Ultrasonik çıkarma üstün kaliteli pektinler yüksek verimleri sonuçları. Sonication kullanarak, değerli pektinler verimli meyve atıkları (örneğin, meyve suyu işleme yan ürünleri) ve diğer biyolojik hammadde üretilebilir. Ultrasonik pektin çıkarma üstün pektin kalitesi veren, yüksek verimleri üreterek diğer çıkarma teknikleri ve hızlı bir çıkarma prosedürü öne çıkmaktadır.

Sonication tarafından Yoğun Laştırılmış Pektin Çıkarma

Pektin, çok sayıda gıda ürününde jelleştirici, emülsifiye edici ve kalınlaştırıcı bir ajan olarak ve ayrıca kozmetik ve farmasötiklerde bir bileşen olarak kullanılır. Geleneksel endüstriyel pektin ekstraksiyonu, narenciye kabukları, elma prina ve diğer meyve atıkları gibi hammaddelerin uzun süre düşük pH'ta (yaklaşık pH 1.5 - 3.5) 60-100 ° C sıcak suya batırıldığı sıcak su ekstraksiyonu yoluyla yapılır. Bu, geleneksel sıcak su ekstraksiyonunu zaman ve enerji tüketen bir işlem haline getirir, bu da genellikle hammaddede bulunan pektinlerin tam miktarını serbest bırakacak kadar verimli değildir.
Geleneksel üretim yönteminin verimsizliğini aşmak için, ultrasonik ekstraksiyon çıkarma süresini kısaltır ve geleneksel sıcak su çıkarma ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde pektin verimi maksimize bir süreç yoğunlaştırıcı teknik olarak uygulanır.

Ultrasonik Pektin Çıkarma Avantajı

Ultrasonik çıkarma özü üretiminin birçok alanda uygulanır, örneğin gıdalar için botanik ve bitkisel özler, takviyeleri, ilaç, ve kozmetik. Ultrasonik çıkarma çok önemli bir örnek kenevir bitkicannabidiol (CBD) ve diğer bileşiklerin çıkarılması olduğunu.
Ultrasonik çıkarma termal bozulmaya karşı biyoaktif bileşikler önler olmayan bir termal çıkarma tekniğidir. Genlik, yoğunluk, zaman, sıcaklık ve basınç gibi tüm ultrasonik işlem parametreleri tam olarak kontrol edilebilir. Bu, hassas proses ve kalite kontrolü sağlar ve elde edilen çıkarma sonuçlarının tekrarlanmasını ve çoğaltılmasını kolaylaştırır. Ayıklama üreticileri süreçleri ve ürünleri standartlaştırmak için yardımcı olur güvenilir süreç tekrarlanabilirlik için ultrasonication değer.

İlgili işlem parametrelerinin belirlenmesi en yüksek verimlilik ve üstün özü kalitesi ultrasonik çıkarma işlemi optimize etmek için izin verir.
Örneğin, hammaddenin parçacık boyutu (örneğin, narenciye kabukları) önemli bir faktördür: Daha küçük bir parçacık boyutu, ultrasonik dalgaların üzerinde hareket etmesi için daha yüksek bir yüzey alanı anlamına gelir. Küçük bir parçacık boyutu, daha yüksek pektin verimi, daha düşük bir metilasyon derecesi ve daha büyük oranda rhamnogalakturonan bölgeleri ile sonuçlanır.
Ekstraksiyon çözücüsünün pH değeri (yani su + asit) başka bir önemli parametredir. Pektin asidik koşullar altında ekstrakte edildiğinde, polimerin birçok rhamnogalakturonan dallanmış bölgesi ayrışır, böylece esas olarak ana doğrusal zincire veya ana doğrusal zincire bağlı birkaç nötr şeker molekülüne sahip homogalakturonan "düz" bölgeler kalır.
Ultrasonik pektin çıkarma çıkarma süresini azaltır ve asitler tarafından istenmeyen pektin modifikasyon şansını azaltır gerekli işlem sıcaklığını düşürür. Bu, pektinleri ürün gereksinimlerine tam olarak göredeğiştirmek için asitlerin sınırlı koşullarda kullanılmasını sağlar.

Ne Ultrasonik Pektin Çıkarma çok Verimli kılan?

