Ультразвукове витягування та збереження

Ультразвукова екстракція та збереження використовує використання ультразвуку потужності для розпаду клітинних структур (лізис). Розрив клітин за допомогою ультразвуку повторює високоефективну екстракцію внутрішньоклітинних сполук, а також мікробну інактивацію. Завдяки численним перевагам, ультразвук широко використовується для видобутку та збереження в харчовій промисловості. Дізнайтеся більше про переваги ультразвукової екстракції та харчової промисловості!

Ультразвук потужності для вилучення та збереження харчових і рослинних рослин

Ультразвукова витяжка: Ультразвукова екстракція - це процес, який використовує високочастотні звукові хвилі для вилучення сполук з різних матеріалів, таких як рослини, фрукти та овочі. Процес включає використання ультразвукових хвиль для створення бульбашок високого тиску в рідкому або напівтвердому матеріалі, які швидко руйнуються, генеруючи інтенсивне тепло і тиск, що порушує клітинні стінки матеріалу і вивільняє потрібні сполуки.

Принцип роботи ультразвукової екстракції та збереження

Основний принцип ультразвукової екстракції базується на явищі, відомому як акустична кавітація. Коли рідина піддається впливу ультразвукових хвиль високої інтенсивності і низької частоти (приблизно 20 кГц), вона генерує хвилі тиску, які створюють крихітні вакуумні бульбашки в рідині. Ці бульбашки збільшуються в розмірах зі збільшенням інтенсивності ультразвуку, і коли вони досягають певного розміру, вони раптово і сильно руйнуються, генеруючи ударну хвилю і вивільняючи енергію у вигляді тепла і тиску.
Цей процес викликає механічне порушення клітинних стінок, вивільняючи потрібні сполуки з матеріалу в рідкий розчинник. Потім вивільнені сполуки можуть бути відокремлені від розчинника за допомогою стандартних методів поділу, таких як фільтрація або центрифугування.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ультразвукова серійна екстракція алкалоїдів з рослинної сировини за допомогою ультразвукового зонда UP400St.

ультраакулятор UP400St для ефективного нетермічного вилучення рослинної сировини.

Ультразвукове збереження: Ультразвукове збереження базується на тих же кавітаційних ефектах, що і ультразвукова екстракція. Для збереження застосовується ультразвук потужності для продовження терміну зберігання швидкопсувних продуктів за допомогою високочастотних звукових хвиль для пригнічення росту мікроорганізмів, що викликають псування. Процес включає в себе вплив на їжу ультразвукових хвиль, які руйнують клітинні стінки бактерій, дріжджів і цвілі, що призводить до їх руйнування або гальмування.
Цей процес викликає механічне порушення клітинних стінок мікроорганізмів, приводячи до їх руйнування або пригнічення. Ультразвукові хвилі також можуть збільшити проникність клітинних мембран, дозволяючи консервантам та іншим антимікробним агентам більш ефективно проникати і вбивати мікроорганізми.
Ультразвукове збереження є кращим перед традиційними методами збереження, оскільки воно пропонує ряд переваг, таких як коротший час обробки, більш висока ефективність та здатність зберігати природні властивості та смаки їжі. Він використовується в широкому спектрі харчових продуктів, таких як соуси, соки, молочні продукти, яйця та м'ясо, щоб продовжити термін їх зберігання та забезпечити їх безпеку.

Ультразвукова техніка вилучення та збереження є кращою перед традиційними методами вилучення та збереження, оскільки вона пропонує ряд переваг, таких як швидші темпи вилучення, відмінна якість продукції, вища врожайність, чисто механічна нетермічна обробка та можливість вилучення більш широкого спектру сполук. Він використовується в широкому спектрі галузей, таких як продукти харчування та напої, фармацевтика та косметика.

Ультразвукова ботанічна екстракція дає більш високі врожаї. Гомогенізатор Hielscher UIP2000hdT, потужністю 2000 Вт досить потужний, щоб легко витягти партії від 10 літрів до 120 літрів.

