เพิ่มผลได้ของเพกทินด้วยการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ให้ผลได้สูงของเพกทินที่มีคุณภาพเหนือกว่า การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ช่วยให้สามารถผลิตเพกทินที่มีมูลค่าจากวัสดุเหลือทิ้งจากผลไม้ (เช่น ผลพลอยได้จากการแปรรูปน้ำผลไม้) และวัตถุดิบชีวภาพอื่น ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การสกัดเพกทินด้วยอัลตราซาวนด์เหนือกว่าเทคนิคการสกัดอื่น ๆ โดยให้ผลได้สูงกว่า เพกทินมีคุณภาพเหนือกว่า และมีขั้นตอนการสกัดที่รวดเร็ว
การเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดเพกทินด้วยการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์
เพกทินใช้เป็นสารก่อเจล สารทำอิมัลชัน และสารเพิ่มความข้นหนืดในผลิตภัณฑ์อาหารจำนวนมาก รวมทั้งเป็นส่วนผสมในเครื่องสำอางและเภสัชภัณฑ์ การสกัดเพกทินในอุตสาหกรรมด้วยวิธีดั้งเดิมใช้การสกัดด้วยน้ำร้อน โดยแช่วัตถุดิบ เช่น เปลือกผลไม้ตระกูลส้ม กากแอปเปิล และวัสดุเหลือทิ้งจากผลไม้อื่น ๆ ในน้ำร้อนที่อุณหภูมิ 60–100°C และมีค่า pH ต่ำ (ประมาณ pH 1.5 – 3.5) เป็นเวลานาน ทำให้การสกัดด้วยน้ำร้อนแบบดั้งเดิมเป็นกระบวนการที่สิ้นเปลืองเวลาและพลังงาน และบ่อยครั้งยังไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะปลดปล่อยเพกทินทั้งหมดที่มีอยู่ในวัตถุดิบออกมาได้ด้วยซ้ำ
เพื่อแก้ปัญหาความไม่มีประสิทธิภาพของวิธีการผลิตแบบดั้งเดิม จึงนำการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์มาใช้เป็นเทคนิคเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ ซึ่งช่วยลดเวลาในการสกัดและเพิ่มผลได้ของเพกทินให้สูงสุดอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการสกัดด้วยน้ำร้อนแบบดั้งเดิม
ข้อได้เปรียบของการสกัดเพกทินด้วยอัลตราซาวนด์
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ใช้ในการผลิตสารสกัดหลายสาขา เช่น สารสกัดจากพืชและสมุนไพรสำหรับอาหาร ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร เภสัชภัณฑ์ และเครื่องสำอาง ตัวอย่างที่โดดเด่นอย่างยิ่งของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์คือการสกัด cannabidiol (CBD) และสารประกอบอื่น ๆ จากพืชกัญชา
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคการสกัดที่ไม่ใช้ความร้อน จึงป้องกันสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากการเสื่อมสลายเนื่องจากความร้อน พารามิเตอร์ทั้งหมดของกระบวนการอัลตราซาวนด์ เช่น แอมพลิจูด ความเข้ม เวลา อุณหภูมิ และความดัน สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยให้ควบคุมกระบวนการและคุณภาพได้อย่างเที่ยงตรง และทำให้สามารถทำซ้ำและสร้างผลการสกัดที่เคยได้ขึ้นใหม่ได้อย่างง่ายดาย ผู้ผลิตสารสกัดให้ความสำคัญกับการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์เนื่องจากกระบวนการสามารถทำซ้ำได้อย่างเชื่อถือได้ ซึ่งช่วยให้กระบวนการและผลิตภัณฑ์มีมาตรฐานเดียวกัน
- ความเข้มของการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์
- อุณหภูมิ
- ค่า pH
- เวลา
- ขนาดอนุภาคของวัตถุดิบ
เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ UIP4000hdT เป็นเครื่องสกัดกำลังสูงขนาด 4kW สำหรับการผลิตเพกทินในอุตสาหกรรม
ดูวิธีปฏิบัติสำหรับการสกัดเพกทินจากเปลือกเกรปฟรุตด้วยอัลตราซาวนด์ที่สาธิตในวิดีโอด้านบนได้ที่นี่!