Ultrasonik çıkarma etkisi doğrudan şişme etkiler, perforasyon ve hücre duvarlarının kırılma. Ultrasonik indüklenen kitle transferi, orta lamellada pektinöz malzemenin hidrasyonuna neden olur vebu da vegetal dokuların parçalanmasına yol açar. Ultrasonik kavitasyon ve kesme kuvvetleri doğrudan hücre duvarları etkisi ve onları açık kırmak. Bu mekanizmalar ultrasonik çıkarma son derece verimli sonuçlar sonuçlanır.

Daha düşük moleküler ağırlığa ve metoksilasyon derecesine sahip olan ultrasonik olarak ekstrakte edilmiş pektin (ayrıca akustik kavitasyon destekli ekstrakte edilmiş pektin, abbrev. ACAE), kimyasal ve FT-IR analizinden geleneksel ısı ekstrakte edilen pektin ile karşılaştırıldığında, uzun yan zincirlere sahip rhamnogalacturonan-I bölgesinde daha zengindi. Ulgtrasonic pektin ekstraksiyonu için enerji tüketimi, endüstriyel üretim ölçeği için umut verici uygulamasını gösteren geleneksel ısıtma yönteminden önemli ölçüde daha düşüktü.
(cf. Wang ve ark., 2017)
Wang ve meslektaşları (2017) ayrıca, ultrasonik destekli ekstraksiyonun, geleneksel ısıtma ekstraksiyonuna kıyasla daha yüksek verimlilik ve daha az maliyetle daha ekonomik ve çevre dostu bir süreç olduğu kanıtlanmıştır.
 

1000x büyütmede artık şeker pancarı posasının SEM'i: (a) ekstraksiyondan önce ve (b) Xylanasae (250 U / g), (c) Selülaz (300 U / g), (d) Ksilanasae + Selülaz (1: 1) ve (e) Ksilanasae + Selülaz (1: 1.5) ve (f) Ksilanasae + Selülaz (1: 2) kullanılarak pektin ekstraksiyonundan sonra.
(çalışma ve resimler: Abou-Elseoud ve ark., 2021)

Ultrasonik Pektin Çıkarma Nasıl Çalışır?

Ultrasonik çıkarma yüksek yoğunluklu ultrason sonomekanik etkileri dayanmaktadır. Teşvik etmek ve ultrasonication yoluyla pektin çıkarma yoğunlaştırmak için, yüksek güçlü ultrason dalgaları sıvı orta içine bir ultrasonik sonda (ultrasonik boynuz veya sonotrode denir) ile birleştiğinde, yani pektin içeren hammadde ve çözücü oluşan bulamaç. Ultrason dalgaları sıvı ile seyahat ve alternatif düşük basınç / yüksek basınç döngüleri oluşturmak. Düşük basınç döngüleri sırasında, dakika vakum kabarcıkları (sözde kavitasyon kabarcıkları) oluşturulur, hangi çeşitli basınç döngüleri üzerinde büyümek. Kabarcık büyüme bu döngüleri sırasında, sıvı çözünmüş gazlar vakum kabarcık girin, böylece vakum kabarcığı büyüyen gaz kabarcıkları dönüşür. Belirli bir boyutta, kabarcıklar daha fazla enerji absorbe edemez, onlar şiddetli bir yüksek basınç döngüsü sırasında implode. Kabarcık patlaması, sırasıyla 4000K ve 1000atm'e kadar ulaşan çok yüksek sıcaklık ve basınç da dahil olmak üzere yoğun kavitasyon elkuvvetleri ile karakterizedir; yanı sıra ilgili yüksek sıcaklık ve basınç diferansiyel. Bu ultrasonik türbülanslar ve kesme kuvvetleri bitki hücrelerini kırmak ve su bazlı çözücü içine hücre içi pektinler serbest oluşturulur. Ultrasonik kavitasyon son derece yoğun kütle transferi oluşturur bu yana, sonication çok kısa bir işlem süresi içinde son derece yüksek verimleri sonuçları.

Bitki hücrelerinden Ultrasonik ekstraksiyon: mikroskobik enine bölüm (TS) hücrelerden Ultrasonik ekstraksiyon sırasında eylemlerin mekanizması gösterir (büyütme 2000x) [Kaynak: Vilkhu ve al. 2011]

Meyve Atıklarından Çıkarılan Pektinler

Kabukları, meyve hamuru artıkları (meyve suyu presleme sonra) ve diğer meyve yan ürünleri gibi meyve atıkları genellikle zengin pektin kaynaklarıdır. Meyve atık ürünleri genellikle hayvan yemi olarak kullanılırken, pektin ekstraksiyonu meyve atıklarının daha değerli bir kullanımıdır.
Ultrasonik pektin ekstraksiyonu zaten narenciye kabukları (portakal, mandalina, greyfurt gibi), kavun kabukları, elma prinası, şeker pancarı posası, mango kabukları, domates atıkları, yanı sıra jackfruit, tutku meyvesi, incir kabukları diğerleri arasında başarıyla gerçekleştirilir.