Ультразвукова екстракція ботанічних рослин - 30 літрова / 8 галонна партія

Мініатюра відео

Потужна ультразвукова Кавітація на Hielscher Какатроде

Потужна ультразвукова кавітація при Hielscher UIP1000hdT каскатрод

Ультразвукова екстракція білка та ферментів

Зокрема, екстракція ферментів і білків, що зберігаються в клітинах і субклітинних частинках, є унікальним і ефективним застосуванням ультразвуку високої інтенсивності, оскільки екстракція органічних сполук, що містяться в організмі рослин і насіння, розчинником може бути значно покращена. Тому ультразвук має потенційну користь у вилученні та ізоляції нових потенційно біологічно активних компонентів, наприклад, з невикористаних потоків побічних продуктів, що утворюються в поточних процесах. Ультразвук також може допомогти посилити ефекти ферментного лікування, і тим самим зменшити кількість необхідного ферменту або збільшити вихід екстрагованих відповідних сполук.

Ультразвукова екстракція ліпідів і білків

Ultrasonication часто використовується для поліпшення екстракції ліпідів і білків з насіння рослин, таких як соєві боби (наприклад, борошна або знежирених соєвих бобів) або інших олійного насіння. В цьому випадку руйнування клітинних стінок полегшує пресування (холодної або гарячої) і тим самим зменшує залишкове масло або жир в пресують пирога.

Вплив безперервної ультразвукової екстракції на вихід дисперсного білка був продемонстрований Moulton et al. Ультразвукова обробка поступово збільшувала відновлення дисперсного білка, оскільки співвідношення пластівців / розчинників змінювалося з 1:10 до 1:30. Він показав, що ультразвук здатний пептизувати соєвий білок практично при будь-якій комерційній пропускній здатності і що необхідна енергія ультразвукової обробки була найнижчою, коли використовувалися більш товсті суспензії.

Ультразвукове виділення фенольних сполук та антоціанів

Ферменти, такі як пектиназу, целюлази і гемицеллюлазу широко використовуються в обробці соку для того, щоб руйнувати стінки клітин і поліпшити сік екстрагуються. Руйнування матриці клітинної стінки також випускає компоненти, такі як фенольні сполуки в соку. Ультразвук покращує процес екстракції і, отже, може привести до збільшення фенольних сполук, алкалоїди та сік виходу, зазвичай залишається в макусі.

The beneficial effects of ultrasonic treatment on the liberation of phenolic compounds and anthocyanins from grape and berry matrix, in particular from bilberries (Vaccinium myrtillus) and black currants (>Ribes nigrum) into juice, was investigated by VTT Biotechnology, Finland using an ultrasonic processor UIP2000hd after thawing, mashing and enzyme incubation. The disruption of the cell walls by enzymatic treatment (Pectinex BE-3L for bilberries and Biopectinase CCM for black currants) was improved when combined with ultrasound. “Лікування США збільшують концентрацію фенольних сполук чорничного соку більш ніж на 15%. […] Досліджено вплив (ультразвукові) США було більш значним з чорною смородиною, які є більш складними в обробці ягід соку, ніж чорниця в зв'язку з їх високим вмістом пектину і різною архітектурою клітинної стінки. […] Концентрація фенольних сполук в соку збільшилася на 15-25% за допомогою обробки ультразвуку (США) після інкубації ферменту.” (пор. Моккіла та ін., 2004)
 

У цій презентації ми познайомимо вас з виготовленням ботанічних екстрактів. Ми пояснюємо проблеми виробництва високоякісних ботанічних екстрактів і як ультразвуковий пристрій може допомогти вам подолати ці проблеми. Ця презентація покаже вам, як працює ультразвукова екстракція. Ви дізнаєтеся, які переваги ви можете очікувати, використовуючи ультразвуковий пристрій для вилучення та як ви можете впровадити ультразвуковий екстрактор у виробництво екстракту.

Ультразвукова ботанічна екстракція - як використовувати ультразвукові апарати для вилучення ботанічних сполук

Мініатюра відео

 

Промисловий ультразвуковий апарат типу зонда UIP6000hdT (6 кВт, 20 кГц) з реактором проточної комірки для безперервної ультразвукової обробки рідин і паст з високою пропускною здатністю.

