Hielscher Ultrazvočna tehnologija

Ultrazvočni pektin ekstrakcija iz sadja in bioloških odpadkov

  • Pektini so zelo pogosto uporabljan aditiv za živila, ki se v glavnem doda za njegove učinke na želiranje.
  • Ultrazvočni ekstrakcija poveča donos in kakovost izvlečkov pektin bistveno.
  • Ultrazvoka je znan po svojem procesu intenfying učinke, ki se že uporabljajo v Mnogovrstni industrijskih procesih.

 

Pektini in ekstrakcijo pektin

Odpadki agrumov, kot so olupke in ostanki po juzaledenju, so idealni za ultrazvočno ekstrakcijo pektin.Pektin je naravni kompleks polisaharid (heteropolysaccharide) najdemo zlasti v celičnih stenah sadja, zlasti v agrumih in jabolčni tropin. Visoka vsebnost pektina najdemo v sadnih olupke obeh jabolk in agrumov. Apple tropin vsebuje 10-15% pektin na suho snov, medtem ko lupine agrumov vsebuje 20-30%. Pektini so biokompatibilni, biološko razgradljivi in obnovljivi in kažejo veliko želiranje in zadebelitev lastnosti, zaradi česar so zelo cenjeni dodatek. Pektini se pogosto uporabljajo v živilih, kozmetiki in farmacevtskih izdelkov kot modifikator reologije, kot so emulgator, železarja, sredstvo za zasteklitev, stabilizator in zgoščevanje.
Konvencionalno ekstrakcijo pektina za industrijske namene se izvaja z uporabo kislinsko katalizirane procese (z uporabo dušikove, klorovodikove ali žveplove kisline). Ekstrakcija s kislino je najbolj obiskana v industrijski proizvodnji pektin, saj so druge tehnike ekstrakcije, kot je neposredno vrenje (60 º c-100 º c) za do 24 ur in nizek pH (1.0-3.0), počasne in nizke v donosu in lahko povzročijo toplotno razgradnjo pridobljena vlakna in donos pektina je včasih omejen s pogoji procesa. Vendar pa je kislina katalizirano ekstrakcijo prihaja s svojimi slabostmi, preveč: kruto kislo zdravljenje povzroča depolimerizacijo in deesterifikacijo pektin verig, ki vpliva na pektin kakovosti negativno. Proizvodnja velikih količin kislih odpadnih voda zahteva naknadno obdelavo in drago recikliranje, zaradi česar je proces okoljsko breme.

Ultrazvočni pektin ekstrakcija

UIP4000hdT (4kW) ultrazvočni procesor za ekstrakcijo pektini v industrijski proces inline.Ultrazvočna ekstrakcija je blago, netermična obdelava, ki se uporablja za mnogovrstne prehrambene procese. V zvezi z ekstrakcijo pektini iz sadja in zelenjave, ultrazvočno razbijanje proizvaja pektin visoke kakovosti. Ultrazvočno pridobljeni pektini Excel z njihovo anhidriouronic kisline, metoxil in kalcij pectate vsebine, kot tudi njeno stopnjo esterification. Blagi pogoji ultrazvočne ekstrakcije preprečujejo toplotno degradacijo toplotno občutljivih pektini.
Kakovost pektina in čistost se lahko razlikujeta glede na anhidrogalakturonsko kislino, stopnjo esterifikacije, vsebnost pepela ekstrahirane pektin. Pektin z visoko molekulsko maso in nizkim pepelom (manj kot 10%) vsebnost z visoko anhidrogalakturonsko kislino (nad 65%) so znani kot kakovostno pektin. Ker je intenzivnost ultrazvočno zdravljenje lahko zelo natančno nadzorovati, lahko lastnosti ekstrakta pektina vpliva prilagajanje amplitude, ekstrakcijska temperatura, tlak, retencijski čas in vehikel.

