Produção de diacilglicerol por via ultra-sónica e enzimática

Os óleos ricos em diacilglicerol (DAG) têm demonstrado um elevado valor nutricional, uma vez que são digeridos e metabolizados de uma forma que reduz significativamente o peso corporal. O diacilglicerol pode ser produzido pela hidrólise do óleo de palma utilizando uma lipase comercial como catalisador sob ultra-sons. Pela hidrólise ultra-sónica-enzimática, os DAGs podem ser produzidos em grandes volumes a custos de processamento muito baixos.

Por uma hidrólise bio-catalisada ultrassonicamente assistida, os óleos vegetais padrão podem ser transformados em óleos comestíveis ricos em DAG com um alto valor nutricional. A hidrólise ultra-sónica-enzimática proporciona um bom rendimento de um óleo rico em diacilglicerol em tempos de reação mais curtos e em condições suaves.

As vantagens da hidrólise por ultra-sons:

• emulsificação fina
• Aumento da transferência de massa
• Condições ligeiras
• tempo de processamento curto
• temperatura controlada
• produção em linha

Investigação & Resultados da síntese ultra-sónica de diacilgliceróis

Awadallak et al. (2013) investigaram a hidrólise ultrassonicamente assistida de óleo de palma usando Lipozyme RM IM como biocatalisador. Na reação de duas etapas, o ultrassom é usado para promover a emulsificação de óleo e água. Na segunda etapa, as enzimas são adicionadas para a conversão catalítica.
Instalação ultra-sónica tal como utilizada na investigação de Awadallak: Sonicator UP200St com célula de fluxo de vidro (ver figura à esquerda).
O grupo de investigação descobriu que o seguinte processo em duas etapas produz os melhores resultados: a sonda de ultra-sons foi inserida a uma profundidade de cerca de 10 mm no sistema água/óleo, a potência foi ajustada para 80 W e ligada durante 3 minutos para emulsionar o sistema antes de ser removida e, em seguida, a enzima (1,36 wt.% de água + massa de óleo) foi adicionada enquanto a solução era misturada por agitação magnética (300 rpm).
O tratamento por ultra-sons foi efectuado utilizando o potente sonicador ultrassónico tipo sonda UP200St de 200 watts da Hielscher.

Assim, a biocatálise assistida por ultra-sons produziu óleo DAG com 34,17% em peso após 12h de tempo de reação. O passo de sonicação em si foi muito curto com uma duração de apenas 1,2 min.
Uma vez que a sonicação é aplicada como primeiro passo para obter uma emulsão ultra-sónica de tamanho fino, este processo em duas etapas tem vantagens para a produção em grande escala: Os seus custos de energia são muito baixos e o seu curto tempo de emulsificação permite a utilização de equipamento ultrassónico contínuo reduzido para alimentar grandes reactores de hidrólise.

Equipamento de ultra-sons para pilotos & produção

Hielscher Ultrasonics é o seu parceiro experiente de longa data para processos ultra-sônicos, incluindo uma síntese eficiente de diacilglicerol. Fabricamos sistemas de ultra-sons potentes e fiáveis para qualquer volume. Como fornecedor para a indústria farmacêutica e alimentar, somos especializados na fabricação de equipamentos de ultrassom, bem como na consultoria para processos de ultrassom e sua implementação em fluxos de produção.
O quadro abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento dos nossos ultra-sons.

Cavitador ultrassónico multifásico Hielscher

A Hielscher desenvolveu o exclusivo inserto de célula de fluxo Cavitador multifásico MPC48. O inserto MPC48 (ver imagem à direita) está equipado com 48 cânulas finas, através das quais a segunda fase é injectada como um fluxo de líquido muito fino com um diâmetro de 0,3 mm a 1,2 mm (dependendo do tamanho da cânula). Uma vez que a segunda fase é injectada já com um tamanho muito fino diretamente na zona de cavitação ultra-sónica, é produzida uma micro ou nano-emulsão por sonicação. O inserto MPC48 foi concebido para reactores de células de fluxo Hielscher e pode ser utilizado para processamento em lote e contínuo.
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