Ультразвуковий пристрій UIP6000hdT в промисловій установці безперервного віджиму.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Мікробні і інактивації ферментів

Мікробні і інактивації ферментівІнактивація мікробів і ферментів (збереження), наприклад, у фруктових соках і соусах, є ще одним застосуванням ультразвуку в харчовій промисловості. Сьогодні збереження шляхом підвищення температури протягом коротких періодів часу (пастеризація) все ще є найпоширенішим методом обробки мікробної або ферментної інактивації, що призводить до більш тривалого терміну зберігання (збереження). Через вплив високої температури звичайна термічна пастеризація часто має недоліки для харчових продуктів.
Виробництво нових речовин від джерел тепла каталізуються реакцій і модифікації макромолекул, а також деформація рослин і тварин структури можуть зменшити у втраті якості. Таким чином, теплова обробка може викликати небажані зміни сенсорних атрибутів, тобто текстуру, смак, колір, запах і поживних якостей, тобто вітамінів і білків. Ультразвук є ефективним нетепловий (мінімальний) обробка альтернативи.

На відміну від звичайних термічних процедур, ультразвукове збереження використовує енергію та зсувні сили акустичної кавітації з метою інактивації ферментів. При досить низьких рівнях ультразвукової обробки структурні та метаболічні зміни можуть відбуватися в клітинах без їх руйнування. Активність пероксидази, яка міститься в більшості сирих і небланшованих фруктів і овочів і може бути особливо пов'язана з розвитком сторонніх смаків і пігментів підрум'янювання, може бути значно знижена за допомогою ультразвуку. Терморезистентні ферменти, такі як ліпаза і протеаза, які витримують надвисокотемпературну обробку і які можуть знизити якість і термін зберігання термічно обробленого молока та інших молочних продуктів, можуть бути інактивовані більш ефективно при одночасному застосуванні ультразвуку, тепла і тиску (МТС).

Ультразвук продемонстрував свій потенціал у знищенні харчових патогенів, таких як E.coli, Salmonellae, Ascaris, Giardia, цисти Cryptosporidium та поліовірус.

Застосовується до: консервації варення, мармеладу або топінгів, фруктових соків і соусів, м'ясних продуктів, молочних продуктів і морозива.
 

Hielscher ультраакукатори можуть гомогенізувати та пастеризувати рідкі яєчні продукти (цілі яйця, яєчні білки, жовтки) для забезпечення безпеки харчових продуктів та механічної стабільності. Ультразвукові гомогенізатори Hielscher забезпечують інтенсивну кавітацію та високі сили зсуву для знищення мікробів. Ультразвукова пастеризація є дуже ефективною та ефективною низькотемпературною альтернативою пастеризації. Рідке яйце, пастеризоване ультразвуком, демонструє меншу денатурацію білка, меншу втрату смаку, покращену однорідність та значно вищу енергоефективність.

Гомогенізація рідких яєць та пастеризація із застосуванням ультразвуку потужності з ультразвуком UP400ST

Мініатюра відео

 

Синергізм ультразвуку з температурою і тиском

Ultrasonication часто є більш ефективним, коли в поєднанні з іншими антимікробними методами, такими як:

  • термо-ультразвуком, тобто тепло і ультразвук
  • мано-ультразвук, тобто тиск і ультразвук
  • мано-термо-ультразвуком, тобто тиск, тепло і ультразвук

Комбіноване застосування ультразвуку з теплом та / або тиском рекомендується для Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae та Aeromonas hydrophila.