การกำหนดพารามิเตอร์ของกระบวนการที่เกี่ยวข้องช่วยให้ปรับกระบวนการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ให้มีประสิทธิภาพสูงสุดและได้สารสกัดที่มีคุณภาพเหนือกว่า
ตัวอย่างเช่น ขนาดอนุภาคของวัตถุดิบ (เช่น เปลือกผลไม้ตระกูลส้ม) เป็นปัจจัยสำคัญ ขนาดอนุภาคที่เล็กลงหมายถึงพื้นที่ผิวที่มากขึ้นสำหรับคลื่นอัลตราซาวนด์ในการออกฤทธิ์ ดังนั้น ขนาดอนุภาคที่เล็กจึงทำให้ได้ผลได้ของเพกทินสูงขึ้น มีระดับเมทิลเลชันต่ำลง และมีสัดส่วนของบริเวณ rhamnogalacturonan มากขึ้น
ค่า pH ของตัวทำละลายที่ใช้สกัด (กล่าวคือ น้ำ + กรด) เป็นอีกพารามิเตอร์หนึ่งที่สำคัญ เมื่อสกัดเพกทินภายใต้ภาวะเป็นกรด บริเวณ rhamnogalacturonan ที่มีแขนงจำนวนมากของพอลิเมอร์จะถูกสลาย ทำให้ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่เป็นบริเวณ homogalacturonan ที่มีลักษณะ “ตรง” โดยมีโมเลกุลน้ำตาลที่เป็นกลางเพียงเล็กน้อยยึดติดอยู่บนหรือภายในสายโซ่หลักที่เป็นเส้นตรง
การสกัดเพกทินด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยลดเวลาในการสกัดและลดอุณหภูมิที่กระบวนการต้องใช้ ซึ่งช่วยลดโอกาสที่กรดจะดัดแปรเพกทินอย่างไม่พึงประสงค์ ทำให้สามารถใช้กรดภายใต้เงื่อนไขที่จำกัดเพื่อดัดแปรเพกทินให้ตรงตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ได้อย่างแม่นยำ
อะไรทำให้การสกัดเพกทินด้วยอัลตราซาวนด์มีประสิทธิภาพสูงเช่นนี้?
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ส่งผลโดยตรงต่อการพองตัว การเกิดรูทะลุ และการแตกของผนังเซลล์ การถ่ายโอนมวลที่เกิดจากอัลตราซาวนด์ทำให้วัสดุที่มีเพกทินในชั้นมิดเดิลลาเมลลาเกิดไฮเดรชัน ซึ่งนำไปสู่การแตกตัวของเนื้อเยื่อพืช คาวิเทชันจากอัลตราซาวนด์และแรงเฉือนส่งผลโดยตรงต่อผนังเซลล์และทำให้ผนังเซลล์แตกเปิด กลไกเหล่านี้ทำให้การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ให้ผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพสูง
จากการวิเคราะห์ทางเคมีและ FT-IR พบว่าเพกทินที่สกัดด้วยอัลตราซาวนด์ (หรือเพกทินที่สกัดโดยใช้คาวิเทชันเชิงเสียงช่วยสกัด ย่อว่า ACAE) ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลและระดับเมทอกซิเลชันต่ำกว่า มีบริเวณ rhamnogalacturonan-I ที่มีสายโซ่ข้างยาวมากกว่าเพกทินที่สกัดด้วยความร้อนแบบดั้งเดิม การใช้พลังงานในการสกัดเพกทินด้วยอัลตราซาวนด์ต่ำกว่าวิธีให้ความร้อนแบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพที่น่าสนใจในการนำไปใช้ในระดับการผลิตทางอุตสาหกรรม
(ดู Wang et al., 2017 ประกอบ)
Wang และคณะ (2017) ยังสนับสนุนว่าการสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นกระบวนการที่ประหยัดกว่าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า โดยมีประสิทธิภาพสูงกว่าและมีต้นทุนต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการสกัดด้วยความร้อนแบบดั้งเดิม
ภาพ SEM ของกากหัวบีตน้ำตาลที่เหลือที่กำลังขยาย 1000x: (a) ก่อนการสกัด และหลังการสกัดเพกทินโดยใช้ (b) Xylanasae (250 U/g), (c) Cellulase (300 U/g), (d) Xylanasae+Cellulase (1:1), (e) Xylanasae+Cellulase (1:1.5) และ (f) Xylanasae+Cellulase (1:2)
(งานศึกษาและภาพ: Abou-Elseoud et al., 2021)
การสกัดเพกทินด้วยอัลตราซาวนด์ทำงานอย่างไร?
