
Pa ar deacetilación ar quitina, ar ultrasonido mextha intensidad aumenta jar superficie activando jar superficie ne promoviendo ar transferencia masa ja ya partículas ne ya reactivos.

Quitosano

Ar quitosano ge 'nar polímero ar carbohidratos modificado, catiónico ne hi'nä tóxico ko 'nar estructura química compleja formada ya unidades glucosamina komongu componente principal (hontho 80%) ne unidades glucosamina N-acetil ()<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.

Producción Quitosano

Ar quitosano ar produce ja 'nar proceso yoho ya pasos. Ja ar ndu̲i bi thogi, ar materia prima, komongu ya conchas crustáceos (es decir, camarones, cangrejo, langosta), bí desproteiniza, desmineraliza ne purifica pa da quitina. Ja ar segundo bi thogi, ar quitina bí mä ko 'nar base xí nze̲di (nt'udi, NaOH) pa da hñäki ya cadenas laterales ar acetil jar 'mui da quitosano. Proceso producción convencional ar quitosano xí conocido ir nge to na lento ne costoso.

Quitina

Chitin c8.H13Acerca ar5N)n ge 'nar polímero cadena recta ar — 1, 4 — N — acetilglucosamina ne clasifica jar quimitina ya s.a, ne ar quimilina. Ar da derivado ar ar glucosa, ar quitina ge 'nar componente principal yá exoesqueletos ya artrópodos, komongu ya crustáceos ne ya insectos, ya rádulas ya moluscos, picos ya cefalópodos ne ya escamas ya peces ne ya lissamphibios ne 'nehe ar xi tingigi mbo ja ya paredes celulares ya hongos. Ar estructura ar quitina ar comparable 'na jar celulosa, formando nanofibrillas cristalinas wa ya bigotes. Ar celulosa ge ar polisacárido xí abundante jar ximha̲i, seguido ar quitina komongu segundo polisacárido mäs abundante.

Glucosamina

Glucosamina c6H13Hi'nä5) ge 'nar t'axu̲t'afi amino ne 'nar precursor mahyoni jar síntesis bioquímica proteínas ne lípidos glucosilados. Ar glucosamina ar naturalmente 'nar compuesto abundante, ngetho ge 'nar xe̲ni ar estructura ga̲ yoho polisacáridos, quitosano ne quitina, nä'ä bi pa̲ti ja ar glucosamina jar 'na ya monosacáridos mäs abundantes. Ar dätä xe̲ni ar glucosamina disponible comercialmente ar producida ya hidrólisis exoesqueletos crustáceos, es decir, cáscaras ya cangrejo ne ya langosta.
Glucosamina ar gi japu̲'be̲fi principalmente komongu suplemento dietético ho bí gi japu̲'be̲fi ya formas sulfato ar glucosamina, clorhidrato glucosamina wa N-acetil jar glucosamina. Suplementos sulfato glucosamina da administran ya vía oral pa japi 'nar 'mui nthe dolorosa causada ir nge ar inflamación, ar descomposición ne ar pérdida eventual cartílago (osteoartritis).