Ультрасоніка проти інших методів збереження харчових продуктів

На відміну від інших теплових і нетермічних процесів, таких як гомогенізація високого тиску, теплова пастеризація, високий гідростатичний тиск (HP), стиснутий вуглекислий газ (cCO2) і надкритичний вуглекислий газ (ScCO2), імпульси високого електричного поля (HELP) або мікрохвильова піч, ультразвук може бути легко перевірений в лабораторії або настільному масштабі – генерування відтворюваних результатів для масштабування. Інтенсивність та характеристики кавітації можуть бути легко адаптовані до конкретного процесу вилучення для досягнення конкретних цілей. Амплітуда і тиск можуть змінюватися в широкому діапазоні, наприклад, для визначення найбільш енергоефективної установки вилучення.

Іншими перевагами, пов'язаними з використанням вилучення ультразвукового зондового типу, є проста обробка екстракту, швидке виконання, відсутність залишків, висока врожайність, екологічність, покращена якість та запобігання деградації екстракту.
(пор. Chemat et al., 2011)

Переваги ультразвукової обробки їжі
 

  • Більш повне витягнення
  • Нетермічне збереження
  • Вища дохідність
  • Високі поживні речовини, преміальна якість їжі
  • швидкий процес
  • Холодний / нетермічний процес
  • Легко і безпечно працювати
  • Низькі витрати
Ультразвукові зонди високоефективні для нетермічного вилучення лікарських грибів, таких як чага. Це відео демонструє швидке вилучення повного спектру з чаги за допомогою ультразвукового апарату UP100H.

Екстракція грибів - холодна екстракція грибів чага за допомогою ультразвуку

Мініатюра відео

Високопродуктивні ультразвукові апарати для вилучення та пресеравації

Hielscher Ultrasonics розробляє, виробляє та поширює високопродуктивні ультразвукові апарати для ефективного вилучення та збереження. Використання ультразвукового обладнання Hielscher для вилучення та збереження харчових продуктів - це потужна технологія обробки, яка може бути застосована не тільки безпечно та екологічно чисто, але й ефективно та економічно. Гомогенізуючий і консервуючий ефект можна легко використовувати для будь-якого рідкого або пастоподібного харчового продукту, включаючи фруктові соки і пюре (наприклад, апельсин, яблуко, грейпфрут, манго, виноград, слива), а також для овочевих соусів і супів (наприклад, томатний соус або спаржевий суп), молочних продуктів, яєць і м'яса.
Наш портфель ультразвукових гомогенізаторів та екстракторів варіюється від ручних, портативних пристроїв до повністю промислових виробничих систем для вбудованої обробки великих обсягів у комерційних масштабах.

Дизайн, виробництво та консалтинг – Якість виробництва Німеччини

Hielscher ультраакукатори добре відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Надійність і проста експлуатація дозволяють плавно інтегрувати наші ультразвукові апарати в промислові об'єкти. Грубі умови та вимогливе середовище легко обробляються ультразвуковими апаратами Hielscher.

Hielscher Ultrasonics є сертифікованою ISO компанією і робить особливий акцент на високопродуктивних ультразвукових апаратах, що відрізняються найсучаснішими технологіями та зручністю для користувачів. Звичайно, ультразвукові апарати Hielscher сумісні з CE і відповідають вимогам UL, CSA та RoHs.

У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв:

пакетний Обсяг швидкість потоку Рекомендовані пристрої
0.5 до 1.5мл застосовується VialTweeter
Від 1 до 500мл Від 10 до 200мл / хв UP100H
Від 10 до 2000мл Від 20 до 400мл / хв UP200Ht, UP400St
0.1 до 20 л 0.2 до 4л / хв UIP2000hdT
Від 10 до 100 л Від 2 до 10 л / хв UIP4000hdT
від 15 до 150л від 3 до 15 л/хв UIP6000hdT
застосовується Від 10 до 100 л / хв UIP16000
застосовується більший кластер UIP16000

Зв'яжіться з нами! / Запитати нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, використовуйте форму нижче, щоб запросити додаткову інформацію про ультразвукові процесори, програми та ціни. Ми будемо раді обговорити ваш процес з вами і запропонувати вам ультразвукову систему, що відповідає вашим вимогам!









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ультразвукові гомогенізатори з високим зсувом використовуються в лабораторній, лавці, пілотній та промисловій обробці.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефотозні ультразвукові гомогенізатори для змішування застосувань, дисперсії, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних і промислових масштабах.