UIP4000hdT pretočna celica za inline ultrazvočno razbijanje na industrijski lestvici

Ultrazvočni pretok skozi reaktor

Prošnja za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.



prednosti:

  • višji dobitek
  • boljša kakovost
  • nemoteno
  • zmanjša čas ekstrakcije
  • Postopek stopnjevanje
  • retro-opremljanje mogoče
  • Zelena Pridobivanje
Ultrazvočni ekstrakcija se lahko izvajajo z uporabo različnih topila kot so voda, citronska kislina, raztopina dušikove kisline (HNO3, pH 2,0), ali amonijev oksalat/oksalna kislina, zaradi česar je možno vključiti tudi ultrazvočno razbijanje v obstoječe linije ekstrakcije (retro-opremljanje).

Ultrazvočni pektin ekstrakti Excel z:

  • Visoka zmogljivost za želiranje
  • disperzibilnost
  • pektin barve
  • visok kalcijev pectat
  • manj razgradnih
  • okolju prijazna

Sadni odpadki kot vir: Visoko zmogljivih ultrazvok je že uspešno uporablja za izolacijo pektini iz jabolčnega tropin, olupke agrumov (kot so oranžna, limone, grenivke), grozdje tropin, šipek, sladkorne pese celuloze, zmaj sadje lupine, bodičasto hruške obloge, strast sadje lupine, in mango olupke.

Visoko zmogljivih Ultrasonicators

Hielscher Ultrazvoka je vaš partner pri pridobivanju iz botaničnih rastlin. Ali želite izvleči majhne količine za raziskave in analize ali obdelati velike količine za komercialno proizvodnjo, imamo za vas primeren ultrazvočni ekstraktor. Naše ultrazvočni laboratorijski procesorji kot tudi naše klopi in industrijski ultrazvočni aparati so robusten, enostaven za uporabo in zgrajen za 24/7 delovanje pod polno obremenitvijo. Širok razpon Dodatna oprema kot so sonotrodi (ultrazvočne sonde / rogovi) z različnimi velikostmi in oblikami, pretočnimi celicami in reaktorji ter ojačevalci, omogočajo optimalno nastavitev za vas poseben postopek ekstrakcije.
Vsi digitalni ultrazvočni stroji so opremljeni z barvnim zaslonom na dotik, integrirano kartico SD za avtomatsko podatkovno protocolling, in brskalnik daljinski upravljalnik za celovito spremljanje procesa. Z Hielscher je sofisticirane ultrazvočne sisteme, visoko standardizacijo proces in nadzor kakovosti je narejen prepost.
Pišite nam danes, da bi razpravljali o zahtevah vašega postopka pridobivanja! Z veseljem vam bomo pomagali z dolgoletnimi izkušnjami v botaničnem ekstrakciji!
V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:

serija Volume Pretok Priporočena naprave
10 do 2000 ml 20 do 400ml / min UP200Ht, UP400St
00,1 do 20L 00,2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100L 2 do 10L / min UIP4000
ni podatkov 10 do 100L / min UIP16000
ni podatkov večja gruča UIP16000

Kontaktiraj nas! / Vprašajte nas!

Vprašajte za več informacij

Prosimo, uporabite spodnji obrazec, če želite zahtevati dodatne informacije o ultrazvočni homogenizaciji. Z veseljem vam bomo ponudili ultrazvočni sistem, ki bo ustrezal vašim zahtevam.









Prosimo, upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Raziskovalni rezultati ultrazvočni pektin ekstrakcijo

Paradižnikovi odpadki: Da bi se izognili dolgim časom ekstrakcije (12 – 24 h) v postopku refluksom, ultrasonication je bila uporabljena za intenzifikacijo procesa ekstrakcije v smislu časa (15, 30, 45, 60 in 90 min). Glede na čas ekstrakcije je dobljeni pridelek pektina za prvi ultrazvočni ekstrakcijski korak pri temperaturi 60 ° c in 80 ° c 15.2 – 17.2% in 16.3 – 18,5%. ko je bil uporabljen drugi ultrazvočni ekstrakcijski korak, se je donos pektin iz paradižnika odpadkov povečal na 34 – 36%, odvisno od temperature in časov). Očitno je, ultrazvočni ekstrakcija povečuje rupture paradižnika celične stenske matrike, ki vodi do boljših interakcij med topilo in pridobljeni material.
Ultrazvočno pridobljeni pektini lahko kategorizirane kot visoko metokil pektini (HM-pektin) s hitrim nastavkom želirna lastnosti (de > 70%) in stopnjo esterifikacije 73.3 – 85.4%. n. vsebnost kalcijevega pektina v ultrazvočno ekstrahirani pektin je bila izmerjena med 41,4% na 97,5%, odvisno od parametrov ekstrakcije (temperatura in čas). Pri višji temperaturi ultrazvočnega ekstrakcije so vsebnost kalcijevega pektalata višja (91 – 97%) in kot tak predstavlja pomemben parameter pektin želirna sposobnosti v primerjavi s konvencionalno ekstrakcijo.
Konvencionalno ekstrakcijo topila za obdobje 24h daje podobne pektin donos v primerjavi s 15 min ultrazvočno ekstrakcijo zdravljenja. Glede na pridobljene rezultate je mogoče sklepati, da ultrazvočno zdravljenje zmanjša čas ekstrakcije izredno. NMR in FTIR spektroskopija potrjujeta obstoj pretežno esterificiranega pektina v vseh preiskovanih vzorcih. [Grassino et al. 2016]

Passion sadje lupine: Ekstrakcijski donos, galakturna kislina in esterifikacija stopnja so bili upoštevani kot kazalniki učinkovitosti ekstrakcije. najvišji donos pektina, pridobljen z ekstrakcijo z ultrazvočno pomočjo, je bil 12,67% (pogoji ekstrakcije 85 º C, 664 W/cm2, pH 2,0 in 10 min). Za te iste pogoje je bila izvedena konvencionalna ekstrakcija ogrevanja in rezultat je bil 7,95%. Ti rezultati so v skladu z drugimi študijami, ki poročajo kratek čas za učinkovito ekstrakcijo polisaharidov, vključno pektin, hemicelluizgubi in drugih vodotopnih polisaharidov, pomaga z ultrazvokom. Ugotovljeno je bilo tudi, da ekstrakcija donos povečal 1,6 krat, ko ekstrakcija je pomagal ultrazvok. Dobljeni rezultati kažejo, da ultrazvok je bil učinkovit in prihranek časa tehnika za ekstrakcijo pektin iz pasijonke lupine. [Freitas de Oliveira et al. 2016]

Prickly hruške Cladodes: Ultrazvočni pomoč ekstrakcija (ZAE) pektin iz Opuntia Ficus indica (OFI) kladodes po odstranitvi sluzi je bil poskus z uporabo metodologije odziva površine. Procesne spremenljivke so optimizirali s centralno kompozitno zasnovo izovarianta, da bi izboljšali ekstrakcijski donos pektina. Optimalen dobljeni pogoj je bil: čas ultrazvoka 70 min, temperatura 70, pH 1,5 in razmerje med vodo in materialom 30 ml/g. Ta pogoj je bil potrjen in izvedba eksperimentalne ekstrakcije je znašala 18,14% ± 1,41%, kar je bilo tesno povezano s predvideno vrednostjo (19,06%). Tako ultrazvočni ekstrakcija predstavi obetavno alternativo konvencionalnim procesom ekstrakcije zaradi svoje visoke učinkovitosti, ki je bila dosežena v manj časa in pri nižjih temperaturah. Pektin ekstrahira ultrazvočni ekstrakcija iz OFI kladodiji (uaepc) ima nizko stopnjo esterification, visoko vsebnost uronic kisline, pomembne funkcionalne lastnosti in dobro anti-radikalna dejavnost. Ti rezultati so v prid uporabe UAEPC kot potencialni dodatek v živilski industriji. [Bayar et al. 2017]