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์อาศัยผลเชิงกลจากคลื่นอัลตราซาวนด์ความเข้มสูง เพื่อส่งเสริมและเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดเพกทินด้วยอัลตราซาวนด์ จะถ่ายทอดคลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูงผ่านโพรบอัลตราซาวนด์ (เรียกอีกอย่างว่าฮอร์นอัลตราซาวนด์หรือโซโนโทรด) เข้าสู่ตัวกลางของเหลว กล่าวคือ สารแขวนลอยข้นที่ประกอบด้วยวัตถุดิบที่มีเพกทินและตัวทำละลาย คลื่นอัลตราซาวนด์เคลื่อนผ่านของเหลวและสร้างวัฏจักรความดันต่ำ / ความดันสูงสลับกัน ในช่วงวัฏจักรความดันต่ำจะเกิดฟองสุญญากาศขนาดเล็กมาก (เรียกว่าฟองคาวิเทชัน) ซึ่งเติบโตขึ้นตลอดหลายวัฏจักรความดัน ระหว่างวัฏจักรการเติบโตของฟองเหล่านี้ ก๊าซที่ละลายอยู่ในของเหลวจะเข้าสู่ฟองสุญญากาศ ทำให้ฟองสุญญากาศเปลี่ยนเป็นฟองก๊าซที่เติบโตขึ้น เมื่อฟองมีขนาดถึงระดับหนึ่งและไม่สามารถดูดซับพลังงานเพิ่มได้อีก ฟองจะยุบตัวอย่างรุนแรงในช่วงวัฏจักรความดันสูง การยุบตัวของฟองมีลักษณะเด่นคือแรงคาวิเทชันที่รุนแรง รวมถึงอุณหภูมิและความดันที่สูงมาก ซึ่งสูงได้ถึง 4000K และ 1000atm ตามลำดับ ตลอดจนความแตกต่างของอุณหภูมิและความดันที่สูงตามกัน ความปั่นป่วนและแรงเฉือนที่เกิดจากอัลตราซาวนด์เหล่านี้ทำให้เซลล์พืชแตกและปลดปล่อยเพกทินภายในเซลล์ออกสู่ตัวทำละลายที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบหลัก เนื่องจากคาวิเทชันจากอัลตราซาวนด์สร้างการถ่ายโอนมวลที่เข้มข้นอย่างมาก การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์จึงให้ผลได้สูงเป็นพิเศษภายในระยะเวลาการแปรรูปที่สั้นมาก
การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ไม่ได้ใช้เพียงเพื่อสกัดเพกทินเท่านั้น แต่ยังใช้แยกพอลิฟีนอลจากกากผลไม้ เนื้อผลไม้ เปลือก และเมล็ดด้วย อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่!
เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์แบบแบตช์ UIP2000hdT พร้อมฮอร์น cascatrode
เพกทินที่สกัดจากวัสดุเหลือทิ้งจากผลไม้
วัสดุเหลือทิ้งจากผลไม้ เช่น เปลือก กากเนื้อผลไม้ (หลังการบีบคั้นน้ำผลไม้) และผลพลอยได้จากผลไม้อื่น ๆ มักเป็นแหล่งที่มีเพกทินสูง แม้ว่าวัสดุเหลือทิ้งจากผลไม้มักใช้เป็นอาหารสัตว์ แต่การสกัดเพกทินเป็นการใช้ประโยชน์จากวัสดุเหลือทิ้งจากผลไม้ที่มีมูลค่าสูงกว่า
การสกัดเพกทินด้วยอัลตราซาวนด์ประสบความสำเร็จแล้วกับเปลือกผลไม้ตระกูลส้ม (เช่น ส้ม ส้มเขียวหวาน เกรปฟรุต) เปลือกเมลอน กากแอปเปิล กากหัวบีตน้ำตาล เปลือกมะม่วง วัสดุเหลือทิ้งจากมะเขือเทศ รวมทั้งขนุน เสาวรส เปลือกมะเดื่อ และวัตถุดิบอื่น ๆ
กรณีศึกษาการสกัดเพกทินด้วยอัลตราซาวนด์
เนื่องจากข้อจำกัดของการสกัดเพกทินด้วยความร้อนแบบดั้งเดิม ภาคการวิจัยและอุตสาหกรรมจึงได้ศึกษาทางเลือกที่เป็นนวัตกรรม เช่น การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์แล้ว ด้วยเหตุนี้จึงมีข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับพารามิเตอร์ของกระบวนการสำหรับวัตถุดิบหลากหลายชนิด รวมทั้งข้อมูลการปรับกระบวนการให้เหมาะสม
การสกัดเพกทินจากกากแอปเปิลด้วยอัลตราซาวนด์
Dranca และ Oroian (2019) ศึกษากระบวนการสกัดเพกทินจากกากแอปเปิลโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย โดยใช้สภาวะอัลตราซาวนด์ที่หลากหลายและการออกแบบพื้นผิวตอบสนองแบบ Box-Behnken พวกเขาพบว่าแอมพลิจูดของอัลตราซาวนด์มีอิทธิพลอย่างมากต่อผลได้และระดับเอสเทอริฟิเคชันของเพกทินที่สกัดได้ ขณะที่ค่า pH ในการสกัดส่งผลอย่างมากต่อตัวแปรตอบสนองทั้งสาม ได้แก่ ผลได้ ปริมาณ GalA และระดับเอสเทอริฟิเคชัน สภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสกัดคือแอมพลิจูด 100% ค่า pH 1.8 อัตราส่วนของแข็งต่อของเหลว 1:10 g/mL และการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์เป็นเวลา 30 min ภายใต้สภาวะเหล่านี้ ผลได้ของเพกทินเท่ากับ 9.183% โดยมีปริมาณ GalA 98.127 g/100 g และระดับเอสเทอริฟิเคชัน 83.202% เพื่อเปรียบเทียบผลของเพกทินที่สกัดด้วยอัลตราซาวนด์กับเพกทินเชิงพาณิชย์ จึงนำตัวอย่างเพกทินที่ได้จากการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมที่สุดมาเปรียบเทียบกับตัวอย่างเพกทินจากผลไม้ตระกูลส้มและแอปเปิลเชิงพาณิชย์ด้วย FT-IR, DSC การวิเคราะห์ทางรีโอโลยี และ SEM เทคนิคสองอย่างแรกแสดงให้เห็นลักษณะเฉพาะบางประการของตัวอย่างเพกทินที่สกัดด้วยอัลตราซาวนด์ เช่น ช่วงการกระจายของน้ำหนักโมเลกุลที่แคบกว่า การจัดเรียงโมเลกุลอย่างเป็นระเบียบ และระดับเอสเทอริฟิเคชันที่สูง ซึ่งคล้ายกับเพกทินจากแอปเปิลที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ การวิเคราะห์ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของตัวอย่างที่ได้ด้วยอัลตราซาวนด์บ่งชี้ถึงรูปแบบความสัมพันธ์เชิงกำหนดระหว่างการกระจายขนาดชิ้นส่วนของตัวอย่างนี้และปริมาณ GalA ในด้านหนึ่ง กับความสามารถในการดูดซับน้ำในอีกด้านหนึ่ง ความหนืดของสารละลายเพกทินที่สกัดด้วยอัลตราซาวนด์สูงกว่าสารละลายที่เตรียมโดยใช้เพกทินเชิงพาณิชย์มาก ซึ่งอาจเป็นเพราะความเข้มข้นของ galacturonic acid ที่สูง เมื่อพิจารณาระดับเอสเทอริฟิเคชันที่สูงร่วมด้วย อาจอธิบายได้ว่าเหตุใดเพกทินที่สกัดด้วยอัลตราซาวนด์จึงมีความหนืดสูงกว่า นักวิจัยสรุปว่าความบริสุทธิ์ โครงสร้าง และพฤติกรรมทางรีโอโลยีของเพกทินที่สกัดด้วยอัลตราซาวนด์จากกากแอปเปิล Malus domestica ‘Fălticeni’ บ่งชี้ถึงศักยภาพที่น่าสนใจในการประยุกต์ใช้ใยอาหารชนิดละลายน้ำนี้ (ดู Dranca & Oroian 2019 ประกอบ)
- ผลได้ที่สูงกว่า
- การแปรรูปที่รวดเร็วกว่า
- สภาวะการแปรรูปที่อ่อนโยนกว่า
- ประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้น
- การใช้งานที่ง่ายและปลอดภัย
- การคืนทุนที่รวดเร็ว
เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงสำหรับการผลิตเพกทิน
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเทคโนโลยีการแปรรูปที่เชื่อถือได้ ซึ่งช่วยให้การผลิตเพกทินคุณภาพสูงจากวัตถุดิบหลากหลายชนิด เช่น ผลพลอยได้และเปลือกของผลไม้ตระกูลส้ม กากแอปเปิล และวัตถุดิบอื่น ๆ อีกมากมาย ทำได้ง่ายและรวดเร็วขึ้น กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมตั้งแต่เครื่องอัลตราซาวนด์สำหรับห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดไปจนถึงระบบสกัดระดับอุตสาหกรรม ด้วยเหตุนี้ Hielscher จึงสามารถเสนอเครื่องอัลตราซาวนด์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกำลังการแปรรูปที่คุณวางแผนไว้ บุคลากรของเราที่มีประสบการณ์ยาวนานจะช่วยเหลือคุณตั้งแต่การทดสอบความเป็นไปได้และการปรับกระบวนการให้เหมาะสม ไปจนถึงการติดตั้งระบบอัลตราซาวนด์ของคุณในระดับการผลิตขั้นสุดท้าย
เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ของเราใช้พื้นที่ติดตั้งน้อย และมีทางเลือกในการติดตั้งที่หลากหลาย จึงสามารถติดตั้งได้แม้ในสถานที่แปรรูปเพกทินที่มีพื้นที่จำกัด เครื่องแปรรูปด้วยอัลตราซาวนด์ได้รับการติดตั้งในสถานที่ผลิตอาหาร เภสัชภัณฑ์ และผลิตภัณฑ์เสริมอาหารทั่วโลก
ตารางด้านล่างแสดงกำลังการแปรรูปโดยประมาณของเครื่องอัลตราซาวนด์ของเรา:
| ปริมาตรต่อแบตช์ | อัตราการไหล | เครื่องที่แนะนำ |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500mL | 10 ถึง 200mL/min | UP100H |
| 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 | ชุดเครื่องที่ทำงานร่วมกันของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / สอบถามเรา!
[/two_thirds]
Hielscher Ultrasonics – อุปกรณ์สกัดที่มีความซับซ้อนทางเทคนิค
กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมเครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงทุกระดับ ตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่ อุปกรณ์เสริมเพิ่มเติมช่วยให้ประกอบเครื่องอัลตราซาวนด์ในรูปแบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกระบวนการสกัดเพกทินของคุณได้อย่างง่ายดาย การจัดระบบอัลตราซาวนด์ที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับกำลังการแปรรูป ปริมาตร วัตถุดิบ กระบวนการแบบแบตช์หรือแบบอินไลน์ และกรอบเวลาที่วางแผนไว้
แบบแบตช์และแบบอินไลน์
เครื่องอัลตราซาวนด์ของ Hielscher สามารถใช้สำหรับการแปรรูปแบบแบตช์และแบบไหลผ่านต่อเนื่อง การแปรรูปด้วยอัลตราซาวนด์แบบแบตช์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบกระบวนการ การปรับกระบวนการให้เหมาะสม และการผลิตระดับเล็กถึงกลาง สำหรับการผลิตเพกทินปริมาณมาก การแปรรูปแบบอินไลน์อาจมีข้อได้เปรียบมากกว่า กระบวนการผสมแบบอินไลน์ต่อเนื่องต้องมีการจัดระบบที่ซับซ้อน – ประกอบด้วยปั๊ม สายยางหรือท่อ และถัง – แต่มีประสิทธิภาพสูง รวดเร็ว และใช้แรงงานน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ Hielscher Ultrasonics มีระบบสกัดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับปริมาตรการสกัดและเป้าหมายกระบวนการของคุณ
เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สำหรับทุกระดับกำลังการผลิต
กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมเครื่องแปรรูปด้วยอัลตราซาวนด์ทุกระดับ ตั้งแต่เครื่องอัลตราซาวนด์สำหรับห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัด ระบบตั้งโต๊ะและระบบระดับนำร่อง ไปจนถึงเครื่องแปรรูปด้วยอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบที่มีกำลังการแปรรูปหลายคันรถบรรทุกต่อชั่วโมง กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่ครบถ้วนช่วยให้เราสามารถเสนอเครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับวัตถุดิบที่มีเพกทิน กำลังการแปรรูป และเป้าหมายการผลิตของคุณ
ระบบอัลตราซาวนด์แบบตั้งโต๊ะเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบความเป็นไปได้และการปรับกระบวนการให้เหมาะสม การขยายขนาดแบบเชิงเส้นตามพารามิเตอร์ของกระบวนการที่กำหนดไว้แล้วทำให้เพิ่มกำลังการแปรรูปจากล็อตขนาดเล็กไปสู่การผลิตเชิงพาณิชย์เต็มรูปแบบได้อย่างง่ายดายมาก การขยายขนาดสามารถทำได้โดยติดตั้งเครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ที่มีกำลังสูงขึ้น หรือจัดเครื่องอัลตราซาวนด์หลายเครื่องให้ทำงานร่วมกันแบบขนาน ด้วย UIP16000 Hielscher นำเสนอเครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก
แอมพลิจูดที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำเพื่อผลลัพธ์ที่เหมาะสมที่สุด
เครื่องอัลตราซาวนด์ของ Hielscher ทุกเครื่องสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำ จึงเป็นเครื่องมือที่ทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ในการผลิต แอมพลิจูดเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์สำคัญของกระบวนการที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพและประสิทธิผลของการสกัดเพกทินจากผลไม้และวัสดุเหลือทิ้งชีวภาพด้วยอัลตราซาวนด์
เครื่องอัลตราซาวนด์ของ Hielscher ทุกเครื่องสามารถตั้งค่าแอมพลิจูดได้อย่างแม่นยำ โซโนโทรดและฮอร์นบูสเตอร์เป็นอุปกรณ์เสริมที่ช่วยให้ปรับแอมพลิจูดได้ในช่วงที่กว้างยิ่งขึ้น เครื่องแปรรูปด้วยอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรมของ Hielscher สามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมาก และให้ความเข้มของอัลตราซาวนด์ตามที่ต้องการสำหรับการใช้งานที่มีข้อกำหนดสูง สามารถเดินเครื่องต่อเนื่องที่แอมพลิจูดสูงถึง 200µm ได้อย่างง่ายดายในการทำงานแบบ 24/7
การตั้งค่าแอมพลิจูดอย่างแม่นยำและการติดตามพารามิเตอร์ของกระบวนการอัลตราซาวนด์อย่างต่อเนื่องผ่านซอฟต์แวร์อัจฉริยะช่วยให้คุณแปรรูปวัตถุดิบภายใต้สภาวะอัลตราซาวนด์ที่มีประสิทธิผลสูงสุดได้ การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์อย่างเหมาะสมที่สุดเพื่อผลการสกัดที่ดีที่สุด!
ความแข็งแกร่งทนทานของอุปกรณ์อัลตราซาวนด์ของ Hielscher ช่วยให้ทำงานแบบ 24/7 ภายใต้ภาระงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดสูงได้ ทำให้อุปกรณ์อัลตราซาวนด์ของ Hielscher เป็นเครื่องมือทำงานที่เชื่อถือได้และตอบสนองความต้องการในการสกัดของคุณ
การทดสอบที่ง่ายและปราศจากความเสี่ยง
กระบวนการอัลตราซาวนด์สามารถขยายขนาดแบบเชิงเส้นได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าทุกผลลัพธ์ที่คุณได้จากการใช้เครื่องอัลตราซาวนด์ในห้องปฏิบัติการหรือแบบตั้งโต๊ะ สามารถขยายขนาดให้ได้ผลลัพธ์เดียวกันอย่างแน่นอนโดยใช้พารามิเตอร์ของกระบวนการที่เหมือนกันทุกประการ ทำให้การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบความเป็นไปได้ที่ปราศจากความเสี่ยง การปรับกระบวนการให้เหมาะสม และการนำไปใช้ในการผลิตเชิงพาณิชย์ในขั้นต่อไป ติดต่อเราเพื่อเรียนรู้ว่าการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์สามารถเพิ่มการผลิตสารสกัดเพกทินของคุณได้อย่างไร
คุณภาพสูงสุด – ออกแบบและผลิตในประเทศเยอรมนี
ในฐานะธุรกิจที่ครอบครัวเป็นเจ้าของและดำเนินกิจการ Hielscher ให้ความสำคัญกับมาตรฐานคุณภาพสูงสุดสำหรับเครื่องแปรรูปด้วยอัลตราซาวนด์ เครื่องอัลตราซาวนด์ทุกเครื่องได้รับการออกแบบ ผลิต และทดสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วนที่สำนักงานใหญ่ของเราในเมือง Teltow ใกล้กรุงเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี ความแข็งแกร่งทนทานและความเชื่อถือได้ของอุปกรณ์อัลตราซาวนด์ของ Hielscher ทำให้เป็นเครื่องมือที่ทำงานหนักได้ในการผลิตของคุณ การทำงานแบบ 24/7 ภายใต้ภาระเต็มกำลังและในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดสูงเป็นคุณลักษณะตามธรรมชาติของเครื่องผสมสมรรถนะสูงของ Hielscher
เกี่ยวกับเพกทิน
เพกทินเป็นเฮเทอโรพอลิแซ็กคาไรด์ที่มีแขนง ประกอบด้วยส่วน galacturonan ที่มีสายโซ่ยาวและน้ำตาลที่เป็นกลางอื่น ๆ เช่น rhamnose, arabinose, galactose และ xylose หากกล่าวให้เฉพาะเจาะจงยิ่งขึ้น เพกทินเป็นบล็อกของโคพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วย galacturonic acid ที่เชื่อมด้วยพันธะ 1,4-α และ rhamnose ที่เชื่อมด้วยพันธะ 1,2 โดยมีแขนงข้างเป็น β-D-galactose, L-arabinose และหน่วยน้ำตาลอื่น ๆ เนื่องจากเพกทินมีหมู่ย่อยของน้ำตาลหลายชนิดและมีระดับเมทิลเอสเทอริฟิเคชันที่แตกต่างกัน เพกทินจึงไม่มีน้ำหนักโมเลกุลที่แน่นอนเช่นเดียวกับพอลิแซ็กคาไรด์อื่น ๆ เพกทินที่กำหนดให้ใช้ในอาหารนิยามว่าเป็นเฮเทอโรพอลิแซ็กคาไรด์ที่มีหน่วย galacturonic acid อย่างน้อย 65% การใช้สภาวะการสกัดที่เฉพาะเจาะจงสามารถดัดแปรเพกทินและปรับให้มีสมบัติเชิงหน้าที่ได้สำเร็จเพื่อตอบสนองข้อกำหนดเฉพาะ การผลิตเพกทินที่ปรับสมบัติเชิงหน้าที่และดัดแปรแล้วเป็นที่สนใจสำหรับการใช้งานเฉพาะทาง เช่น เพกทินที่มีระดับเมทอกซิเลชันต่ำสำหรับเภสัชภัณฑ์
แยกเพกทินออกจากสารละลายสารสกัดได้อย่างไร?
การตกตะกอนเพกทินหลังการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์: การเติมเอทานอลลงในสารละลายสารสกัดสามารถช่วยแยกเพกทินผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการตกตะกอน เพกทินเป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่ซับซ้อนซึ่งพบในผนังเซลล์ของพืช และละลายในน้ำได้ภายใต้สภาวะปกติ อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนสภาพแวดล้อมของตัวทำละลายโดยเติมเอทานอลสามารถลดความสามารถในการละลายของเพกทิน ทำให้เพกทินตกตะกอนออกจากสารละลาย
ด้านล่างนี้ เราอธิบายหลักการทางเคมีของการตกตะกอนเพกทินโดยใช้เอทานอล:
- การสลายพันธะไฮโดรเจน: โมเลกุลของเพกทินยึดกันด้วยพันธะไฮโดรเจน ซึ่งมีส่วนช่วยให้เพกทินละลายในน้ำได้ เอทานอลสลายพันธะไฮโดรเจนเหล่านี้โดยแข่งขันกับโมเลกุลของน้ำเพื่อเข้าจับที่ตำแหน่งยึดเหนี่ยวบนโมเลกุลของเพกทิน เมื่อโมเลกุลของเอทานอลแทนที่โมเลกุลของน้ำรอบโมเลกุลของเพกทิน พันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของเพกทินจะอ่อนลง ทำให้ความสามารถในการละลายของเพกทินในตัวทำละลายลดลง
- การลดความมีขั้วของตัวทำละลาย: เอทานอลมีขั้วน้อยกว่าน้ำ หมายความว่ามีความสามารถในการละลายสารที่มีขั้ว เช่น เพกทิน ต่ำกว่า เมื่อเติมเอทานอลลงในสารละลายสารสกัด ความมีขั้วโดยรวมของตัวทำละลายจะลดลง ทำให้สภาวะเอื้อต่อการที่โมเลกุลของเพกทินจะคงอยู่ในสารละลายน้อยลง สิ่งนี้นำไปสู่การตกตะกอนของเพกทินออกจากสารละลาย เนื่องจากเพกทินละลายได้น้อยลงในส่วนผสมเอทานอลกับน้ำ
- ความเข้มข้นของเพกทินที่เพิ่มขึ้น: เมื่อโมเลกุลของเพกทินตกตะกอนออกจากสารละลาย ความเข้มข้นของเพกทินในสารละลายที่เหลือจะเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้แยกเพกทินออกจากเฟสของเหลวด้วยการกรองหรือการหมุนเหวี่ยงได้ง่ายขึ้น
เอกสารวิชาการ / เอกสารอ้างอิง
- Wafaa S. Abou-Elseoud, Enas A. Hassan, Mohammad L. Hassan (2021): Extraction of pectin from sugar beet pulp by enzymatic and ultrasound-assisted treatments. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, Volume 2, 2021.
- 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.
- Wang, Wenjun; Wu, Xingzhu; Chantapakul, Thunthacha; Wang, Danli; Zhang, Song; Ma Xiaobin; Ding, Tian; Ye, Xingqian; Liu, Donghong(2017): Acoustic cavitation assisted extraction of pectin from waste grapefruit peels: A green two-stage approach and its general mechanism. Food Research Journal Vol.102, December 2017. 101-110.
- Drance, Florina; Oroian, Mircea (2019): Ultrasound-Assisted Extraction of Pectin from Malus domestica ‘Fălticeni’ Apple Pomace. Processes 7(8): 488; 2019.
- Owais Yousuf; Anupama Singh; N. C. Shahi; Anil Kumar; A. K. Verma (2018): Ultrasound Assisted Extraction of Pectin from Orange Peel. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences Vol 7 [12], November 2018. 48-54.
- Lena Rebecca Larsen; Julia Buerschaper; Andreas Schieber; Fabian Weber (2019): Interactions of Anthocyanins with Pectin and Pectin Fragments in Model Solutions. J Agric Food Chem 2019 Aug 21; 67(33). pp. 9344-9353.