Література/довідники

Факти варті знати

Розсіювання ультразвукових клітин

Під інтенсивною ультразвуком ферменти або білки можуть вивільнятися з клітин або субклітинних органел в результаті розпаду клітин. При цьому з'єднання, що підлягає розчиненню в розчиннику, укладено в нерозчинну структуру. Для того щоб його витягти, клітинна мембрана повинна бути зруйнована. Порушення клітин є чутливим процесом, оскільки здатність клітинної стінки витримувати високий осмотичний тиск всередині. Необхідний хороший контроль порушення клітин, щоб уникнути безперешкодного вивільнення всіх внутрішньоклітинних продуктів, включаючи клітинне сміття і нуклеїнові кислоти, або денатурації продукту.
Ultrasonication служить в якості добре контрольованих засобів для клітинного розпаду. Для цього, механічні впливу ультразвуку забезпечити більш швидке і повне проникнення розчинника в клітинних матеріалів і поліпшення масообміну. Ультразвукове досягає більшого проникнення розчинника в рослинної тканини і покращує массоперенос. Ультразвукові хвилі генерації кавітації руйнують клітинні стінки і полегшують вивільнення матричних компонентів.

Ультразвуково покращена масопередача сприяє вилученню

Загалом, ультразвук може призвести до проникнення клітинних мембран до іонів, і це може значно зменшити селективність клітинних мембран. Механічна активність ультразвуку підтримує дифузію розчинників у тканини. Оскільки ультразвук розбиває клітинну стінку механічно силами кавітаційного зсуву, це полегшує перенесення з клітини в розчинник. Зменшення розміру частинок за допомогою ультразвукової кавітації збільшує площу поверхні в контакті між твердою та рідкою фазою.

Ультразвуковий лізис та інактивація E.coli

Для отримання невеликих кількостей рекомбінантних білків для вивчення та характеристики їх біологічних властивостей, E.coli є бактерією вибору. Мітки очищення, наприклад, полігістидиновий хвіст, бета-галактозидаза або мальтозозв'язуючі білки, зазвичай приєднуються до рекомбінантних білків, щоб зробити їх відокремленими від клітинних екстрактів з чистотою, достатньою для більшості аналітичних цілей. Ультразвукове дослідження дозволяє максимізувати вивільнення білка, зокрема, коли вихід продукції низький, а також зберегти структуру та активність рекомбінантного білка.

Ультразвукове окислення

При контрольованих інтенсивностях застосування ультразвуку для біотрансформації та ферментації цілком може призвести до посиленої біообробки, завдяки індукованим біологічним ефектам та завдяки полегшеному клітинному масообміну. Вплив контрольованого застосування ультразвуку (20 кГц) на окислення холестерину до холестенону клітинами спокою Rhodococcus erythropolis ATCC 25544 (раніше Nocardia erythropolis) досліджував Бар (1987).
Ця система характерна для мікробних перетворень стеринів і стероїдів в тому, що субстратом і продуктами є нерозчинні у воді тверді речовини. Тому дана система досить унікальна тим, що впливу ультразвуку можуть піддаватися як клітини, так і тверді речовини. При досить низькій ультразвуковій інтенсивності, яка зберегла структурну цілісність клітин і зберегла їх метаболічну активність, Бар спостерігав значне підвищення кінетичних швидкостей біотрансформації в мікробних суспензіях 1,0 і 2,5 г / л холестерину при ультразвуковій обробці протягом 5s кожні 10 млн з вихідною потужністю 0,2 Вт / см². Ультразвук не показав впливу на ферментативне окислення холестерину (2,5 г / л) холестериноксидазою.


Високопродуктивний ультразвук! Асортимент продукції Hielscher охоплює весь спектр від компактного лабораторного ультраакукатора над блоками лави до повних промислових ультразвукових систем.

Hielscher Ультразвук виробляє високоемоціивні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторія до промислових розмірів.


Ми будемо раді обговорити ваш процес.

Давайте зв'яжемося.