Högre Pektin avkastning med Ultraljud Utvinning

Ultraljud extraktion resulterar i hög avkastning av överlägsen kvalitet pektiner. Med hjälp av ultraljudsbehandling kan värdefulla pektiner effektivt framställas av fruktavfall (t.ex. av produkter från juicebearbetning) och annan biologisk råvara. Ultraljud pektin utvinning utmärker andra utvinning tekniker genom att producera högre avkastning, vilket ger överlägsen pektin kvalitet, och en snabb utvinning förfarande.

Intensifierad Pektin Utvinning av Ultraljudsbehandling

Pektin utnyttjas som en gelling, emulgering och förtjockningsmedel i ett flertal livsmedelsprodukter samt en ingrediens i kosmetika och läkemedel. Konventionell industriell pektinutvinning sker via hetvattenutvinning, där råmaterialet som citrusskal, äppelpress och annat fruktavfall blötläggs i 60–100 °C varmt vatten vid lågt pH(ca. pH 1.5 – 3.5) under en lång tid. Detta vänder konventionella varmvatten utvinning en tid- och energiförbrukande process, som ofta inte ens tillräckligt effektiv för att frigöra stora mängder pektiner som finns i råvaran.
För att övervinna ineffektiviteten i den konventionella produktionsmetoden, är ultraljud extraktion tillämpas som en process intensifiera teknik som minskar utvinningstiden och maximerar pektin avkastning betydligt när jämfört med den traditionella varmvattenutvinning.

Fördelen med Ultraljud Pektin Utvinning

Ultraljud utvinning tillämpas i många fält av extrakt produktion, t ex botaniska och örtextrakt för livsmedel, kosttillskott, läkemedel, och kosmetika. Ett mycket framträdande exempel på ultraljudsextraktion är utvinning av cannabidiol (CBD) och andra föreningar från cannabisplantan.
Ultraljudsextraktion är en icke-termisk extraktionsteknik, som förhindrar därmed de bioaktiva föreningarna mot termisk nedbrytning. Alla ultraljudsprocessparametrar, såsom amplitud, intensitet, tid, temperatur och tryck, kan kontrolleras exakt. Detta möjliggör exakt process och kvalitetskontroll och gör det enkelt att upprepa och återge när man väl fått extraktionsresultat. Extrahera producenter värde ultraljud för den tillförlitliga processen repeterbarhet, som hjälper till att standardisera processer och produkter.

Processparametrar för Ultraljud Pektin Utvinning

  • Sonication intensitet
  • temperatur
  • pH-värde
  • tid
  • Råmaterialens partikelstorlek
The ultrasonicator UIP4000hdT is a powerful extractor for industrial pectin production.

Ultraljudsutsuget UIP4000hdT är en 4kW kraftfull utsugare för industriell pektinproduktion.

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Bestämningen av relevanta processparametrar gör det möjligt att optimera ultraljudsutsugningsprocessen till högsta effektivitet och överlägsen extraktkvalitet.
Till exempel är partikelstorleken på råvara (t.ex. citrusskal) en viktig faktor: En mindre partikelstorlek innebär en högre yta för ultraljudsvågorna att agera på. En liten partikel storleksanpassar resultat därmed i högre pektin avkastningar, en lägre grad av methylation och större förhållande av rhamnogalacturonan (RG) regioner.
Utvinningslösningsmedlets pH-värde (dvs. vatten + syra) är en annan väsentlig parameter. När pektin utvinns under sura förhållanden, många rhamnogalacturonan grenade regioner av polymeren bryts ned, så att främst homogalacturonan (HG) "raka" regioner med några neutrala sockermolekyler fäst på eller i huvudlinorkedjan kvar.
Ultraljud pektin extraktion minskar extraktionstiden och sänker den nödvändiga processtemperaturen, vilket minskar risken för oönskad pektin modifiering av syror. Detta möjliggör användning av syror under begränsade förhållanden för att modifiera pektiner just till produktkrav.

Vad gör Ultraljud Pektin Utvinning så Effektiv?

Effekterna av ultraljud extraktion påverkar direkt svullnad, perforering och brott av cellväggar. Ultraljud inducerad massöverföring orsakar hydrering av pektinous material i mitten lamellen leder till upplösning av vegetal vävnader. Ultraljud kavitation och skjuvning krafter direkt inverkan cellväggar och bryta dem öppna. Dessa mekanismer resulterar i de mycket effektiva resultaten av ultraljud extraktion.

Ultrasonically-extraherade pektin (även akustisk kavitation assisterad extraherade pektin, förkortningen ACAE) som hade lägre molekylvikt och grad av metoxilation var rikare i rhamnogalacturonan-I (RG-I) region med långsidan kedjor jämfört med konventionella värme utvinns (CHE) pektin från kemiska och FT-IR analys. Energiförbrukningen för ulgtrasonic pektinutvinning var betydligt lägre än den konventionella uppvärmningsmetoden, vilket indikerar dess lovande tillämpning för industriell produktionsskala.
(jfr Wang m.fl., 2017)
Wang och hans kollegor (2017) stöder också att ultraljudsstödd utvinning (UAE) har visat sig vara en mer ekonomisk och miljövänlig process med högre effektivitet och mindre kostnad jämfört med konventionell uppvärmningsutvinning (CHE).

Hur fungerar Ultraljud Pektin Utvinning Arbete?

Ultraljud extraktion är baserad på de sonomekaniska effekterna av högintensiva ultraljud. För att främja och intensifiera pektin utvinning via ultraljud, hög effekt ultraljud vågor kopplas via ett ultraljud sond (även kallad ultraljud horn eller sonotrode) i flytande medium, dvs den slurry består av pektin-innehållande råvara och lösningsmedlet. Ultraljudsvågorna färdas genom vätskan och skapar omväxlande lågtrycks- / högtryckscykler. Under lågtryckscykler skapas småvakuumbubblor (så kallade kavitationsbubblor) som växer under flera tryckcykler. Under dessa cykler av bubbla tillväxt, de upplösta gaser i vätskan in i vakuumbubblan, så att vakuumbubblan förvandlas till växande gasbubblor. Vid en viss storlek, när bubblorna inte kan absorbera mer energi, imploderar de våldsamt under en högtryckscykel. Bubblan implosion kännetecknas av intensiva cavitational krafter, inklusive mycket hög temperatur och tryck når upp till 4000K och 1000atm, respektive; samt motsvarande högtemperatur- och tryckskillnader. Dessa ultraljud genererade turbulenser och skjuvning krafter bryta växtceller upp och släppa de intracellulära pektiner i vattenbaserade lösningsmedel. Eftersom ultraljud kavitation skapar mycket intensiv massöverföring, ultraljudsbehandling resulterar i exceptionellt hög avkastning inom en mycket kort bearbetningstid.

Ultraljud som är störande används för extraktioner från Phyto källor (t. ex. växter, alger, svampar)

Ultraljud extraktion från växt celler: den mikroskopiska tvärgående avsnitt (TS) visar mekanismen för åtgärder under ultraljud extraktion från celler (förstoring 2000x) [resurs: Vilkhu et al. 2011]

Om Pektiner

Pektin är en förgrenad heteropolysackarid bestående av långkedjiga galakturonansegment och andra neutrala sockerarter som rhamnose, arabinos, galaktos, och xylose. För att vara mer specifik är pektin ett block av co-polymer bestående av 1,4-α-kopplad galakturonsyra och 1,2-kopplad rhamnose med sidogrenar av β-D-galaktos, L-arabinose och andra sockerenheter. Eftersom det i pektin flera socker moieties och olika nivåer av metylesterifiering finns, pektin inte har en definierad molekylvikt som andra polysackarider. Pektin, som anges för användning i livsmedel, definieras som en heteropolysackarid som innehåller minst 65% galakturoniska syra enheter. Genom att tillämpa särskilda extraktionsvillkor kan pektiner med framgång modifieras och funktionaliseras för att specifika krav ska uppfyllas. Produktionen av funktionaliserade och modifierade pektiner är av intresse för speciella tillämpningar, t ex lågmetoxylat pektin (LMP) för läkemedel.

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

Ultraljud batch extractor UIP2000hdT med cascatrode horn

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Pektiner som utvinns ur fruktavfall

Ultrasonic extraction is highly efficient to produce high-quality pectins from citrus waste.Fruktavfall som peeling, fruktmassa rester (efter fruktjuice pressning), och andra fruktprodukter är ofta rika pektin källor. Fruktavfallsprodukter används som djurfoder, men pektinutvinning är en mer värdefull användning av fruktavfall.
Ultraljud pektin utvinning är redan framgångsrikt utförs med citrusskal (såsom apelsiner, mandariner, grapefrukt), melon peeling, äpple pomace, sockerbetor pomace, mango peeling, tomatavfall, liksom jackfrukt, passionsfrukt, fl fig peeling bland annat.

Fallstudier av ultraljud Pektin Utvinning

På grund av nackdelarna med konventionell pektin utvinning genom värme, forskning och industri har redan undersökt innovativa alternativ såsom ultraljud utvinning. Därigenom finns gott om information om processparametrar för olika råvaror samt processoptimeringsdata.

Ultraljud Utvinning av Pektin från Apple Pomace

Dranca och Oroian (2019) undersökte den ultraljudsstödda utvinningsprocessen av pektin från äppelpolyace som applicerar olika ultraljudsförhållanden och använder Box-Behnken-responsytedesign. De fann att ultraljudsamplituden starkt påverkar utbytet och graden av esterifiering av det extraherade pektin, medan extraktionen pH hade en stor inverkan på alla tre svaren, dvs avkastning, GalA innehåll, och grad av esterification. De optimala förutsättningarna för extraktion var 100% amplitud, pH av 1,8, solid-flytande förhållandet 1:10 g/mL och 30 min ultraljudsbehandling. Under dessa förhållanden var pektinavkastningen 9,183 % och hade en 98,127 g/100 g GalA-halt och 83,202 % grad av esterifiering. För att ställa in resultaten av ultraljud extraherade pektin i relation med kommersiella pektin, pektin prov som erhållits genom ultraljud extraktion under optimala förhållanden jämfördes med kommersiella citrus och äpple pektin prover av FT-IR, DSC, reologiska analys och SEM. De två första teknikerna belyste vissa särdrag hos pektinprovet som extraherades genom ultraljudsextraktion såsom det smalare distributionsintervallet av molekylvikt, det ordnada molekylära arrangemanget och den höga grad av esterifiering som liknade den hos kommersiellt tillgängliga äppelpektiner. Analysen av de morfologiska egenskaperna hos ultraljudsbehämtade prov indikerar ett bestämningsmönster mellan fördelningen av fragmentstorlekarna i detta prov och dess GalA-halt på ena sidan, och vattenupptagningskapaciteten på den andra sidan. Viskositeten hos ultraljud extraherade pektin lösning var mycket högre än de lösningar som gjorts med hjälp av kommersiella pektin, som kanske på grund av den höga koncentrationen av galakturonsyra. När man också överväger den höga graden av esterifiering, kan detta förklara varför viskositeten var högre för ultraljud extraherade pektin. Forskarna drar slutsatsen att renhet, struktur och reologiska beteende pektin extraheras genom ultraljud utvinning från Malus domestica "Fălticeni" äpple pomace indikerar lovande tillämpningar av denna lösliga fiber. (jfr Dranca & Oroian 2019)

Ultraljuds pektinextraktionsmetoden utmärker sig genom

  • Högre avkastning
  • snabbare bearbetning
  • mildare bearbetningsförhållanden
  • Förbättrad övergripande effektivitet
  • Enkel och säker drift
  • Snabb ROI

Högpresterande ultraljudssugare för Pektin-produktion

Ultrasonic extractor UIP4000hdT with flow-through setup for pectin extractionUltraljud utvinning är en pålitlig bearbetning teknik, som underlättar och påskyndar produktionen av högkvalitativa pektiner olika råvaror såsom citrusfrukter av-produkter och peeling, äpple pressrester och många andra. Hielscher Ultrasonics portfölj täcker hela sortimentet från kompakta lab ultrasonicators till industriella utvinningssystem. Därigenom kan vi på Hielscher erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsatorn för din planerade processkapacitet. Vår lång-tid erfarna personal kommer att hjälpa dig från genomförbarhetstester och processoptimering till installation av ditt ultraljud system på slutlig produktionsnivå.
Den lilla fot-print av våra ultraljud extractors samt deras mångsidighet i installationsalternativ gör dem passar även i små-space pektin bearbetningsanläggningar. Ultraljud processorer är installerade över hela världen i livsmedel, pharma och näringstillskott produktionsanläggningar.

Hielscher Ultrasonics – Sofistikerad extraktionsutrustning

Hielscher Ultrasonics produktportfölj täcker hela sortimentet av högpresterande ultraljudsutdrag från små till storskaliga. Ytterligare tillbehör möjliggör enkel montering av den mest lämpliga ultraljud enhet konfiguration för din pektin utvinning process. Den optimala ultraljud setup beror på den planerade kapacitet, volym, råvara, batch eller inline process och tidslinje.

