Hielscher ultrazvučna tehnologija

Ultrasonični deacetilacija "chitin" u "chitosan"

"Chitosan" je "chitin" biopolimer koji ima mnogo aplikacija u Pharma, hrani, poljoprivredi i industriji. Ultrazvučna dezsonacija "chitin" u "chitosan" intenziviranje lečenja značajno – dovode do efikasnog i brzog procesa sa visokim chitosnom prinos vrhunskog kvaliteta.

Ultrazvučna produkcija

Chitosan je dobijen od N-deacetilacije. U konvencionalnom deacetilaciji, chitin je natoplan u sulfidno bonentima (obično 40 na 50% (w/w) NaOH). Proces najužnje zahteva visok nivo temperature od 100 do 120 º C, dok je prinos za chitosan koji se dobija po sošnom koraku nizak. Primena visokoenergetskih ultraira pojačava proces deacetilacije u značajnoj meri i dovodi do velike prinosa niskomolekularne težine chitosan u brzom lečenju na donjoj temperaturi. Ultrasonični deacetilacija daje vrhunski kvalitet chitosan koji se koristi kao prehrambeni i Pharma, kao đubrivo i u mnogim drugim industrijskim aplikacijama.
Ultrasonični tretman rezultira izuzetnim stepenom acetilacije (DA) pri smanjenju stepena aketilacije od DA ≥ 90 do chitosana sa DA ≤ 10.
Mnoge istraživačke studije potvrđuju efikasnost ultrasonitacije deacetilacija za chitosan. Vajj. et Al. (2008) je utvrdio da sonacija poboljšava pretvaranje u "chitin" drastično. Ultrasonični tretman za "chitin" stiže sa značajnim štednjom vremenom smanjujući potrebno vreme obrade sa 12-24 časova na nekoliko časova. Pored toga, za postizanje potpune konverzije potrebno je manje Solvent, što smanjuje uticaj okoline da odbaci i oslobodi potrošeni ili nereagovao, odnosno koncentrisana NaOH.

Ultrasonični deacetilacija "chitin" u "chitosan"

Deacetilacija "chitin" u "chitosan" promovisana je sonacija

High-performace ultrasonicator UIP4000hdT za industrijske primene

UIP4000hdT – 4kW Power Ultrazvučni sistem

Захтев за информације




Obratite pažnju na naše Правила о приватности.


Rad u principu ultrasonični tretman

Visoka sila, ultrafrekventna ultrazvučnost (∼ 20-26kHz) stvara akustične kavitacije u tečnosti i slinama. Ultrazvučni ultrazvuk promoviše konverziju "chitin" u "chitosan" kao Solvent (npr., NaOH) fragmentes i prodajući se za čvrsto čišćenje čestica, čime se podiže površinska površina i poboljšava masovni transfer između čvrste i tečne faze. Pored toga, velike makaze sile ultrasonične kavitacije stvaraju besplatne radikale koji povećavaju reaktivnost reagent (tj. NaOH) tokom hidrolitze. Kao tehnika netermalne obrade, soniranost sprečava termičku degradaciju koja proizvodi visokokvalitetni chitosan. Ultrasonični skratite vreme koje je potrebno za izdvajanje iz Rakovu, kao i za prinos (i tako naknadno chitosan) veće čistoće u odnosu na tradicionalne uslove obrade. Za proizvodnju chitin i chitosan, ultrazvuci tako ima potencijal da smanji troškove proizvodnje, smanji vreme obrade, omogući bolju kontrolu procesa proizvodnje i smanji uticaj na životnu sredinu u procesu otpada.

Prednosti Ultrasonne izrade

  • Viši Chitosan prinos
  • Vrhunski kvalitet
  • Vreme smanjene
  • Donja temperatura u procesu
  • Povećana efikasnost
  • Lako & bezbedna operacija
  • еколошки

Ultrasonični Deketilacija za Chitosan – Protokol

1) Pripremite "chitin":
Koristeći ljuske od kraba kao izvornog materijala, granate sa kraba bi trebalo temeljno oprati da bi se uklonila bilo koje od Rastvorih organika i okrenuće nečistoća, uključujući zemljište i proteine. Nakon toga, materijal u školjke mora biti potpuno sušen (npr., na 60 º C za 24h u rerni). U tom slučaju osušene granate su u prizemlju (npr. upotrebom žičara), deproteinirane u Alkalnom mediju (npr., NaOH na konc. od 0,125 do 5,0 M), i demineralizovana na kiselini (npr., oslabiti hidrohlorna kiselina).
2) ultrasonični Deacetilacija
Da biste pokrenuli tipičnu ultrasonovu reakciju, Beta-chitin čestice (0,125 mm < d < 0.250 mm) are suspended in 40% (w/w) aqueous NaOH at a ratio beta-chitin/NaOH aqueous solution of 1/10(g mL-1), suspenzija se prenosi u dvostruku staklenu čašu, a i Sonje je uz korišćenje Hielschera УП400Ст ultrasonični homogenator. Sledeći parametri (CF. FIamingo et Al. 2016) stalno se menjaju prilikom izvođenja ultrasononove reakcije: (i) ultrasonični probe (sonotjahac Hielscher S24d22D, prečnik vrha = 22 mm); (II) režim pulsiranost (IP = 0,5 SEC); (iii) ultrasonični intenzitet površine
(I = 52,6 W cm-2), (IV) temperatura reakcije (60 º C ± 1 º C), (v) vreme reagovanja (50 min), (vi) odnos Beta-chitin težina/Zapremina 40% (w/w) aqueno natrijum hidroxid (BCHt/NaOH = 1/10 g mL-1); (VII) obim suspenzije Beta-chitin (50mL).
Prva reakcija se nastavlja za 50min pod stalnim magnetnim mešanjem i potom se prekida brzo hlađenje suspenzije na 0 º C. Nakon toga se dodaje da je kod pH 8,5, a uzorak CHs1 izolovan, sa deformisanim vodama i sušenjem u ambijentima. Kada se isti ultrasonični deacetilacija ponovi kao drugi korak ka CHs1, on proizvodi uzorak CHs2.

Ultrasonični deacetilacija čenja u "chitosan"

Skeniranje Electron mikroskopije (SEM) slika na uveličanje 100 × a) gladijus, b) ultrazvucen gladijus, c) β-chitin, d)-tretirani β-chitin, i e) chitosan (izvor: preto et Al. 2017)

FIamingo et Al. je utvrdio da ultrasonični deacetilacija Beta-chitin efikasno proizvodi visoku molekularnu težinu chitosan sa niskim stepenom acetilacije i korišćenja aditiva niti inertnog atmosfere, niti dugih vremena reagovanja. Iako se ultrasonični deaketilacija izvodi pod uslovima – odnosno temperatura niskog reagovanja u odnosu na najtermohemijske deacetilacije. Ultrasonični deacetilacija Beta-chitin omogućuje pripremu nasumih deacetilated, varijabilnog stepena aketilacije (4% ≤ DA ≤ 37%), prosečna srednja Težina, molekularna težina (900.000 g mol-1 ≤ MW ≤ 1.200.000 g mol-1 ) i niske raspršenosti (1,3 ≤ đ ≤ 1,4) sprovodeći tri uzastopne reakcije (50 min/step) na 60 º C.

Hielscher Ultrasonics proizvodi visokokvalitetne ultrazvučne performanse za sonohemijske aplikacije.

Visokoenergetski Ultrazvučni procesori iz laboratorije do pilot i industrijske skale.

Visokokvalitetni Ultrazvučni sistemi za Chitosan proizvodnju

UIP4000hdT-4 kilovata moćni ultrasonični sistem za vađenje i malaksaciju ekstra devicansko maslinovo uljeFragmentacija lakoće i deketilacije za chitin za chitosan zahteva snažnu i pouzdanu ultrasonnu opremu koja može da isporuči visoke amplitudes, nudi preciznu kontrolabilnost nad parametrima procesa i može da se operiše 24/7 pod teškim opterećenjem i u zahtevnim sredinama. Hielscher Ultrasonics raspon proizvoda dobićete vas i vaše zahteve za proces. Hielscher ultrasonicatori su visokokvalitetni sistemi koji mogu biti opremljeni priborom kao što su sonotrodes, serveri, reaktori ili ćelije toka kako bi se podudarali sa potrebama procesa na optimalan način.
Pomoću digitalnog prikaza boja, opcija za automatsko snimanje se pokreće sa automatskim snimanjem podataka na integrisanoj SD kartici, kontroli daljinskog pregledača i mnogim drugim funkcijama, obezbeđuje se najviša kontrola procesa i ljubaznost korisnika. Uparena sa robusnosti i velikim opterećenjem kapaciteta, Hielscher ultrasonski sistemi su Vaš pouzdan rad u proizvodnji.
Fragmentacija i deacetilacija zahteva moćan ultrazvuk da bi dobio ciljano pretvaranje i finalni chitosan proizvod visokog kvaliteta. Posebno za fragmentaciju perova, visok amplitudes i povišeni pritisci su presudni. Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrasonični procesori lako dostavljaju veoma visoke amplitudes. Amplitudes od do 200 μm se može neprestano raditi u 24/7 operaciji. Za još veće amplitudes, na raspolaganju su vam prilagođeni Ultrazvučni sonotrodes. Kapacitet napajanja Hielscher ultrasonskih sistema omogućava efikasnu i brzu deacetilaciju u bezbednom i korisnom procesu.

Табела испод показује приближни капацитет обраде наших ултразвучних уређаја:

батцх tom Проток Препоручени уређаји
1 до 500 мл 10 до 200мЛ / мин УП100Х
10 до 2000мЛ 20 до 400мЛ / мин УП200Хт, УП400Ст
0.1 до 20Л 0.2 до 4Л / мин УИП2000хдТ
10 до 100Л 2 до 10Л / мин UIP4000hdT
Н.А. 10 до 100Л / мин УИП16000
Н.А. веће кластер УИП16000

Контактирајте нас! / Питајте нас!

Traži više informacija

Молимо вас да користите образац испод, ако желите да затражите додатне информације о ултразвучној хомогенизацији. Биће нам драго да вам понудимо ултразвучни систем који одговара вашим захтевима.









Molimo vas da zabeležite naše Правила о приватности.


Литература / Референце

  • Butnaru E., Stoleru E., Brebu M.A., Darie-Nita R.N., Bargan A., Vasil C. (2019): Chitosan-based Bionanokompozitni filmovi pripremljeni od tehnike emulzije za očuvanje hrane. Materijali 2019, 12 (3), 373.
  • FIamingo A., de žali na Delezuk J.A., Trombotto St. David L., Kampana-Filho S.P. (2016): Opsežno razilirana visoka molekularna težina chitosan iz multistep-a deaketilacija Beta-chitin. Ultrasonics Sonohemija 32, 2016. 79 – 85.
  • Kjartansson, G., Wu, T., Živanović, S., Vajs, J. (2008): Sonohemicki konverzija u resin za Chitosan, direktor za nacionalnu istraživačku inicijativu USDA, Nju Orleansa, LA, 28.
  • Kjartansson, G., Kristbergsson, K. Živanović, S., Vajs, J. (2008): uticaj temperature za vreme deacetilacije na "chitosan" sa ultrazvuk visokog intenziteta kao predlečenja, godišnji sastanak Instituta za prehrambene tehnologa, Nju Orleansa, LA, 30. jun, 95-18.
  • Kjartansson, G., Kristbergsson, K., Živanović, S., Vajs, J. (2008): uticaj ultrazvukom visokog intenziteta da ubrza pretvaranje u "chitin", na godišnji sastanak Instituta za prehrambene tehnologa, Nju Orleansu, LA, 95-17 30.
  • Preto M.F., Kampana-Filho S.P., FIamingo A., Cosentino I.C., Tessari-Zampieri M.C., Abessa D.M.S., Romero A.F., Bordon I.C. (2017): Gladijus i njegovi derivali kao potencijalni biokosenti za pomordizel ulje. Istraživanje životne sredine i zagađenja (2017) 24:22932 – 22939.
  • Wijesena R.N., Tissera N., Kannangara Y.Y., Lin Y., Amaratunga G.A.J., de Silva K.M.N. (2015): Metod za najvišu pripremu za izradu "chitosan nanopčlanaka" i nanofibers. Karbohiderate Polymers 117, 2015. 731–738.
  • Wu, T., Živanović, S., Hayes, D.G., Vajs, J. (2008). Efikasno redukcija chitosan molekularne mase pomoću ultrazvukom visokog intenziteta: osnovni mehanizam i dejstvo parametara obrade. U časopisu poljoprivredne i prehrambene hemije 56 (13): 5112-5119.
  • Yadav M.; Goswami P.; Paritosh K.; Kumar.; Pareek N.; Vivekanand V. (2019): Ribni otpad: izvor za pripremu komercijalno radno sposobnih/chitosan materijala. Bioresursi i Bioobrada 6/8, 2019.


Чињенице вреди знати

Kako funkcioniše Ultrasonin Deactilation?

Kada se visoko napajanje, ultrazvuk niskog frekvencija (npr., 20-26kHz), nalazi se u tečnoj ili slnoj, naizmenične cikluse niskog pritiska, primenjuju se na tečnost koja stvara kompresiju i rarefrakciju. Tokom ovih potisnih ciklusa visokog pritiska, generiše se mali vakum-Mehurići koji rastu preko nekoliko ciklusa pritiska. U trenutku, kada vakuum mehurići ne mogu apsorbovati više energije, oni se collaps u isto vreme. Tokom ove implozije mehurića, pojavljuju se lokalno veoma intenzivni uslovi: visoke temperature do 5000K, pritisak do 2000bankomata, veoma visoke stope grejanja/hlađenja i razlika u pritisku pritiska. S obzirom da je dinamika skupljenja mehurića brža od masovne i toplotne transfera, energija u toj šupljini je ograničena na veoma malu zonu, koja se takođe naziva "Vruća tačka". Implozija kavitacije takođe rezultira microturbulences, tečnim mlaznicama do 280 miliona, brzine i rezultujućim silama. Ovaj fenomen poznat je kao ultrasoničan ili akustična Kavitacija.
Kapljice i čestice u sononovoj tečnoj tečnosti su prodrli te kavitacijske snage i kada se ubrzane čestice ukrštaju jedni sa drugima, oni su izubeni od strane čestica. Akustična Kavitacija je radni princip ultrasonične glodalice, raspršavanja, emulsifikacije i sonohemije.
Za chitin deacetilacija, visoko intenzitet ultrazvukom se povećava u površinskom prostoru aktiviranjem površine i promocijom masovne transfera između čestica i reagent.

chitosan

Chitosan je modifikovani, cationic, Neotrovni karbohidatni polimer sa složenom hemijskom strukturom koju je formirao β-(1, 4) Glucosamine jedinice kao glavna komponenta (> 80%) i N-acetyl Glucosamine jedinice (<20%), randomly distributed along the chain. Chitosan is derived from chitin through chemical or enzymatic deacetylation. The degree of deacetylation (DA) determines the content of free amino groups in the structure and is used to distinguish between chitin and chitosan. Chitosan shows good solubility in moderate solvents such as diluted acetic acid and offers several free amine groups as active sites. This makes chitosan advantageous over chitin in many chemical reactions. Chitosan is valued for its excellent biocompatibility and biodegradability, non-toxicity, good antimicrobial activity (against bacteria and fungi), oxygen impermeability and film forming properties. In contrast to chitin, chitosan has the advantage of being water-soluble and thereby easier to handle and use in formulations. As the second most abundant polysaccharide following cellulose, the huge abundance of chitin makes it a cheap and sustainable raw material.

Proizvodnja chitosan

Chitosan se proizvodi u dva koraka. U prvom koraku, sirovine, kao što su crustacean granate (tj. Rači, Kraba, jastoga), je deproteinizovano, demineralizovana i čistena da bi se pribukao. U drugom koraku, funkcija chitin se tretira snažnom osnovom (npr., NaOH) da bi uklonila lanetyl lance kako bi dobili chitosan. Poznato je da je proces konvencionalne obrade proizvoda veoma dugotrajan i da će biti intenzivan.

chitin

Chitin (C8Х13O5NN je ravan polimer od β-1, 4-N-acetylglucosamine i klasifikovan je u-u, β i γ-chitin. U derivativima glukoze, chitin je glavna komponenta egzoseletskih artizela, kao što su Rakovu i insekti, radulae kutuše, cephalopod, i Vage ribe i lissamphibaca i mogu se naći i u ćelijskim zidovima u fungi. Struktura chitin-a je uporediva sa celulozom, formiranjem glazurom noferovih ili žiskera. Celuloza je najobilniji poloroniji sveta, a sledi je i chitin kao drugi najobilniji polorakcharid.

glucosamine

Glucosamine (C6Х13ne5) je šećer u Aminu i važan predkursor u biohemijskoj sintezu glkosilenih proteina i lipida. Glucosamine je prirodno-obilni spoj koji je deo konstrukcije i polysakcharidesa, chitosan i chitin, što čini Glucosamine jednim od najobilnijih monosakaidesa. Većina komercijalno dostupnog Glucosamine je izrađena od hidrolite crustacean exoseletona, odnosno minobacača i granata.
Glucosamine se prvenstveno koristi kao dodatak ishrani gde se koristi u formi Glucosamine sulsudbine, Glucosamine hidrohlorida ili N-acetyl Glucosamine. Glucosamine sulfat dodaci su u stanju da tretiraju bolno stanje prouzrokovan zapaljivanjem, slom i konačnim gubitkom hrskavice (osteoartritis).