การเพิ่มมูลค่าให้วัสดุเหลือจากกระบวนการแปรรูปอาหารด้วยการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์
วัสดุเหลือจากกระบวนการแปรรูปอาหาร – เช่น เศษตัดแต่งหัวหอมและกะหล่ำปลี เปลือกส้ม และวัสดุเหลือที่อุดมด้วยโปรตีน เช่น กากธัญพืชจากการผลิตเบียร์ – มักถูกทิ้งเป็นของเสียหรือลดระดับไปใช้เป็นอาหารสัตว์มูลค่าต่ำ อย่างไรก็ตาม ผลพลอยได้เหล่านี้ยังคงเป็นแหล่งที่อุดมด้วยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีคุณค่า รวมถึงโปรตีน ใยอาหาร สารต้านอนุมูลอิสระกลุ่มฟีนอลิก และรงควัตถุธรรมชาติ
การนำส่วนประกอบมูลค่าสูงเหล่านี้กลับมาใช้ประโยชน์ต้องอาศัยวิธีแปรรูปที่อ่อนโยน ซึ่งรักษาคุณสมบัติด้านการทำหน้าที่และคุณค่าทางโภชนาการไว้ เมื่อสกัดและผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์แล้ว สารเหล่านี้สามารถนำไปใช้ในอาหารและเครื่องดื่มได้หลากหลาย โดยเฉพาะในภาคอาหารจากพืชที่กำลังเติบโต
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพ ไม่ใช้ความร้อน และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับการนำสารที่มีคุณค่าจากของเสียจากอาหารและชีวมวลกลับมาใช้ประโยชน์ การใช้อัลตราซาวนด์ความเข้มสูงช่วยให้ผู้ผลิตเพิ่มผลได้จากการสกัดให้สูงสุด พร้อมรักษาความสมบูรณ์และคุณสมบัติการทำหน้าที่ของส่วนประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ไวต่อสภาวะการแปรรูป
โรงกลั่นชีวภาพที่มีประสิทธิภาพด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการด้วยอัลตราซาวนด์
การใช้อัลตราซาวนด์เป็นเทคโนโลยีเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ความยั่งยืน และความสามารถในการทำกำไรของโรงกลั่นชีวภาพสมัยใหม่ การผสานอัลตราซาวนด์กำลังสูงเข้ากับการแปรรูปชีวมวลช่วยให้ผู้ผลิตปรับปรุงสมรรถนะการสกัดได้อย่างมีนัยสำคัญ เร่งปฏิกิริยาเคมีและชีวเคมี และปรับกระบวนการผสม การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และการกระจายตัวให้เหมาะสมที่สุด
เมื่อเทียบกับวิธีแปรรูปแบบดั้งเดิม การใช้อัลตราซาวนด์ให้ผลดังต่อไปนี้:
- ผลได้จากการสกัดสูงขึ้น
- ระยะเวลาการเกิดปฏิกิริยาและการแปรรูปสั้นลง
- อัตราการเปลี่ยนสารดีขึ้น
- การใช้พลังงานลดลง
- คุณภาพและความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ดีขึ้น
- ต้นทุนการดำเนินงานต่ำลง
ด้วยเหตุนี้ การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการด้วยอัลตราซาวนด์จึงมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนชีวมวลให้เป็นผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงอย่างมีประสิทธิภาพและยั่งยืนยิ่งขึ้น
เครื่องอัลตราซาวนด์ UIP4000hdT สำหรับการสกัดสารที่มีคุณค่า (เช่น โปรตีน พอลิฟีนอล เพกทิน และลิพิด) จากของเสียชีวภาพอย่างมีประสิทธิภาพ
โรงกลั่นชีวภาพคืออะไร?