Batch och Infogad

Hielscher ultrasonicators kan användas för batch och kontinuerlig genomflöde bearbetning. Ultraljud batchbearbetning är idealisk för processtestning, optimering och liten till medelstora produktionsnivå. För en producerar stora volymer av pektin, inline bearbetning kan vara mer fördelaktigt. En kontinuerlig inline mixing process kräver sofistikerade setup – består i en pump, slangar eller rör och tankar -, men det är mycket effektiv, snabb och kräver betydligt mindre arbetskraft. Hielscher Ultrasonics har den mest lämpliga extraktion setup för din extraktion volym och mål process.

Ultraljudssugare för varje produktkapacitet

UIP4000hdT flöde cell för inline ultraljudsbehandling på industriell skalaHielscher Ultrasonics produktsortiment täcker hela spektrumet av ultraljud processorer från kompakta lab ultrasonicators över bänk-top och pilotsystem till helt-industriella ultraljud processorer med kapacitet att bearbeta truckloads per timme. Det fullständiga produktsortimentet gör att vi kan erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsutsugaren för din pektininnehållande råvara, processkapacitet och produktionsmål.
Ultraljudsbänkskivor är idealiska för genomförbarhetstester och processoptimering. Linjär uppskalning baserad på etablerade processparametrar gör det mycket enkelt att öka bearbetningskapaciteten från mindre partier till helt kommersiell produktion. Upp-skalning kan göras genom att antingen installera en mer kraftfull ultraljud extraheringsenhet eller klustring flera ultrasonicators parallellt. Med UIP16000 erbjuder Hielscher den mest kraftfulla ultraljudsutsugen i hela världen.

Exakt kontrollerbara amplituder för optimala resultat

Alla Hielscher ultrasonicators är exakt kontrollerbara och därigenom pålitliga arbetshästar i produktion. Amplituden är en av de avgörande processparametrarna som påverkar effektiviteten och effektiviteten av ultraljudsutvinning av pektin från frukt och bioavfall.
Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Alla Hielscher Ultrasonics’ processorer möjliggör den exakta inställningen av amplituden. Sonotrodes och booster horn är tillbehör som gör det möjligt att modifiera amplituden i ett ännu bredare sortiment. Hielschers industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder och leverera den nödvändiga ultraljudsintensiteten för krävande applikationer. Amplituder på upp till 200μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift.
Exakta amplitudinställningar och den permanenta övervakningen av ultraljudsprocessparametrarna via smart programvara ger dig möjlighet att behandla ditt råmaterial med de mest effektiva ultraljudsförhållandena. Optimal ultraljudsbehandling för bästa extraktion resultat!
Robustheten i Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7-drift vid kraftig och i krävande miljöer. Detta gör Hielschers ultraljudsutrustning till ett pålitligt arbetsredskap som uppfyller dina utsugningskrav.

Enkel, riskfri testning

Ultraljudsprocesser kan vara helt linjär skalas. Detta innebär att varje resultat som du har uppnått med hjälp av ett labb eller bänk-top ultrasonicator, kan skalas till exakt samma utgång med hjälp av exakt samma processparametrar. Detta gör ultraljud idealisk för riskfri genomförbarhetstestning, processoptimering och efterföljande implementering till kommersiell tillverkning. Kontakta oss för att lära dig hur ultraljudsbehandling kan öka din pektin extrakt produktion.

Högsta kvalitet – Designad och Tillverkad i Tyskland

Som ett familjeägt och familjeägt företag prioriterar Hielscher högsta kvalitet för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultraljudsapparater är konstruerade, tillverkade och noggrant testade i vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin, Tyskland. Robusthet och tillförlitlighet i Hielschers ultraljudsutrustning gör den till en arbetshäst i din produktion. 24/7 drift under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande blandare.

Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:

batch Volym Flödeshastighet Rekommenderade Devices
1 till 500 ml 10 till 200 ml / min UP100H
0.1 till 20L 0.2 till 4L / min UIP2000hdT
10 till 100 liter 2 till 10 1 / min UIP4000hdT
n.a. 10 till 100 l / min UIP16000
n.a. större kluster av UIP16000

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Använd formuläret nedan för att begära ytterligare information om ultraljudprocessorer, applikationer och pris. Vi kommer gärna att diskutera din process med dig och att erbjuda dig ett ultraljudssystem som uppfyller dina krav!









Observera att våra Integritetspolicy.


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

Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer för blandning av applikationer, spridning, emulgering och utvinning på labb, pilot och industriell skala.

Litteratur / Referenser