Ультразвуковая Добыча и сохранение

Ультразвуковая экстракция и консервация использует использование силового ультразвука для распада клеточных структур (лизис). Разрушение клеток ультразвуком приводит к высокоэффективной экстракции внутриклеточных соединений, а также к микробной инактивации. Благодаря многочисленным преимуществам, ультразвук широко используется для экстракции и консервации в пищевой промышленности. Узнайте больше о преимуществах ультразвуковой экстракции и обработки пищевых продуктов!

Силовой ультразвук для экстракции и консервирования пищевых продуктов и растительных веществ

Ультразвуковая экстракция: Ультразвуковая экстракция — это процесс, в котором используются высокочастотные звуковые волны для извлечения соединений из различных материалов, таких как растения, фрукты и овощи. Процесс включает использование ультразвуковых волн для создания пузырьков высокого давления в жидком или полутвердом материале, которые быстро разрушаются, генерируя интенсивное тепло и давление, которые разрушают клеточные стенки материала и высвобождают желаемые соединения.

Принцип работы ультразвуковой экстракции и консервации

Основной принцип ультразвуковой экстракции основан на явлении, известном как акустическая кавитация. Когда жидкость подвергается воздействию ультразвуковых волн высокой интенсивности и низкой частоты (около 20 кГц), она генерирует волны давления, которые создают крошечные вакуумные пузырьки в жидкости. Эти пузырьки увеличиваются в размерах по мере увеличения интенсивности ультразвука, и когда они достигают определенного размера, они внезапно и сильно разрушаются, генерируя ударную волну и высвобождая энергию в виде тепла и давления.
Этот процесс вызывает механическое разрушение клеточных стенок, высвобождая нужные соединения из материала в жидкий растворитель. Высвобожденные соединения затем могут быть отделены от растворителя с использованием стандартных методов разделения, таких как фильтрация или центрифугирование.

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Ультразвуковая дозированная экстракция алкалоидов из растительного сырья с помощью ультразвукового зонда UP400St.

ультразвуковой ореол UP400St для эффективной нетермической экстракции растительного сырья.

Ультразвуковая консервация: Ультразвуковая консервация основана на тех же кавитационных эффектах, что и ультразвуковая экстракция. Для сохранения применяется силовой ультразвук для продления срока годности скоропортящихся продуктов с использованием высокочастотных звуковых волн для подавления роста микроорганизмов, вызывающих порчу. Процесс включает в себя воздействие на пищу ультразвуковых волн, которые разрушают клеточные стенки бактерий, дрожжей и плесени, что приводит к их разрушению или ингибированию.
Этот процесс вызывает механическое нарушение клеточных стенок микроорганизмов, приводящее к их разрушению или угнетению. Ультразвуковые волны также могут увеличить проницаемость клеточных мембран, позволяя консервантам и другим противомикробным агентам проникать и убивать микроорганизмы более эффективно.
Ультразвуковая консервация предпочтительнее традиционных методов консервации, поскольку она предлагает ряд преимуществ, таких как более короткое время обработки, более высокая эффективность и способность сохранять естественные свойства и вкус пищи. Он используется в широком спектре пищевых продуктов, таких как соусы, соки, молочные продукты, яйца и мясо, чтобы продлить срок их хранения и обеспечить их безопасность.

Ультразвуковой метод экстракции и консервации предпочтительнее традиционных методов экстракции и консервации, поскольку он предлагает ряд преимуществ, таких как более высокая скорость экстракции, отличное качество продукта, более высокий выход, чисто механическая нетермическая обработка и способность извлекать более широкий спектр соединений. Он используется в широком спектре отраслей промышленности, таких как производство продуктов питания и напитков, фармацевтика и косметика.

Ультразвуковая ботаническая экстракция дает более высокие урожаи. Гомогенизатор Hielscher UIP2000hdT мощностью 2000 Вт достаточно мощный, чтобы легко извлекать партии от 10 до 120 литров.