Ultrasonik Pektin Çıkarma Vaka Çalışmaları

ısı, araştırma ve sanayi tarafından konvansiyonel pektin çıkarma dezavantajları nedeniyle zaten ultrasonik çıkarma gibi yenilikçi alternatifler araştırdık. Bu nedenle, çeşitli hammaddeler için proses parametreleri hakkında çok sayıda bilgi ve proses optimizasyonu verileri mevcuttur.

Apple Pomace gelen Pektin Ultrasonik Çıkarma

Dranca and Oroian (2019) investigated the ultrasonically-assisted extraction process of pectin from apple pomace applying various ultrasonic conditions and using Box-Behnken response surface design. They found that the ultrasound amplitude strongly influences the yield and the degree of esterification of the extracted pectin, while the extraction pH had a great impact on all three responses, i.e. yield, GalA content, and degree of esterification. The optimal conditions for extraction were 100% amplitude, pH of 1.8, solid-liquid ratio of 1:10 g/mL, and 30 min sonication. Under these conditions, pectin yield was 9.183% and had a 98.127 g/100 g GalA content and 83.202% degree of esterification. To set the results of ultrasonically extracted pectin into relation with commercial pectin, pectin sample obtained by ultrasonic extraction under optimal conditions were compared to commercial citrus and apple pectin samples by FT-IR, DSC, rheological analysis, and SEM. The first two techniques highlighted some particularities of the pectin sample extracted by ultrasonic extraction such as the narrower distribution range of molecular weight, the orderly molecular arrangement, and the high degree of esterification that was similar to that of commercially available apple pectins. The analysis of the morphological characteristics of ultrasonically obtained sample indicates a determination pattern between the distribution of the fragment sizes of this sample and its GalA content on one side, and the water uptake capacity on the other side. The viscosity of ultrasonically extracted pectin solution was much higher than that of the solutions made using commercial pectin, which maybe because of the high concentration of galacturonic acid. When also considering the high degree of esterification, this might explain why the viscosity were higher for the ultrasonically extracted pectin. The researchers conclude that the purity, structure and rheological behaviour of pectin extracted by ultrasonic extraction from Malus domestica ‘Fălticeni’ apple pomace indicates promising applications of this soluble fiber. (cf. Dranca & Oroian 2019)

Pektin Üretimi için Yüksek Performanslı Ultrasonik Çıkarıcı

Ultrasonik çıkarma kolaylaştırır ve narenciye yan ürünleri ve kabukları, elma pomace ve diğerleri gibi yüksek kaliteli pektinler çeşitli hammadde üretimini hızlandırır güvenilir bir işleme teknolojisidir. Hielscher Ultrasonics portföyü kompakt laboratuvar ultrasonicators endüstriyel çıkarma sistemleri için tam aralığı kapsar. Bu nedenle, Hielscher size öngörülen işlem kapasitesi için en uygun ultrasonicator sunabilir. Bizim uzun zamandır deneyimli personel fizibilite testleri ve nihai üretim düzeyinde ultrasonik sistemin kurulumu için süreç optimizasyonu size yardımcı olacaktır.
Bizim ultrasonik çıkarıcılar küçük ayak baskı yanı sıra kurulum seçenekleri çok yönlülük onları küçük alan pektin işleme tesislerine bile uygun hale. Ultrasonik işlemciler gıda, ilaç ve besin takviyesi üretim tesislerinde dünya çapında yüklenir.

Hielscher Ultrasonics – Sofistike Ekstraksiyon Ekipmanları

Hielscher Ultrasonics ürün portföyü küçük büyük ölçekli yüksek performanslı ultrasonik çıkarıcılar tam aralığı kapsar. Ek aksesuarlar pektin çıkarma işlemi için en uygun ultrasonik cihaz yapılandırmakolay montaj için izin verir. En iyi ultrasonik kurulum öngörülen kapasite, hacim, hammadde, toplu iş veya satır içinde süreç ve zaman çizelgesi bağlıdır.

