Randamente mai mari pectina cu extracție cu ultrasunete

Extracția cu ultrasunete duce la randamente ridicate de pectine de calitate superioară. Folosind sonicare, pectinele valoroase pot fi produse eficient din deșeuri de fructe (de exemplu, subproduse rezultate din prelucrarea sucului) și din alte materii prime biologice. Extracția cu ultrasunete pectina excelează alte tehnici de extracție prin producerea de randamente mai mari, oferind o calitate superioară a pectinei, și o procedură de extracție rapidă.

Extracție intensificată a pectinei prin sonicare

Pectina este utilizat ca un gelifiere, emulsificare și agent de îngroșare în numeroase produse alimentare, precum și un ingredient în produsele cosmetice și farmaceutice. Extracția pectinei industriale convenționale se face prin extracția apei calde, unde materia primă, ar fi cojile de citrice, resturile de mere și alte deșeuri de fructe, este înmuiată în apă caldă la 60-100 °C la pH scăzut (aprox. pH 1,5 – 3,5) pentru o perioadă lungă de timp. Acest lucru transformă extracția convențională a apei calde într-un proces consumatoare de timp și energie, care adesea nu este chiar suficient de eficient pentru a elibera cantități mari de pectine disponibile în materia primă.
Pentru a depăși ineficiența metodei convenționale de producție, extracția cu ultrasunete se aplică ca o tehnică de intensificare a procesului care reduce timpul de extracție și maximizează randamentul pectinei în mod semnificativ în comparație cu extracția tradițională a apei calde.

Avantajul extracției cu ultrasunete pectina

Extracția cu ultrasunete se aplică în multe domenii de producție extract, de exemplu, extracte botanice și din plante pentru alimente, suplimente, produse farmaceutice, și cosmetice. Un exemplu foarte proeminent de extracție cu ultrasunete este extracția canabidiolului (CBD) și a altor compuși din planta de canabis.
Extracția cu ultrasunete este o tehnică de extracție non-termică, care previne astfel compușii bioactivi împotriva degradării termice. Toți parametrii de proces cu ultrasunete, ar fi amplitudinea, intensitatea, timpul, temperatura și presiunea, pot fi controlate exact. Acest lucru permite un proces precis și controlul calității și facilitează repetarea și reproducerea rezultatelor extracției obținute. Extract producătorii de ultrasunete valoare pentru repetabilitatea procesului de încredere, care ajută la standardizarea proceselor și a produselor.

Parametrii procesului pentru extracția cu ultrasunete pectina

  • Intensitatea sonicare
  • Temperatura
  • valoarea pH-ului
  • timp
  • Dimensiunea particulelor de materie primă
The ultrasonicator UIP4000hdT is a powerful extractor for industrial pectin production.

Extractorul cu ultrasunete UIP4000hdT este un extractor puternic de 4kW pentru producerea de pectină industrială.

Cerere de informatie





Determinarea parametrilor de proces relevanți permit optimizarea procesului de extracție cu ultrasunete la cea mai mare eficiență și calitate superioară a extractului.
De exemplu, dimensiunea particulelor de materie primă (de exemplu, coji de citrice) este un factor important: O dimensiune mai mică a particulelor înseamnă o suprafață mai mare pentru undele ultrasonice să acționeze. O dimensiune mică a particulelor duce astfel la randamente mai mari de pectină, un grad mai mic de metilare și un raport mai mare al regiunilor rhamnogalacturonan (RG).
Valoarea pH-ului solventului de extracție (adică apă + acid) este un alt parametru esențial. Atunci când pectina este extrasă în condiții acide, multe regiuni ramificate rhamnogalacturonan ale polimerului sunt descompuse, astfel încât în principal regiunile homogalacturonan (HG) "drepte" cu câteva molecule de zahăr neutru atașate pe sau în lanțul liniar principal rămân.
Extracția cu ultrasunete pectină reduce timpul de extracție și scade temperatura necesară a procesului, ceea ce reduce riscul de modificare nedorită a pectinei de către acizi. Acest lucru permite utilizarea acizilor în condiții limitate pentru a modifica pectinele exact în conformitate cu cerințele produsului.

Ce face extracția cu ultrasunete pectina atât de eficient?

Impactul extracției cu ultrasunete afectează direct umflarea, perforarea și ruperea pereților celulari. Transferul de masă indus cu ultrasunete provoacă hidratarea materialului pectinos în lamela de mijloc, ceea ce duce la ruperea țesuturilor vegetale. Cavitație cu ultrasunete și forțele de forfecare impact direct pereții celulelor și rupe-le deschise. Aceste mecanisme au ca rezultat rezultatele extrem de eficiente ale extracției cu ultrasunete.

Pectina extrasă cu ultrasunete (de asemenea, cavitația acustică asistată pectina extrasă, abbrev. ACAE) care a avut o greutate moleculară mai mică și gradul de metoxilare a fost mai bogată în regiunea rhamnogalacturonan-I (RG-I) cu lanțuri laterale lungi în comparație cu căldura convențională extrasă (CHE) pectina din analiza chimică și FT-IR. Consumul de energie pentru extracția pectinei ulgtrasonice a fost semnificativ mai mic decât metoda convențională de încălzire, ceea ce indică aplicarea sa promițătoare pentru scara de producție industrială.
(vezi Wang et al., 2017)
Wang și colegii săi (2017) susțin, de asemenea, că extracția asistată cu ultrasunete (EAU) s-a dovedit a fi un proces mai economic și ecologic, cu eficiență mai mare și costuri mai mici în comparație cu extracția convențională de încălzire (CHE).

funcționează extracția cu ultrasunete pectină?

Extracția cu ultrasunete se bazează pe efectele sonomechanicale ale ultrasunetelor de mare intensitate. Pentru a promova și intensifica extracția pectinei prin ultrasonicare, undele cu ultrasunete de mare putere sunt cuplate printr-o sondă cu ultrasunete (numită și corn cu ultrasunete sau sonotrode) în mediul lichid, adică dejecțiile lichide care constau în materia primă care conține pectină și solventul. Undele cu ultrasunete de călătorie prin lichid și de a crea alternativ de joasă presiune / cicluri de înaltă presiune. În timpul ciclurilor de joasă presiune, se creează bule de vid minute (așa-numitele bule de cavitație), care cresc pe parcursul mai multor cicluri de presiune. În timpul acestor cicluri de creștere a bulelor, gazele dizolvate din lichid intră în bula de vid, astfel încât bula de vid să se transforme în bule de gaz în creștere. La o anumită dimensiune, atunci când bulele nu pot absorbi mai multă energie, ele implodesc violent în timpul unui ciclu de înaltă presiune. Implozia bulelor se caracterizează prin forțe cavitaționale intense, inclusiv temperaturi și presiuni foarte ridicate care ajung până la 4000K și, respectiv, 1000atm; precum și diferențele corespunzătoare de temperatură ridicată și presiune. Aceste turbulențe generate cu ultrasunete și forțele de forfecare rupe celulele plantelor în sus și eliberarea pectinelor intracelulare în solventul pe bază de apă. Deoarece cavitația cu ultrasunete creează transfer de masă extrem de intens, sonicare rezultate în randamente excepțional de mari într-un timp de procesare foarte scurt.

Disruptoarele cu ultrasunete sunt utilizate pentru extracțiile din surse fito (de exemplu, plante, alge, ciuperci)

Extracție cu ultrasunete din celulele vegetale: secțiune transversală microscopică (TS) Arată mecanismul acțiunilor în timpul extracției cu ultrasunete din celule (mărire 2000x) [resursă: Vilkhu et al. 2011]

Despre Pectine

Pectina este un heteropolizaharid ramificat format din segmente galacturalan cu lanț lung și alte zaharuri neutre, ar fi rhamnose, arabinose, galactoză și xiloză. Pentru a fi mai specific, pectina este un bloc de co-polimer care cuprinde acid galacturonic 1,4-α-legate și 1,2-legate rhamnose cu ramuri laterale de β-D-galactoză, L-arabinose și alte unități de zahăr. Deoarece în pectină se găsesc mai multe moieties de zahăr și niveluri diferite de esterificare metil, pectina nu are o greutate moleculară definită ca alte polizaharide. Pectina, care este specificată pentru utilizarea în alimente, este definită ca un heteropolizaharid care conține cel puțin 65% unități de acid galacturonic. Prin aplicarea unor condiții specifice de extracție, pectinele pot fi modificate și funcționalizate cu succes pentru a îndeplini cerințele specifice. Producția de pectine funcționalizate și modificate prezintă interes pentru aplicații speciale, de exemplu pectină cu conținut scăzut de metoxilat (LMP) pentru produse farmaceutice.

The ultrasonicator UIP2000hdT is a 2kW extractor for industrial pectin production.

Extractor de lot cu ultrasunete UIP2000hdT cu corn de cascatrode

Cerere de informatie





Pectine extrase din deșeuri de fructe

Ultrasonic extraction is highly efficient to produce high-quality pectins from citrus waste.Deșeurile de fructe, ar fi cojile, reziduurile de pulpă de fructe (după presarea sucului de fructe) și alte subproduse din fructe sunt adesea surse bogate de pectină. În timp ce deșeurile de fructe sunt adesea utilizate ca hrană pentru animale, extracția pectinei este o utilizare mai valoroasă a deșeurilor de fructe.
Extracția cu ultrasunete pectină este deja efectuată cu succes cu coji de citrice (cum ar fi portocale, mandarine, grapefruit), coji de pepene galben, turte de mere, turte de sfeclă de zahăr, coji de mango, deșeuri de roșii, precum și jackfruit, fructul pasiunii, coji de smochine, printre altele.

Studii de caz de extracție cu ultrasunete pectina

Datorită dezavantajelor extracției convenționale pectină de căldură, cercetare și industrie au investigat deja alternative inovatoare, ar fi extracția cu ultrasunete. Astfel, sunt disponibile o multime de informatii despre parametrii procesului pentru diverse materii prime, precum si date de optimizare a procesului.

Extracția cu ultrasunete a pectinei din turte de mere

Dranca și Oroian (2019) au investigat procesul de extracție cu ultrasunete asistate de pectină din turte de mere aplicând diferite afecțiuni ultrasonice și folosind designul suprafeței de răspuns Box-Behnken. Ei au constatat că amplitudinea ultrasunetelor influențează puternic randamentul și gradul de esterificare a pectinei extrase, în timp ce pH-ul de extracție a avut un impact mare asupra tuturor celor trei răspunsuri, și anume randamentul, conținutul de GalA și gradul de esterificare. Condițiile optime de extracție au fost amplitudinea 100%, pH-ul de 1,8, raportul solid-lichid de 1:10 g/ml și sonicare de 30 min. În aceste condiții, producția de pectină a fost de 9,183% și a avut un conținut de 98,127 g/100 g de GalA și un grad de esterificare de 83,202%. Pentru a seta rezultatele pectinei extrase cu ultrasunete în relație cu pectina comercială, proba de pectină obținută prin extracție cu ultrasunete în condiții optime au fost comparate cu probe comerciale de citrice și pectină de mere prin FT-IR, DSC, analiza reologică și SEM. Primele două tehnici au evidențiat unele particularități ale probei de pectină extrasă prin extracție cu ultrasunete, ar fi gama de distribuție mai restrânsă a greutății moleculare, aranjamentul molecular ordonat și gradul ridicat de esterificare care a fost similar cu cel al pectinelor de mere disponibile în comerț. Analiza caracteristicilor morfologice ale probei obținute cu ultrasunete indică un model de determinare între distribuția dimensiunilor fragmentelor din această probă și conținutul său de GalA pe de o parte, și capacitatea de absorbție a apei pe de altă parte. Vâscozitatea soluției de pectină extrasă cu ultrasunete a fost mult mai mare decât cea a soluțiilor realizate folosind pectină comercială, care poate din cauza concentrației ridicate de acid galacturonic. Atunci când, de asemenea, având în vedere gradul ridicat de esterificare, acest lucru ar putea explica de ce vâscozitatea au fost mai mari pentru pectina extras cu ultrasunete. Cercetătorii concluzionează că puritatea, structura și comportamentul reologic al pectinei extrase prin extracție cu ultrasunete din turtele de mere Malus domestica "Fălticeni" indică aplicații promițătoare ale acestei fibre solubile. (cf. Dranca & Oroian 2019)

Metoda de extracție cu ultrasunete pectină excelează prin

  • randamente mai mari
  • procesare mai rapidă
  • condiții de prelucrare mai ușoare
  • Eficiență globală îmbunătățită
  • operație simplă și sigură
  • rapid RoI

Extractor cu ultrasunete de înaltă performanță pentru producția de pectină

Ultrasonic extractor UIP4000hdT with flow-through setup for pectin extractionExtracția cu ultrasunete este o tehnologie de prelucrare fiabilă, care facilitează și accelerează producția de pectine de înaltă calitate diferite materii prime, ar fi subprodusele și cojile de citrice, turte de mere și multe altele. Hielscher Ultrasonics portofoliu acoperă întreaga gamă de la ultrasonicators de laborator compact la sisteme industriale de extracție. Astfel, noi, cei de la Hielscher, vă putem oferi cel mai potrivit ultrasonicator pentru capacitatea de proces avută în vedere. Personalul nostru cu experiență de lungă durată vă va ajuta de la testele de fezabilitate și optimizarea proceselor până la instalarea sistemului cu ultrasunete la nivelul final de producție.
Mici picior-imprimare de extractoare noastre cu ultrasunete, precum și versatilitatea lor în opțiunile de instalare le face să se potrivească chiar și în mici-spațiu pectina facilități de prelucrare. Procesoare cu ultrasunete sunt instalate la nivel mondial în produsele alimentare, pharma și facilități de producție supliment nutritiv.

Hielscher Ultrasonics – Echipamente sofisticate de extracție

Hielscher Ultrasonics portofoliu de produse acoperă întreaga gamă de extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la scară mică la scară largă. Accesoriile suplimentare permit asamblarea ușoară a configurației dispozitivului cu ultrasunete cel mai potrivit pentru procesul de extracție a pectinei. Configurarea optimă cu ultrasunete depinde de capacitatea avută în vedere, volum, materie primă, proces lot sau inline și cronologie.

Lot și în linie

Hielscher ultrasonicators pot fi folosite pentru lot și continuu flux-prin prelucrare. Prelucrarea cu ultrasunete lot este ideal pentru testarea procesului, optimizarea și nivelul de producție de dimensiuni mici și medii. Pentru o producție de volume mari de pectină, prelucrarea în linie ar putea fi mai avantajoasă. Un proces continuu de amestecare în linie necesită o configurare sofisticată – constând într-o pompă, furtunuri sau conducte și rezervoare -, dar este foarte eficient, rapid și necesită semnificativ mai puțină muncă. Hielscher Ultrasonics are cel mai potrivit setup de extracție pentru volumul de extracție și obiectivele de proces.

Extractoare cu ultrasunete pentru fiecare capacitate de produs

UIP4000hdT flux de celule pentru sonicare inline pe scară industrialăHielscher Ultrasonics gama de produse acoperă întregul spectru de procesoare cu ultrasunete de la ultrasonicators de laborator compact peste bench-top și sisteme pilot la procesoare cu ultrasunete complet industriale, cu capacitatea de a procesa camioane pe oră. Gama completă de produse ne permite să vă oferim cel mai potrivit extractor cu ultrasunete pentru materia primă care conține pectină, capacitatea de proces și obiectivele de producție.
Sistemele cu ultrasunete benchtop sunt ideale pentru teste de fezabilitate și optimizarea procesului. Extinderea liniară pe baza parametrilor de proces stabiliți face foarte ușoară creșterea capacităților de prelucrare de la loturi mai mici la producția pe deplin comercială. Up-scalare se poate face fie prin instalarea unei unități mai puternice extractor cu ultrasunete sau clustering mai multe ultrasonicators în paralel. Cu UIP16000, Hielscher oferă cel mai puternic extractor cu ultrasunete din întreaga lume.

Amplitudini controlabile precise pentru rezultate optime

Toate ultrasonicators Hielscher sunt exact controlabile și, prin urmare, cai de lucru de încredere în producție. Amplitudinea este unul dintre parametrii cruciali ai procesului care influențează eficiența și eficacitatea extracției cu ultrasunete a pectinei din fructe și deșeuri biologice.
Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Toate Hielscher Ultrasonics’ procesoarele permit setarea precisă a amplitudinii. Sonotrodes și coarne de rapel sunt accesorii care permit modificarea amplitudinii într-o gamă și mai largă. Hielscher de procesoare industriale cu ultrasunete poate oferi amplitudini foarte mari și să livreze intensitatea cu ultrasunete necesară pentru aplicații solicitante. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor de rulat continuu în funcționare 24/7.
Setările precise de amplitudine și monitorizarea permanentă a parametrilor procesului cu ultrasunete prin intermediul software-ului inteligent vă oferă posibilitatea de a trata materia primă cu cele mai eficiente condiții cu ultrasunete. Sonicare optimă pentru cele mai bune rezultate de extracție!
Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 la sarcini grele și în medii solicitante. Acest lucru face hielscher cu ultrasunete echipamente un instrument de lucru de încredere, care îndeplinește cerințele dumneavoastră de extracție.

Testare ușoară, fără riscuri

Procesele cu ultrasunete pot fi complet liniare scalate. Acest lucru înseamnă că fiecare rezultat pe care le-ați realizat folosind un laborator sau banc-top ultrasonicator, poate fi scalate la exact aceeași ieșire folosind exact aceiași parametri de proces. Acest lucru face ultrasonication ideal pentru testarea de fezabilitate fără risc, optimizarea procesului și punerea în aplicare ulterioară în producția comercială. Contactați-ne pentru a afla sonicare poate crește producția de extract de pectină.

Cea mai înaltă calitate – Proiectat și fabricat în Germania

Ca o afacere de familie și administrată de o familie, Hielscher prioritizează cele mai înalte standarde de calitate pentru procesoarele sale cu ultrasunete. Toate ultrasonicators sunt proiectate, fabricate și testate temeinic în sediul nostru din Teltow lângă Berlin, Germania. Robustețea și fiabilitatea echipamentului cu ultrasunete Hielscher face un cal de lucru în producția dumneavoastră. Funcționarea 24/7 la sarcină maximă și în medii solicitante este o caracteristică naturală a mixerelor de înaltă performanță hielscher.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

volum lot Debit Aparate recomandate
1 la 500mL 10 până la 200 ml / min UP100H
0.1 la 20L 0.2 4L / min UIP2000hdT
10 100L 2 până la 10L / min UIP4000hdT
N / A. 10 la 100L / min UIP16000
N / A. mai mare grup de UIP16000

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Vă rugăm să folosiți formularul de mai jos pentru a solicita informații suplimentare despre procesoare cu ultrasunete, aplicații și preț. Vom fi bucuroși să discutăm procesul cu tine și să vă oferim un sistem cu ultrasunete care îndeplinește cerințele dumneavoastră!









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru amestecarea aplicațiilor, dispersie, emulsificare și extracție pe scară de laborator, pilot și industrial.

Literatură / Referințe