Ultraljud-enzymatisk diacylglycerol produktion

• Diacylglycerol (DAG) rika oljor har visat ett högt näringsvärde eftersom de smälts och metaboliseras på ett sätt som avsevärt minskar kroppsvikten.
• Diacylglycerol kan framställas genom hydrolys av palmolja med hjälp av ett kommersiellt lipas som katalysator under ultraljud.
• Genom ultraljudsenzymatisk hydrolys kan DAG:er produceras i stora volymer till mycket låga bearbetningskostnader.

Genom en ultraljudsassisterad biokatalyserad hydrolys kan vanliga vegetabiliska oljor omvandlas till DAG-rika ätbara oljor med högt näringsvärde. Den ultraljudsenzymatiska hydrolysen ger ett bra utbyte av en diacylglycerolrik olja i kortare reaktionstider och under milda förhållanden.

Fördelarna med ultraljudshydrolys:

• Fin emulgering
• Ökad massöverföring
• Milda förhållanden
• Kort processtid
• Temperaturkontrollerad
• Kontinuerlig produktion

forskning & Resultat

Awadallak et al. (2013) har undersökt ultraljudsassisterad hydrolys av palmolja med hjälp av Lipozyme RM IM som biokatalysator. I tvåstegsreaktionen används ultraljud för att främja emulgering av olja och vatten. I det andra steget tillsätts enzymerna för den katalytiska omvandlingen.
Ultraljud setup som används i forskningen av Awadallak: UP200S (200 W, 24 kHz) med flödescell i glas (se bild till vänster).
Forskargruppen fann att följande tvåstegsprocess ger de bästa resultaten: ultraljudssonden sattes in till ett djup av cirka 10 mm i vatten/oljesystemet, effekten justerades till 80 W och slogs på i 3 minuter för att emulgera systemet innan den avlägsnades, och sedan tillsattes enzymet (1,36 viktprocent vatten + oljemassa) medan lösningen blandades genom magnetomrörning (300 rpm).
Ultraljudsbehandlingen utfördes med hjälp av ultraljudssondenhet UP200S.

Således gav ultraljudsassisterad biokatalys DAG-olja med en koncentration på 34,17 viktprocent efter 12 timmars reaktionstid. Ultraljudsbehandlingen steget i sig var mycket kort med en varaktighet på bara 1,2 min.
Eftersom ultraljudsbehandling tillämpas som första steg för att erhålla en fin storlek ultraljud emulsion, har denna tvåstegsprocess fördelar för storskalig produktion: Dess energikostnader är mycket låga och dess korta emulgeringstid gör det möjligt att använda reducerad kontinuerlig ultraljudsutrustning för att mata stora hydrolysreaktorer.

Ultraljudsutrustning för piloter & produktion

Hielscher Ultrasonics är din långvariga erfarna partner för ultraljudsprocesser. Vi tillverkar kraftfulla och pålitliga ultraljudssystem för alla volymer. Som leverantör till läkemedels- och livsmedelsindustrin är vi specialiserade på tillverkning av ultraljudsutrustning samt på rådgivning för ultraljudsprocesser och deras implementering i produktionsströmmar.
Tabellen nedan ger dig en indikation på bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater.

Hielschers MultiPhaseCavitator

Hielscher har utvecklat den unika flödescellsinsatsen MultiPhaseCavitator MPC48. Insatsen MPC48 (se bilden till höger) är utrustad med 48 fina kanyler, genom vilka den andra fasen injiceras som en mycket fin vätskeström med en diameter på 0,3 mm till 1,2 mm (beroende på kanylstorlek). Eftersom den andra fasen injiceras redan mycket fin direkt i ultraljudskavitationszonen, produceras en mikro- eller nano-emulsion genom ultraljudsbehandling. MPC48-insatsen är designad för Hielscher flödescellsreaktorer och kan användas för batchvis och kontinuerlig bearbetning.
Klicka här för att lära dig mer om MultiPhaseCavitator!