โรงกลั่นชีวภาพเป็นสถานประกอบการแปรรูปแบบบูรณาการที่เปลี่ยนชีวมวลหมุนเวียนให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่าหลากหลายประเภท รวมถึงส่วนประกอบอาหาร อาหารสัตว์ สารเคมี เชื้อเพลิงชีวภาพ พลังงาน และวัสดุเฉพาะทาง
วัตถุดิบที่ใช้โดยทั่วไป ได้แก่:
- วัสดุเหลือทางการเกษตรและของเสียจากพืชผล
- ผลพลอยได้จากการแปรรูปอาหาร
- กระแสของเสียอินทรีย์จากอุตสาหกรรม
- วัสดุเหลือจากป่าไม้
- ของเสียชีวภาพจากชุมชน
เช่นเดียวกับโรงกลั่นปิโตรเลียมที่แยกน้ำมันดิบออกเป็นผลิตภัณฑ์หลายชนิด โรงกลั่นชีวภาพแยกชีวมวลออกเป็นสารตัวกลางสำคัญ – เช่น คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ลิพิด และเส้นใย – ซึ่งจะนำไปแปรรูปต่อเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่ม
ลักษณะสำคัญของโรงกลั่นชีวภาพสมัยใหม่คือการเพิ่มมูลค่าให้กระแสของเสีย เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมช่วยเปลี่ยนวัสดุที่เคยถือว่าเป็นของเสียให้เป็นทรัพยากรที่มีมูลค่าเชิงพาณิชย์ สนับสนุนหลักเศรษฐกิจหมุนเวียนและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
โรงกลั่นชีวภาพที่เพิ่มประสิทธิภาพด้วยอัลตราซาวนด์
การผสานเทคโนโลยีอัลตราซาวนด์สามารถปรับปรุงสมรรถนะของกระบวนการต่าง ๆ ในโรงกลั่นชีวภาพได้อย่างมีนัยสำคัญ รวมถึง:
- การสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ
- การสลายโครงสร้างชีวมวลและการทำลายเซลล์
- การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน
- ไฮโดรลิซิส
- การสนับสนุนกระบวนการหมัก
- ทรานส์เอสเทอริฟิเคชันของน้ำมันพืชใช้แล้วเพื่อผลิตไบโอดีเซล
- การทำอิมัลชันและการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
- การลดขนาดอนุภาคและการกระจายตัว
การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยให้โรงกลั่นชีวภาพมีผลิตภาพสูงขึ้น พร้อมลดระยะเวลาการแปรรูปและความต้องการพลังงาน นอกจากนี้ กระบวนการที่ใช้อัลตราซาวนด์ช่วยมักเพิ่มความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์และรักษาคุณภาพของสารที่ไวต่อความร้อน
การใช้อัลตราซาวนด์ช่วยให้การดำเนินงานของโรงกลั่นชีวภาพมีความยั่งยืนและคุ้มค่าทางเศรษฐกิจมากขึ้น โดยเพิ่มการถ่ายเทมวล เร่งจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยา และทำให้ชีวมวลเข้าถึงได้ง่ายขึ้น เนื่องจากความต้องการระบบการผลิตแบบหมุนเวียนและเทคโนโลยีที่ใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพยังคงเพิ่มขึ้น อัลตราซาวนด์จึงเป็นเครื่องมือที่มีความสำคัญมากขึ้นในการเพิ่มมูลค่าของชีวมวลและวัสดุเหลือจากกระบวนการแปรรูปอาหารให้สูงสุด
ผลิตภัณฑ์ใดได้รับประโยชน์จากการใช้อัลตราซาวนด์ในโรงกลั่นชีวภาพ?
อัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงเป็นเทคนิคเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการที่นำไปใช้ในหลายอุตสาหกรรม การใช้อัลตราซาวนด์ใช้ในการแปรรูปของเหลวและสารแขวนลอยข้น เพื่อผสมและทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน ส่งเสริมการถ่ายเทมวล สกัดสาร และ/หรือเริ่มต้นปฏิกิริยาเคมี
การใช้อัลตราซาวนด์ที่พบได้ทั่วไปในโรงกลั่นชีวภาพ ได้แก่:
- การสกัดสารที่มีคุณค่าจากชีวมวล (เช่น โปรตีน เพกทิน แป้ง เป็นต้น)
- การผลิตไบโอเอทานอล
- การสังเคราะห์ไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชใช้แล้วและไขมันสัตว์
- ไบโอดีเซลจากน้ำมันสาหร่าย
- การปรับสภาพลิกโนเซลลูโลส
- การดัดแปรแป้ง
การสกัดโปรตีนจากแหน: ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ของตัวอย่างแหน: แถวบนแสดงเซลล์ที่ยังสมบูรณ์ของตัวอย่างแหนในกลุ่มควบคุม
แถวล่างแสดงตัวอย่างแหนที่ผ่านการสกัดด้วยเครื่องอัลตราซาวนด์ UP400ST เซลล์แสดงการแตกสลายเชิงกลอย่างชัดเจนจากการใช้อัลตราซาวนด์
งานวิจัยและภาพ: ©2023 Inguanez et. al.
เครื่องประมวลผลด้วยอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงสำหรับโรงกลั่นชีวภาพ
Hielscher Ultrasonics ออกแบบและผลิตเครื่องประมวลผลด้วยอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงสำหรับการใช้งานในโรงกลั่นชีวภาพทั่วโลก เครื่องปฏิกรณ์อัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรมของเราช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสกัด การสลายโครงสร้างชีวมวล การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน การผสม การกระจายตัว การกำจัดก๊าซ และปฏิกิริยาโซโนเคมี ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานได้ผลได้สูงขึ้น แปรรูปได้เร็วขึ้น และมีอัตราการเปลี่ยนสารดีขึ้น
ตั้งแต่การศึกษาความเป็นไปได้ในห้องปฏิบัติการ ไปจนถึงการปรับกระบวนการให้เหมาะสมที่สุดในระดับนำร่องและการผลิตระดับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ Hielscher มีโซลูชันอัลตราซาวนด์ที่ปรับขยายขนาดได้สำหรับทุกขั้นตอนของการพัฒนากระบวนการ การใช้งานที่เป็นที่ยอมรับ เช่น การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ การทำลายเซลล์ การเพิ่มการถ่ายเทมวล และการเพิ่มมูลค่าชีวมวล สามารถนำไปใช้และปรับขยายขนาดได้อย่างรวดเร็วโดยให้ผลลัพธ์ที่คาดการณ์ได้
Hielscher มีเครื่องประมวลผลด้วยอัลตราซาวนด์ตั้งแต่เครื่องขนาดกะทัดรัดสำหรับห้องปฏิบัติการ ไปจนถึงระบบอุตสาหกรรมที่แปรรูปชีวมวลได้หลายตันต่อชั่วโมง ด้วย UIP16000hdT (16kW) ซึ่งเป็นเครื่องประมวลผลด้วยอัลตราซาวนด์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก และทางเลือกการจัดกลุ่มเครื่องที่ปรับขยายขนาดได้ จึงสามารถรองรับกำลังการผลิตได้แทบทุกระดับ ระบบอุตสาหกรรมทั้งหมดได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้ทำงานอย่างต่อเนื่อง 24/7 ภายใต้สภาวะการผลิตที่มีความต้องการสูง
เครื่องปฏิกรณ์และโพรบอัลตราซาวนด์สำหรับการผลิตทุกขนาด
กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher ประกอบด้วย:
- เครื่องอัลตราซาวนด์สำหรับห้องปฏิบัติการเพื่อพัฒนากระบวนการและทดสอบความเป็นไปได้
- ระบบตั้งโต๊ะและระบบนำร่องสำหรับการศึกษาการขยายขนาด
- เครื่องประมวลผลด้วยอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรมสำหรับการแปรรูปชีวมวลขนาดใหญ่
- เครื่องปฏิกรณ์เซลล์ไหลแบบอินไลน์สำหรับการผลิตอย่างต่อเนื่อง
ผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะมีโซลูชันอัลตราซาวนด์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกระบวนการ ความต้องการด้านปริมาณงานที่ต้องประมวลผล และเป้าหมายการผลิตของคุณ
การควบคุมกระบวนการสูงสุดเพื่อผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ

การควบคุมกระบวนการอย่างแม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเปลี่ยนชีวมวลและการสกัดอย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องประมวลผลด้วยอัลตราซาวนด์ของ Hielscher ช่วยให้ปรับและติดตามพารามิเตอร์สำคัญทั้งหมดของการใช้อัลตราซาวนด์ได้อย่างแม่นยำ รวมถึงแอมพลิจูด กำลัง อุณหภูมิ ความดัน และพลังงานที่ป้อนเข้า
แอมพลิจูดเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของกระบวนการอัลตราซาวนด์ ระบบของ Hielscher ให้การควบคุมแอมพลิจูดอย่างแม่นยำ และสามารถทำงานอย่างต่อเนื่องที่แอมพลิจูดสูงถึง 200 µm ภายใต้สภาวะอุตสาหกรรม โซโนโทรดและฮอร์นเพิ่มแอมพลิจูดช่วยให้ปรับกระบวนการให้เหมาะสมยิ่งขึ้นสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน
ระบบควบคุมดิจิทัลในตัวและการติดตามผ่านเบราว์เซอร์ช่วยให้จัดการกระบวนการได้แบบเรียลไทม์ ทำให้มั่นใจได้ถึงผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้ ประสิทธิภาพการสกัดสูงสุด และการขยายขนาดจากห้องปฏิบัติการสู่การผลิตระดับอุตสาหกรรมอย่างเชื่อถือได้
สร้างขึ้นเพื่อการทำงานระดับอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง
เครื่องประมวลผลด้วยอัลตราซาวนด์ของ Hielscher ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่ใช้งานหนัก การออกแบบที่แข็งแรง ส่วนประกอบคุณภาพสูง และความน่าเชื่อถือที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว ช่วยให้ทำงานอย่างต่อเนื่อง 24/7 ภายใต้ภาระงานเต็มกำลังได้
ประโยชน์สำคัญ ได้แก่:
- ผลได้จากการสกัดสูงและการใช้ประโยชน์จากชีวมวลดีขึ้น
- การขยายขนาดจากห้องปฏิบัติการสู่การผลิตอย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้
- ความสามารถในการแปรรูปแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่อง
- ความต้องการการบำรุงรักษาต่ำ
- การติดตามจากระยะไกลและการบันทึกข้อมูลกระบวนการ
- ความน่าเชื่อถือระดับอุตสาหกรรมสำหรับการทำงานตลอดวันตลอดคืน
ความเป็นเลิศด้านวิศวกรรมและการผลิตของเยอรมนี
Hielscher Ultrasonics เป็นบริษัทที่ครอบครัวเป็นเจ้าของ ตั้งอยู่ใกล้กรุงเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี และได้พัฒนาและผลิตอุปกรณ์อัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรมมาเป็นเวลาหลายทศวรรษ เครื่องประมวลผลด้วยอัลตราซาวนด์ทุกเครื่องได้รับการออกแบบ ผลิต และทดสอบในเยอรมนี เพื่อให้มั่นใจถึงสมรรถนะสูงสุด ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานยาวนาน
นอกเหนือจากการจัดหาอุปกรณ์ Hielscher ยังสนับสนุนลูกค้าด้วยความเชี่ยวชาญด้านการใช้งาน การปรับกระบวนการให้เหมาะสมที่สุด ความช่วยเหลือในการขยายขนาด การฝึกอบรมทางเทคนิค และการสนับสนุนด้านวิศวกรรมอย่างต่อเนื่อง – ช่วยให้โรงกลั่นชีวภาพแปรรูปชีวมวลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำกำไรได้ และยั่งยืน
ตารางด้านล่างแสดงกำลังการแปรรูปโดยประมาณของเครื่องอัลตราซาวนด์ของเรา:
| ปริมาตรต่อชุด | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนำ |
|---|---|---|
| 10 ถึง 2000mL | 20 ถึง 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 ถึง 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | สูงกว่า | กลุ่มเครื่อง UIP16000 |
ติดต่อเรา! / สอบถามเรา!
คำถามที่พบบ่อย
แนวคิดโรงกลั่นชีวภาพคืออะไร?