Grozdni tropin: V raziskovalnem dokumentu "ultrazvok podprto ekstrakcijo pektini iz grozdja tropin z uporabo citronske kisline: pristop metodologija odziva na površino", ultrazvočno razbijanje se uporablja za pridobivanje pektini iz grozdja tropin z citronsko kislino kot ekstrakcija agent. Glede na metodologijo na površini odziva je najvišji donos pektina (∼ 32,3%) je mogoče doseči, ko se ultrazvočni postopek ekstrakcije izvaja na 75 º C za 60 min z uporabo raztopine citronske kisline pH 2,0. Ti pektični polisaharidi, sestavljeni predvsem iz galacturonske kisline enot (∼ 97% vseh sladkorjev), imajo povprečno molekulsko maso 163.9 kDa in stopnjo reesterifikacijo (de) 55,2%.
Površinska morfologija sonificiran grozdni tropin kaže, da ultrazvoka igra pomembno vlogo pri razbitje vegetalno tkivo in povečanje pridobivanja pridelka. Donos, pridobljen po ultrazvočni ekstrakciji pektin z uporabo optimalnih pogojev (75 ° c, 60 min, pH 2,0), je bil 20% višji od donosa, pridobljenega pri ekstrakciji, ki je bila izvedena ob uporabi istih pogojev temperature, časa in pH, vendar brez ultrazvočne Pomoč. Poleg tega so pektini iz ultrazvočne ekstrakcije razstavljali tudi višjo povprečno molekulsko maso. [Minjares-Fuentes et al. 2014]

Hielscher Ultrazvočna vam pomaga od prvega preskusa za komercializacijo vaše vloge.

Od testiranja izvedljivosti za obdelavo optimizacijo in industrijsko montažo – Hielscher Ultrazvočna je vaš partner za uspešne ultrazvočne procese!

Literatura / Reference



Dejstva je treba vedeti

Pektin

Pektin je naravno prisotne heteropolysaccharide, ki je v glavnem najdemo v sadju, kot so jabolčni tropin in agrumov. Pektini, znan tudi kot pektinske polisaharidov, so bogati z galakturno kislino. V pekotični skupini so ugotovili več različnih polisaharidov. Homogalacturonani so linearne verige α-(1 – 4)-povezane D-galakturonske kisline. Substituirane galacturonans je značilna prisotnost saharidov dodatkov (kot so D-xylose ali D-apiose v posameznih primerih xylogalacturonan in apiogalacturonan) razvejane iz hrbtenice D-galakturne kisline ostankov. Rhamnogalacturonan I pektini (RG-I) vsebujejo hrbtenico ponavljajočega se disaharida: 4)-α-D-galakturonske kisline-(1,2)-α-L-rhamnose-(1. Mnogi ostanki rhamnosa imajo stranske verige različnih nevtralnih sladkorjev. Nevtralni sladkorji so predvsem D-galaktoze, L-arabinose in D-xylose. Tipi in deleži nevtralnih sladkorjev se razlikujejo glede na izvor pektina.
Druga strukturna vrsta pektin je rhamnogalacturonan II (RG-II), ki je kompleksna, zelo razvejane polisaharid in manj pogosto najdemo v naravi. Hrbtenica rhamnogalacturonan II sestoji izključno iz D-galacturonske kisline enot. Izolirana pektin ima molekulsko maso tipično 60000 – 130000 g/mol, ki se spreminja z izvorom in pogoji ekstrakcije.
Pektini so pomemben dodatek z Mnogovrstni aplikacij v živilih, farmacevtskih izdelkih, kot tudi v drugih industrijah. Uporaba pektini temelji na visoko sposobnost, da tvorijo gel v prisotnosti CA2 + ali topa pri nizkih pH. Obstajata dve obliki pektin: nizko-metoksil pektin (LMP) in visoko-metoksilpektina (HMP). Dve vrsti pektin odlikuje njihova stopnja metilacije (DM). V odvisnosti od methylathion, pektin je lahko visok metoksipektin (DM>50) ali nizek metoksipektin (DM<50). visoka metoksipektin je značilna sposobnost, da tvori geli v kislem mediju (pH 2.0-3.5) pod predpostavko, da je prisotna saharoza pri koncentraciji vsaj 55 mas% ali več. Nizek metoksipektin lahko tvori geli v večjem razponu pH (2,0 – 6.0) v prisotnosti divalentnega iona, kot je kalcij.
V zvezi z geliranjem visoko-metokil pektin, navzkrižno povezovanje pektin molekul pride zaradi vodikovih obveznic in hidrofobne interakcije med molekulami. Z nizko-metoksil pektin, Geliranje se pridobiva iz ionske povezave preko kalcijevih mostov med dvema karboksilnimi skupinami, ki pripadajo dvema različnima verigama v neposredni bližini drug drugega.
Dejavniki, kot so pH, prisotnost drugih solutes, molekularno velikost, stopnja metoksilacija, število in položaj stranskih verig, in obremenitev gostote na molekuli vplivajo na želo lastnosti pektin. Dve vrsti pektini se razlikujejo glede na njeno topnost. Obstaja vodotopno ali prosto pektin in vodonetopna pektin. Topnost pektin je povezana s stopnjo polimerizacije ter količino in lego metoksilnih skupin. Na splošno se topnost pektin poveča z zmanjšanjem molekulske mase in povečanjem zaestrene karboksilnih skupin. Vendar pa, pH, temperatura, in tip topljenca prisotni vpliv topnost, preveč.
Kakovost, če se komercialno uporablja pektin je ponavadi bolj določena s svojo disperzability kot s svojo absolutno topnost. Ko se posuši pektin v prahu doda v vodo, je znano, da tvorijo tako imenovane “Ribe-oči”. Te ribje oči so grudice nastala zaradi hitre hidracije praška. “Ribje oko” grudice imajo suho, un-wetted pektin jedro, ki je prevlečena z visoko hidrirani zunanji sloj mokro prahu. Takšne grudice so težko mokre pravilno in se razpršijo le zelo počasi.

Uporaba pektin

V živilski industriji se pektin doda marmelade, sadne namaze, marmelade, želeji, pijače, omake, zamrznjene hrane, slaščice in pekarske izdelke. Pektin se uporablja v slaščičarski želeji dati dober gel strukturo, čist ugriz in daje dober okus sprostitev. Pektin se uporablja tudi za stabilizacijo kislih beljakovin pijač, kot so pitje jogurt, za izboljšanje teksturo, usta-občutek in celuloze stabilnost v sok na osnovi pijač in kot maščobe nadomestek v pečen blaga. Za kalorij zmanjšano/nizko kalorično, pektini se dodajo kot maščobe in/ali sladkorja zamenjavo.
V farmacevtski industriji se uporablja za zniževanje ravni holesterola v krvi in prebavne motnje.
Druge industrijske aplikacije pektin vključujejo uporabo v užitnih filmih, kot stabilizator emulzije za vodne/oljne emulzije, kot modifikator reologije in mehčalec, kot sredstvo za spreminjanje velikosti papirja in tekstila itd.

Viri pektin

Čeprav pektin je mogoče najti v celičnih stenah večine rastlin, jabolčni tropin in pomarančno lupino sta dva glavna vira komercialno proizvedenih pektini, saj so njihovi pektini so velike kakovosti. Drugi viri kažejo pogosto slabo želiranje vedenja. V sadju, poleg jabolk in agrumov, breskve, marelice, hruške, guavas, Quince, slive, in kosmulje so znani po njihovi visoki količini pektin. Med zelenjavo, paradižnik, korenje in krompir so znani po svojih visoko pektin vsebine.

paradižnik

Milijoni ton paradižnika (Lycopersicon esculentum Mill.) se obdelajo vsako leto za proizvodnjo proizvodov, kot so paradižnikov sok, paste, purée, ketchup, omaka in Salsa, kar povzroča nastajanje velikih količin odpadkov. Paradižnikovi odpadki, pridobljeni po stiskanju paradižnika, so sestavljeni iz 33% semena, 27% kože in 40% celuloze, medtem ko posušeni paradižnik tropin vsebuje 44% semena in 56% celuloze in kože. Paradižnik odpadki je odličen vir za proizvodnjo pektini.