Ультразвуковая экстракция растительных веществ - 30 литров / 8 галлонов

Миниатюра видео

Мощная ультразвуковая кавитация в Хильшер Каскатроде

Мощная ультразвуковая кавитация при Hielscher UIP1000hdT Cascatrode

Ультразвуковая экстракция белков и ферментов

В частности, экстракция ферментов и белков, хранящихся в клетках и субклеточных частицах, является уникальным и эффективным применением высокоинтенсивного ультразвука, поскольку экстракция органических соединений, содержащихся в организме растений и семян, растворителем может быть значительно улучшена. Таким образом, ультразвук имеет потенциальную выгоду при экстракции и выделении новых потенциально биологически активных компонентов, например, из неиспользованных потоков побочных продуктов, образующихся в текущих процессах. Ультразвук также может помочь усилить эффекты ферментного лечения и тем самым уменьшить количество необходимого фермента или увеличить выход экстрагируемых соответствующих соединений.

Ультразвуковая экстракция липидов и белков

Ультразвук часто используется для улучшения экстракции липидов и белков из семян растений, таких как соевые бобы (например, мука или обезжиренные соевые бобы) или другие масличные семена. В этом случае разрушение клеточных стенок облегчает прессование (холодное или горячее) и тем самым уменьшает остаточное масло или жир в прессовании.

Влияние непрерывной ультразвуковой экстракции на выход дисперсного белка было продемонстрировано Moulton et al. Обработка ультразвуком постепенно увеличивала восстановление дисперсного белка по мере того, как соотношение хлопьев и растворителей изменялось с 1:10 до 1:30. Он показал, что ультразвук способен проникать в соевый белок практически при любой коммерческой пропускной способности и что требуемая энергия обработки ультразвуком была самой низкой, когда использовались более густые суспензии.

Ультразвуковая изоляция фенольных соединений и антоцианов

Ферменты, такие как пектиназы, целлюлазы и гемицеллюлазы, широко используются в обработке соков, чтобы разрушить клеточные стенки и улучшить экстракцию сока. Нарушение матрицы клеточной стенки также высвобождает компоненты, такие как фенольные соединения, в сок. Ультразвук улучшает процесс экстракции и, следовательно, может привести к увеличению фенольного соединения, алкалоидов и выхода сока, обычно оставляемых в прессе.

The beneficial effects of ultrasonic treatment on the liberation of phenolic compounds and anthocyanins from grape and berry matrix, in particular from bilberries (Vaccinium myrtillus) and black currants (>Ribes nigrum) into juice, was investigated by VTT Biotechnology, Finland using an ultrasonic processor UIP2000hd after thawing, mashing and enzyme incubation. The disruption of the cell walls by enzymatic treatment (Pectinex BE-3L for bilberries and Biopectinase CCM for black currants) was improved when combined with ultrasound. “Обработка США увеличивает концентрацию фенольных соединений черничного сока более чем на 15%. […] Влияние США (ультразвук) было более значительным с черной смородиной, которая представляет собой более сложные ягоды при обработке соков, чем черника из-за их высокого содержания пектина и различной архитектуры клеточной стенки. […] концентрация фенольных соединений в соке повышалась на 15-25% с использованием ультразвуковой обработки США после ферментативной инкубации.” (ср. Mokkila et al., 2004)
 

В этой презентации мы познакомим вас с производством растительных экстрактов. Мы объясняем проблемы производства высококачественных растительных экстрактов и то, как ультразвуковой аппарат может помочь вам преодолеть эти проблемы. Эта презентация покажет вам, как работает ультразвуковая экстракция. Вы узнаете, какие преимущества вы можете ожидать, используя ультразвуковой аппарат для экстракции, и как вы можете внедрить ультразвуковой экстрактор в свое производство экстракта.

Ультразвуковая ботаническая экстракция - Как использовать ультразвуковые аппараты для извлечения растительных соединений

Миниатюра видео

 

Промышленный ультразвуковой аппарат зондового типа UIP6000hdT (6кВт, 20 кГц) с реактором с проточными ячейками для непрерывной ультразвуковой обработки жидкостей и паст с высокой пропускной способностью.

Ультразвуковой аппарат UIP6000hdT в промышленной установке непрерывной экстракции.

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Микробная и ферментативная инактивация

Микробная и ферментативная инактивацияМикробная и ферментная инактивация (консервация), например, во фруктовых соках и соусах, является еще одним применением ультразвука в пищевой промышленности. Сегодня консервация путем повышения температуры в течение коротких периодов времени (пастеризация) по-прежнему является наиболее распространенным методом обработки микробной или ферментной инактивации, что приводит к увеличению срока хранения (консервация). Из-за воздействия высокой температуры обычная термическая пастеризация часто является недостатком для пищевых продуктов.
Производство новых веществ из катализируемых нагреванием реакций и модификация макромолекул, а также деформация растительных и животных структур могут снижаться в потере качества. Поэтому термическая обработка может вызвать нежелательные изменения сенсорных признаков, то есть текстуры, вкуса, цвета, запаха и питательных качеств, то есть витаминов и белков. Ультразвук - эффективная нетепловая (минимальная) альтернатива обработки.

В отличие от обычной термической обработки, ультразвуковая консервация использует энергию и силы сдвига акустической кавитации для инактивации ферментов. При достаточно низких уровнях обработки ультразвуком структурные и метаболические изменения могут происходить в клетках без их разрушения. Активность пероксидазы, которая содержится в большинстве сырых и небланшированных фруктов и овощей и может быть особенно связана с развитием посторонних привкусов и потемнения пигментов, может быть существенно снижена с помощью ультразвука. Терморезистентные ферменты, такие как липаза и протеаза, которые выдерживают сверхвысокотемпературную обработку и которые могут снизить качество и срок годности термически обработанного молока и других молочных продуктов, могут быть инактивированы более эффективно путем одновременного применения ультразвука, тепла и давления (MTS).

Ультразвук продемонстрировал свой потенциал в уничтожении патогенов пищевого происхождения, таких как кишечная палочка, сальмонеллы, аскариды, лямблии, цисты криптоспоридий и полиовирус.

Применимо к: консервированию джема, мармелада или начинок, фруктовых соков и соусов, мясных продуктов, молочных продуктов и мороженого.
 

Ультразвуковые аппараты Hielscher могут гомогенизировать и пастеризовать жидкие яичные продукты (целые яйца, яичные белки, желтки) для обеспечения безопасности пищевых продуктов и механической стабильности. Ультразвуковые гомогенизаторы Hielscher обеспечивают интенсивную кавитацию и высокие силы сдвига для уничтожения микробов. Ультразвуковая пастеризация является очень эффективной и действенной альтернативой низкотемпературной пастеризации. Жидкое яйцо, пастеризованное ультразвуком, показывает меньшую денатурацию белка, меньшую потерю вкуса, улучшенную однородность и значительно более высокую энергоэффективность.

Гомогенизация и пастеризация жидких яиц с применением мощного ультразвука с ультразвуком UP400ST

Миниатюра видео

 

Синергия ультразвука с температурой и давлением

Ультразвук часто более эффективен в сочетании с другими антимикробными методами, такими как:

  • термозвуковая обработка, то есть тепло и ультразвук
  • мануальная обработка, то есть давление и ультразвук
  • мано-термозвуковая обработка, то есть давление, тепло и ультразвук

Комбинированное применение ультразвука с теплом и/или давлением рекомендуется для Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae и Aeromonas hydrophila.

Ультразвук против других методов консервирования пищевых продуктов

В отличие от других термических и нетермических процессов, таких как гомогенизация под высоким давлением, тепловая пастеризация, высокое гидростатическое давление (HP), сжатый углекислый газ (cCO2) и сверхкритический диоксид углерода (ScCO2), импульсы сильного электрического поля (HELP) или микроволновая печь, ультразвук может быть легко протестирован в лаборатории или настольной шкале – создание воспроизводимых результатов для масштабирования. Интенсивность и кавитационные характеристики могут быть легко адаптированы к конкретному процессу экстракции для достижения конкретных целей. Амплитуду и давление можно варьировать в широком диапазоне, например, для определения наиболее энергоэффективной вытяжной установки.

Другими преимуществами, связанными с использованием ультразвуковой экстракции зондового типа, являются простота обработки экстракта, быстрое выполнение, отсутствие остатков, высокая производительность, экологичность, повышенное качество и предотвращение деградации экстракта.
(ср. Chemat et al., 2011)

Преимущества ультразвуковой обработки пищевых продуктов
 

  • более полная добыча
  • Нетермическая консервация
  • Более высокие урожаи
  • Высокое содержание питательных веществ, превосходное качество продуктов питания
  • быстрый процесс
  • Холодный / нетепловой процесс
  • Легко и безопасно работать
  • Низкие расходы
Ультразвуковые зонды очень эффективны для нетермической экстракции лекарственных грибов, таких как чага. Это видео демонстрирует быструю экстракцию полного спектра из чаги с использованием ультразвукового аппарата UP100H.

Экстракция грибов - Экстракция холодных грибов чага с использованием ультразвука

Миниатюра видео

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для экстракции и предварительной обработки

Hielscher Ultrasonics разрабатывает, производит и распространяет высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для эффективной экстракции и сохранения. Использование ультразвукового оборудования Hielscher для экстракции и консервирования пищевых продуктов - это мощная технология обработки, которая может применяться не только безопасно и экологически безопасно, но и эффективно и экономично. Гомогенизирующий и консервирующий эффект может быть легко использован для любого жидкого или пастообразного пищевого продукта, включая фруктовые соки и пюре (например, апельсин, яблоко, грейпфрут, манго, виноград, слива), а также для овощных соусов и супов (например, томатный соус или суп из спаржи), молочных продуктов, яиц и мяса.
Наш портфель ультразвуковых гомогенизаторов и экстракторов варьируется от ручных портативных устройств до полностью промышленных производственных систем для поточной обработки больших объемов в промышленных масштабах.

Проектирование, производство и консалтинг – Качество Сделано в Германии

Ультразвуковые аппараты Hielscher хорошо известны своим высочайшим качеством и стандартами дизайна. Надежность и простота в эксплуатации обеспечивают плавную интеграцию наших ультразвуковых аппаратов в промышленные объекты. Жесткие условия и требовательные условия легко обрабатываются ультразвуковыми аппаратами Hielscher.

Hielscher Ultrasonics является компанией, сертифицированной ISO, и уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым аппаратам, оснащенным самыми современными технологиями и удобством для пользователя. Конечно, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и соответствуют требованиям UL, CSA и RoHs.

В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов:

Объем партии Скорость потока Рекомендуемые устройства
0.5 до 1,5 мл не доступно VialTweeter
От 1 до 500 мл От 10 до 200 мл / мин UP100H
От 10 до 2000 мл От 20 до 400 мл / мин Uf200 ः т, UP400St
0.1 до 20L 0.2 до 4L / мин UIP2000hdT
От 10 до 100 литров От 2 до 10 л / мин UIP4000hdT
от 15 до 150 л от 3 до 15 л/мин UIP6000hdT
не доступно От 10 до 100 л / мин UIP16000
не доступно больше кластер UIP16000

Свяжитесь с нами! / Спросите нас!

Запросить дополнительную информацию

Пожалуйста, используйте форму ниже, чтобы запросить дополнительную информацию об ультразвуковых процессорах, приложениях и цене. Мы будем рады обсудить ваш процесс с Вами и предложить вам ультразвуковую систему, отвечая вашим требованиям!









Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Ультразвуковые высокопоточные гомогенизаторы используются в лабораторной, настольной, пилотной и промышленной обработке.

Hielscher Ultrasonics производит высокую производительность ультразвуковых гомогенизаторов для смешивания приложений, дисперсии, эмульгации и экстракции в лабораторных, пилотных и промышленных масштабах.



Литература / Ссылки

Полезные сведения

Ультразвуковая дезинтеграция клеток

При интенсивной обработке ультразвуком ферменты или белки могут высвобождаться из клеток или субклеточных органелл в результате распада клеток. В этом случае соединение, подлежащее растворению в растворителе, заключено в нерастворимую структуру. Для того, чтобы его извлечь, клеточная мембрана должна быть разрушена. Разрушение клеток является чувствительным процессом, потому что клеточная стенка способна выдерживать высокое осмотическое давление внутри. Необходим хороший контроль разрушения клеток, чтобы избежать беспрепятственного высвобождения всех внутриклеточных продуктов, включая клеточный дебрис и нуклеиновые кислоты, или денатурации продукта.
Ультразвук служит хорошо контролируемым средством для дезинтеграции клеток. Для этого механические эффекты ультразвука обеспечивают более быстрое и полное проникновение растворителя в клеточные материалы и улучшают массоперенос. Ультразвук достигает большего проникновения растворителя в растительную ткань и улучшает массоперенос. Ультразвуковые волны, генерирующие кавитацию, разрушают клеточные стенки и облегчают высвобождение матричных компонентов.

Ультразвуковой улучшенный массоперенос способствует экстракции

В целом, ультразвук может привести к проникновению клеточных мембран в ионы, и это может значительно снизить селективность клеточных мембран. Механическая активность ультразвука поддерживает диффузию растворителей в ткани. Поскольку ультразвук механически разрушает клеточную стенку силами кавитационного сдвига, он облегчает перенос из клетки в растворитель. Уменьшение размера частиц с помощью ультразвуковой кавитации увеличивает площадь поверхности в контакте между твердой и жидкой фазами.

Ультразвуковой лизис и инактивация кишечной палочки

Для получения небольших количеств рекомбинантных белков для изучения и характеристики их биологических свойств E.coli является бактерией выбора. Метки очистки, например, полигистидиновый хвост, бета-галактозидаза или мальтоз-связывающие белки, обычно присоединяются к рекомбинантным белкам, чтобы сделать их отделимыми от клеточных экстрактов с чистотой, достаточной для большинства аналитических целей. Ультразвук позволяет максимизировать высвобождение белка, в частности, когда выход продукции низкий, и сохранить структуру и активность рекомбинантного белка.

Ультразвуковое окисление

При контролируемой интенсивности применение ультразвука для биотрансформации и ферментации вполне может привести к усилению биообработки из-за индуцированных биологических эффектов и облегченного клеточного массопереноса. Влияние контролируемого применения ультразвука (20 кГц) на окисление холестерина до холестенона покоящимися клетками Rhodococcus erythropolis ATCC 25544 (ранее Nocardia erythropolis) было исследовано Bar (1987).
Эта система типична для микробных превращений стеринов и стероидов в том, что субстрат и продукты представляют собой нерастворимые в воде твердые вещества. Таким образом, эта система довольно уникальна тем, что как клетки, так и твердые тела могут подвергаться воздействию ультразвука. При достаточно низкой интенсивности ультразвука, которая сохраняла структурную целостность клеток и поддерживала их метаболическую активность, Бар наблюдал значительное увеличение кинетических скоростей биотрансформации в микробных суспензиях на 1,0 и 2,5 г / л холестерина при обработке ультразвуком в течение 5 с каждые 10 мин с выходной мощностью 0,2 Вт / см². УЗИ не показало влияния на ферментативное окисление холестерина (2,5 г/л) холестериноксидазой.


Высокоэффективный ультразвук! Ассортимент продукции Hielscher охватывает весь спектр от компактного лабораторного ультразвукового аппарата до полностью промышленных ультразвуковых систем.

Hielscher Ultrasonics производит высокую производительность ультразвуковых гомогенизаторов из лаборатория в промышленного размера.


Мы будем рады обсудить ваш процесс.

Давайте свяжемся.