แนวคิดโรงกลั่นชีวภาพคือการเปลี่ยนชีวมวลอย่างยั่งยืนให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่าหลากหลายประเภท รวมถึงส่วนประกอบอาหาร อาหารสัตว์ สารเคมี วัสดุ เชื้อเพลิงชีวภาพ และพลังงาน เช่นเดียวกับโรงกลั่นปิโตรเลียม โรงกลั่นชีวภาพแยกส่วนและแปรรูปวัตถุดิบให้เป็นผลิตภัณฑ์หลายชนิด โดยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรให้สูงสุดและลดของเสียให้เหลือน้อยที่สุด
ตัวอย่างของโรงกลั่นชีวภาพคืออะไร?
โรงกลั่นชีวภาพที่ใช้ของเสียจากอาหารเป็นตัวอย่างที่พบได้ทั่วไป โรงกลั่นประเภทนี้แปรรูปวัสดุเหลือทางการเกษตร เปลือกผลไม้ กากธัญพืชจากการผลิตเบียร์ หรือผลพลอยได้อื่น ๆ จากการแปรรูปอาหาร เพื่อนำสารที่มีคุณค่า เช่น โปรตีน ใยอาหาร สารต้านอนุมูลอิสระ และโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ กลับมาใช้ประโยชน์ พร้อมเปลี่ยนชีวมวลที่เหลือให้เป็นพลังงานชีวภาพหรือปุ๋ยชีวภาพ
โรงกลั่นชีวภาพแปรรูปวัสดุใดบ้าง?
โรงกลั่นชีวภาพแปรรูปชีวมวลหมุนเวียน รวมถึงวัสดุเหลือทางการเกษตร วัสดุเหลือจากกระบวนการแปรรูปอาหาร ของเสียจากป่าไม้ พืชพลังงาน สาหร่าย ผลพลอยได้จากสัตว์ และของเสียอินทรีย์จากชุมชน วัตถุดิบเหล่านี้มีคาร์โบไฮเดรต โปรตีน ลิพิด เส้นใย และสารอื่น ๆ ที่สามารถเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่มได้
โรงกลั่นกับโรงกลั่นชีวภาพแตกต่างกันอย่างไร?
โรงกลั่นแบบดั้งเดิมใช้วัตถุดิบจากฟอสซิล เช่น น้ำมันดิบ เพื่อผลิตเชื้อเพลิงและปิโตรเคมี ส่วนโรงกลั่นชีวภาพใช้ชีวมวลหมุนเวียนเป็นวัตถุดิบ โรงกลั่นชีวภาพได้รับการออกแบบเพื่อสนับสนุนเศรษฐกิจหมุนเวียนและยั่งยืน โดยเปลี่ยนทรัพยากรชีวภาพและกระแสของเสียให้เป็นเชื้อเพลิงหมุนเวียน สารเคมี วัสดุ และพลังงาน
เอกสารวิชาการ / เอกสารอ้างอิง
- García, A., González Alriols, M., Wukovits, W. et al. (2014): Assessment of biorefinery process intensification by ultrasound technology. Clean Techn Environ Policy 16, 1403–1410 (2014).
- Velmuruga, Rajendran; Muthukumar, Karuppan (2011): Utilization of sugarcane bagasse for bioethanol production: Sono-assisted acid hydrolysis approach. Bioresource Technology Vol. 102, Issue 14; 2011. 7119-7123.
- Lukavski, T.; Šarčević, I.; Vukoje Bezjak, M. (2026): Influence of Solvent and Ultrasound-Assisted Extraction on the UV Spectral Profiles of Extracts from Agro-Waste. Science 2026, 8, 96.
- Marina Fernández-Delgado, Esther del Amo-Mateos, Mónica Coca, Juan Carlos López-Linares, M. Teresa García-Cubero, Susana Lucas (2023): Enhancement of industrial pectin production from sugar beet pulp by the integration of surfactants in ultrasound-assisted extraction followed by diafiltration/ultrafiltration. Industrial Crops and Products, Volume 194, 2023.


