Izkoriščanje stranskih produktov predelave hrane z ultrazvočno ekstrakcijo

Stranski proizvodi predelave hrane – kot so ostanki čebule in zelja, pomarančne lupine ter beljakovinsko bogati ostanki, kot so pivska drozga – se pogosto zavržejo kot odpadki ali uporabijo kot krma za živali z nizko vrednostjo. Vendar ti stranski proizvodi ostajajo bogat vir dragocenih bioaktivnih spojin, med katerimi so beljakovine, prehranske vlaknine, fenolni antioksidanti in naravni pigmenti.
Za pridobivanje teh dragocenih sestavin so potrebne nežne metode predelave, ki ohranijo njihove funkcionalne in prehranske lastnosti. Po ekstrakciji in prečiščenju se te spojine lahko vključijo v številne izdelke iz področja hrane in pijač, zlasti v rastočem sektorju rastlinske hrane.
Ultrazvočna ekstrakcija ponuja učinkovito, netermalno in okolju prijazno rešitev za pridobivanje dragocenih spojin iz živilskih odpadkov in biomase. Z uporabo visokointenzivnega ultrazvoka lahko proizvajalci povečajo donos ekstrakcije, hkrati pa ohranijo celovitost in funkcionalnost občutljivih bioaktivnih sestavin.

Učinkovite biorafinerije z ultrazvočno intenzifikacijo procesov

Ultrazvok je preizkušena tehnologija za intenzifikacijo procesov, ki izboljšuje učinkovitost, trajnost in donosnost sodobnih biorafinerij. Z vključitvijo visokozmogljivega ultrazvoka v postopke predelave biomase lahko proizvajalci znatno izboljšajo učinkovitost ekstrakcije, pospešijo kemijske in biokemične reakcije ter optimizirajo procese mešanja, homogenizacije in disperzije.

V primerjavi z običajnimi postopki obdelave ultrazvočna obdelava zagotavlja:

• Višji izkoristki ekstrakcije
• Hitrejši odzivni in obdelovalni časi
• Izboljšane stopnje konverzije
• zmanjšana poraba energije
• Izboljšana kakovost in čistost izdelka
• Nižji stroški poslovanja

Zato ima ultrazvočna intenzifikacija procesov ključno vlogo pri učinkovitejši in trajnostni predelavi biomase v visokokakovostne izdelke.

Kaj je biorafinerija?

Biorefinerija je integrirani obrat za predelavo, ki obnovljivo biomaso pretvarja v vrsto dragocenih proizvodov, med katerimi so živilske sestavine, krma za živali, kemikalije, biogoriva, energija in specializirani materiali.
Med tipične surovine spadajo:

• Kmetijski ostanki in odpadki iz pridelave
• Stranski proizvodi predelave hrane
• Tokovi industrijskih organskih odpadkov
• Gozdarski ostanki
• Komunalni biološki odpadki

Podobno kot rafinerija nafte, ki surovo nafto razdeljuje na različne proizvode, tudi biorafinerija razdeljuje biomaso na ključne vmesne produkte, kot so ogljikovi hidrati, beljakovine, maščobe in vlaknine – ki se nato nadalje predelajo v izdelke z dodano vrednostjo.
Ključna značilnost sodobnih biorafinerij je predelava odpadnih tokov. Z inovativnimi tehnologijami se snovi, ki so se prej štele za odpadke, pretvorijo v komercialno dragocene vire, kar podpira načela krožnega gospodarstva in zmanjšuje vpliv na okolje.

Ultrazvočno intenzivirane biorafinerije

Uporaba ultrazvočne tehnologije lahko znatno izboljša učinkovitost številnih postopkov v biorafinerijah, med drugim:

• Ekstrakcija bioaktivnih spojin
• Razgradnja biomase in uničenje celic
• anaerobna razgradnja
• hidroliza
• Podpora fermentaciji
• Transesterifikacija odpadnih rastlinskih olj v biodizel
• Emulgiranje in homogenizacija
• Zmanjšanje velikosti delcev in disperzija

Z ultrazvočno intenzifikacijo procesov lahko biorafinerije dosežejo višjo produktivnost ter hkrati skrajšajo čas obdelave in zmanjšajo porabo energije. Poleg tega postopki z ultrazvokom pogosto izboljšajo čistost izdelkov in ohranijo kakovost toplotno občutljivih spojin.
Z izboljšanjem prenosa snovi, pospešitvijo reakcijske kinetike in povečanjem dostopnosti biomase ultrazvok prispeva k bolj trajnostnemu in ekonomsko upravičenemu delovanju biorafinerij. Ker povpraševanje po krožnih proizvodnih sistemih in tehnologijah, ki varčujejo z viri, nenehno narašča, ultrazvok postaja vse pomembnejše orodje za povečanje vrednosti biomase in stranskih tokov predelave hrane.

Kateri proizvodi imajo koristi od ultrazvoka v biorafinerijah?

Visoko zmogljiva ultrazvok je tehnika, ki intenzivira procese, ki se uporablja v več industrijah. Ultrasonication se uporablja za obdelavo tekočin in gnojevk za mešanje in homogenizacijo, spodbujanje prenosa mase, ekstrakcijo spojin in / ali sprožitev kemijskih reakcij.

Pogoste uporabe ultrazvočne razdvojbe v biorafinerijah so:

• ekstrakcija dragocenih spojin iz biomase (npr. beljakovin, pektinov, škrobov itd.)
• Proizvodnja bioetanola
• sinteza biodizla iz izrabljenih rastlinskih olj in živalskih maščob
• Biodizel iz olja iz alg
• Zdravljenje z lignocelulozo
• modifikacija škroba

Visoko zmogljivi ultrazvočni procesorji za biorafinerije

Podjetje Hielscher Ultrasonics razvija in proizvaja visokozmogljive ultrazvočne procesorje za uporabo v biorafinerijah po vsem svetu. Naši industrijski ultrazvočni reaktorji izboljšujejo ekstrakcijo, drobljenje biomase, homogenizacijo, mešanje, disperzijo, razplinjevanje in sonokemične reakcije, s čimer operaterjem pomagajo doseči višje donose, hitrejšo predelavo in boljše stopnje pretvorbe.
Od laboratorijskih študij izvedljivosti do optimizacije v pilotnem obsegu in industrijske proizvodnje v polnem obsegu – podjetje Hielscher ponuja prilagodljive ultrazvočne rešitve za vsako fazo razvoja procesa. Uveljavljene aplikacije, kot so ultrazvočna ekstrakcija, razbijanje celic, izboljšanje prenosa snovi in izkoriščanje biomase, je mogoče hitro uvesti in prilagoditi ob predvidljivih rezultatih.
Podjetje Hielscher ponuja ultrazvočne procesorje, od kompaktnih laboratorijskih enot do industrijskih sistemov, ki na uro predelajo več ton biomase. Z modelom UIP16000hdT (16 kW), najmočnejšim ultrazvočnim procesorjem na svetu, in možnostmi za razširljive skupine sistemov je mogoče doseči praktično katero koli proizvodno zmogljivost. Vsi industrijski sistemi so zasnovani za neprekinjeno delovanje 24 ur na dan, 7 dni v tednu, v zahtevnih proizvodnih pogojih.

Ultrazvočni reaktorji in sonde za vse obsege proizvodnje

Ponudba izdelkov podjetja Hielscher vključuje:

• Laboratorijski ultrazvočni aparati za razvoj postopkov in preizkušanje izvedljivosti
• Namizni in pilotni sistemi za študije povečanja obsega
• Industrijski ultrazvočni procesorji za obdelavo biomase v velikem obsegu
• Reaktorji z vgrajenimi pretočnimi celicami za neprekinjeno proizvodnjo

Ta široka paleta izdelkov zagotavlja idealno ultrazvočno rešitev za vaš proces, zahteve glede zmogljivosti in proizvodne cilje.

Največji nadzor nad procesom za dosledne rezultate

Natančno nadzorovanje procesa je ključnega pomena za učinkovito pretvorbo in ekstrakcijo biomase. Ultrazvočni procesorji Hielscher omogočajo natančno nastavitev in spremljanje vseh ključnih parametrov sonikacije, vključno z amplitudo, močjo, temperaturo, tlakom in porabo energije.
Amplituda je eden najpomembnejših dejavnikov, ki vplivajo na učinkovitost ultrazvočnega procesa. Sistemi Hielscher omogočajo natančno nadzorovanje amplitude in lahko v industrijskih pogojih delujejo neprekinjeno pri amplitudah do 200 µm. Sonotrode in ojačevalne roge omogočajo dodatno optimizacijo za posamezne namene uporabe.
Vgrajeni digitalni nadzorni sistemi in spremljanje prek spletnega brskalnika omogočajo upravljanje procesov v realnem času, kar zagotavlja ponovljive rezultate, največjo učinkovitost ekstrakcije in zanesljivo povečanje obsega proizvodnje iz laboratorijske v industrijsko.

Narejen za neprekinjeno industrijsko delovanje

Ultrazvočni procesorji Hielscher so zasnovani za zahtevna industrijska okolja. Trdna konstrukcija, visokokakovostni sestavni deli in dokazana zanesljivost omogočajo neprekinjeno delovanje 24 ur na dan, 7 dni v tednu, pri polni obremenitvi.

Med glavne prednosti spadajo:

• Visoki izkoristki ekstrakcije in boljša izraba biomase
• Hitro in zanesljivo povečanje obsega od laboratorija do proizvodnje
• Možnost neprekinjene obdelave v liniji
• nizke zahteve po vzdrževanju
• Daljinsko spremljanje in beleženje podatkov o procesih
• Zanesljivost industrijske kakovosti za neprekinjeno delovanje

Nemška odličnost na področju inženiringa in proizvodnje

Hielscher Ultrasonics je družinsko podjetje s sedežem v bližini Berlina v Nemčiji, ki že desetletja razvija in proizvaja industrijsko ultrazvočno opremo. Vsak ultrazvočni procesor je zasnovan, izdelan in preizkušen v Nemčiji, da se zagotovijo največja zmogljivost, zanesljivost in dolga življenjska doba.
Poleg dobave opreme podjetje Hielscher strankam nudi tudi strokovno znanje o uporabi, optimizacijo procesov, pomoč pri povečanju obsega proizvodnje, tehnična usposabljanja ter stalno inženirsko podporo – pomagamo biorafinerijam pri učinkoviti, donosni in trajnostni predelavi biomase.

Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:

Pogosto zastavljena vprašanja

Kaj je koncept biorafinerije?

Koncept biorafinerije temelji na trajnostni predelavi biomase v vrsto dragocenih proizvodov, med katere spadajo živilske sestavine, krma, kemikalije, materiali, biogoriva in energija. Podobno kot naftna rafinerija tudi biorafinerija ločuje in predeluje surovine v različne proizvode, pri čemer zagotavlja čim večjo učinkovitost izkoriščanja virov in čim manj odpadkov.

Kaj je primer biorafinerije?

Tipičen primer je biorafinerija za predelavo živilskih odpadkov. V njej se predelujejo kmetijski ostanki, lupine sadja, pivska drozga ali drugi stranski proizvodi predelave hrane, da se pridobijo dragocene sestavine, kot so beljakovine, prehranske vlaknine, antioksidanti in bioaktivne molekule, preostalo biomaso pa pretvorijo v bioenergijo ali biognojila.

Kateri materiali se predelujejo v biorafineriji?

Biorefinerije predelujejo obnovljivo biomaso, vključno s kmetijskimi ostanki, stranskimi proizvodi predelave hrane, gozdarskimi odpadki, energetskimi rastlinami, algami, stranskimi živalskimi proizvodi in komunalnimi organskimi odpadki. Te surovine vsebujejo ogljikove hidrate, beljakovine, maščobe, vlaknine in druge spojine, ki jih je mogoče pretvoriti v izdelke z dodano vrednostjo.

Kakšna je razlika med rafinerijo in biorafinerijo?

Konvencionalna rafinerija za proizvodnjo goriv in petrokemikalij uporablja surovine fosilnega izvora, kot je surova nafta, medtem ko biorafinerija kot surovino uporablja obnovljivo biomaso. Biorafinerije so zasnovane tako, da podpirajo krožno in trajnostno gospodarstvo s pretvorbo bioloških virov in tokov odpadkov v obnovljiva goriva, kemikalije, materiale in energijo.