Toplu İşlem ve Satır İçi

Hielscher ultrasonicators toplu ve sürekli akış yoluyla işleme için kullanılabilir. Ultrasonik toplu işleme proses testi, optimizasyon ve küçük orta ölçekli üretim düzeyi için idealdir. Büyük hacimlerde pektin üreten bir işlem için satır altı işleme daha avantajlı olabilir. Sürekli bir satır altı karıştırma işlemi gelişmiş kurulum gerektirir – bir pompa, hortumlar veya borular ve tanklar oluşan -, ama son derece verimli, hızlı ve önemli ölçüde daha az işçilik gerektirir. Hielscher Ultrasonics çıkarma hacmi ve süreç hedefleri için en uygun çıkarma kurulum vardır.

Her Ürün Kapasitesi için Ultrasonik Çıkarıcılar

Hielscher Ultrasonics ürün yelpazesi tezgah üstü ve pilot sistemleri üzerinde kompakt laboratuvar ultrasonicators gelen ultrasonik işlemcilerin tam spektrum ukapsar tam endüstriyel ultrasonik işlemciler saatte kamyon yüklerini işlemek için kapasitesi ile. Tam ürün yelpazesi bize pektin içeren hammadde, proses kapasitesi ve üretim hedefleri için en uygun ultrasonik çıkarıcı sunmak için izin verir.
Ultrasonik tezgah sistemleri fizibilite testleri ve süreç optimizasyonu için idealdir. Belirlenen proses parametrelerine dayalı doğrusal ölçeklendirme, işleme kapasitelerini daha küçük lotlardan tam ticari üretime yükseltmeyi çok kolaylaştırır. Yukarı ölçekleme ya daha güçlü bir ultrasonik çıkarıcı birim yükleyerek veya paralel olarak birkaç ultrasonicators kümeleme yapılabilir. UIP16000 ile Hielscher dünyanın en güçlü ultrasonik çıkarıcısını sunmaktadır.

Optimum Sonuçlar için Hassas Kontrol Genlikleri

Tüm Hielscher ultrasonicators üretim de hassas ve dolayısıyla güvenilir iş atları kontrol edilir. Genlik meyve ve biyo-atık pektin ultrasonik çıkarma verimliliği ve etkinliğini etkileyen önemli süreç parametrelerinden biridir.
Tüm Hielscher Ultrasonik’ işlemciler genliğin kesin ayarını sağlar. Sonotrodes ve güçlendirici boynuzları daha geniş bir yelpazede genlik değiştirmek için izin aksesuarları vardır. Hielscher endüstriyel ultrasonik işlemciler çok yüksek genlikleri teslim edebilir ve zorlu uygulamalar için gerekli ultrasonik yoğunluğu teslim. 200 μm'ye kadar genlikler 7/24 çalışmada kolayca çalıştırılabilir.
Hassas genlik ayarları ve akıllı yazılım ile ultrasonik işlem parametrelerinin sürekli izlenmesi size en etkili ultrasonik koşullar ile hammadde tedavi imkanı verir. En iyi ekstraksiyon sonuçları için en iyi sonication!
Hielscher ultrasonik ekipman sağlamlığı ağır ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışma için izin verir. Bu Hielscher ultrasonik ekipman çıkarma gereksinimlerini karşılayan güvenilir bir çalışma aracı yapar.

Kolay, Risksiz Test

Ultrasonik işlemler tamamen doğrusal ölçeklendirilebilir. Bu bir laboratuvar veya tezgah üstü ultrasonicator kullanarak elde ettiğiniz her sonuç, tam olarak aynı işlem parametreleri kullanılarak tam olarak aynı çıktı ölçeklenebilir anlamına gelir. Bu ultrasonication risksiz fizibilite testi, süreç optimizasyonu ve ticari üretim içine sonraki uygulama için ideal hale getirir. Sonication pektin özü üretimini artırabilir nasıl öğrenmek için bize ulaşın.

En Yüksek Kalite – Almanya'da Tasarlanmış ve Üretilmiştir

Bir aile şirketi ve aile tarafından işletilen bir işletme olarak, Hielscher ultrasonik işlemciler için en yüksek kalite standartlarına öncelik verir. Tüm ultrasonicators tasarlanmış, imal ve iyice Berlin, Almanya yakınlarındaki Teltow bizim merkezinde test edilmiştir. Hielscher ultrasonik ekipman sağlamlık ve güvenilirlik üretim bir iş atı olun. 7/24 tam yük altında ve zorlu ortamlarda çalışan hielscher'ın yüksek performanslı mikserlerinin doğal bir özelliğidir.

Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir: