Ultrasonik ekstraktsiya bilan yuqori pektin rentabelligi

Ultrasonik ekstraktsiya yuqori sifatli pektinlardan yuqori hosil olishga olib keladi. Sonikatsiyadan foydalanib, qimmatli pektinlar meva chiqindilaridan (masalan, sharbatni qayta ishlashdan olinadigan qo'shimcha mahsulotlar) va boshqa biologik xomashyodan samarali ishlab chiqarilishi mumkin. Ultrasonik pektin ekstraktsiyasi yuqori hosil olish, yuqori pektin sifatini berish va tez qazib olish protsedurasi bilan boshqa ekstraksiya usullaridan ustun turadi.

Sonikatsiyalash orqali intensiv ravishda pektin ekstrakti

Pektin ko'plab oziq-ovqat mahsulotlarida jellashtiruvchi, emulsiya qiluvchi va qalinlashtiruvchi vosita, shuningdek kosmetika va farmatsevtika mahsulotlarining tarkibiy qismi sifatida ishlatiladi. An'anaviy sanoat pektin ekstraktsiyasi tsitrus qobig'i, olma pomasi va boshqa mevali chiqindilar kabi xom ashyo 60-100 ° C issiq suvda past pH (taxminan pH 1,5 - 3,5) da uzoq vaqt davomida namlanadigan issiq suv olish yo'li bilan amalga oshiriladi. vaqt davri. Bu odatdagi issiq suv qazib olishni vaqt va energiya sarflaydigan jarayonga aylantiradi, bu ko'pincha xom ashyoda mavjud bo'lgan pektinlarning yuqori miqdorini chiqarish uchun hatto samarasiz.
An'anaviy ishlab chiqarish usulining samarasizligini bartaraf etish uchun ultratovush ekstraktsiyasi an'anaviy issiq suv chiqarish bilan taqqoslaganda ekstraktsiya vaqtini qisqartiradigan va pektin hosilini maksimal darajada oshiradigan jarayonni kuchaytiruvchi texnika sifatida qo'llaniladi.

Ultrasonik pektin ekstraktsiyasining afzalligi

Ultrasonik ekstraktsiya ekstrakt ishlab chiqarishning ko'plab sohalarida qo'llaniladi, masalan, oziq-ovqat, qo'shimchalar, farmatsevtika va kosmetika uchun botanika va o'simlik ekstraktlari. Ultrasonik ekstraktsiyaning juda yorqin namunasi - kanabidiol (CBD) va nasha o'simliklaridan boshqa birikmalarning olinishi.
Ultrasonik ekstraksiya bu termik bo'lmagan ekstraktsiya texnikasi bo'lib, u biologik faol birikmalarni issiqlik tanazzulining oldini oladi. Amplituda, intensivlik, vaqt, harorat va bosim kabi barcha ultratovushli jarayon parametrlari aniq nazorat qilinishi mumkin. Bu aniq jarayon va sifatni nazorat qilish imkonini beradi va qazib olish natijalaridan so'ng takrorlashni va ko'paytirishni osonlashtiradi. Ekstrakt ishlab chiqaruvchilari ultratovushni jarayonning ishonchli takrorlanishi uchun qadrlashadi, bu jarayonlar va mahsulotlarni standartlashtirishga yordam beradi.

Tegishli jarayon parametrlarini aniqlash ultratovushli ekstraktsiya jarayonini eng yuqori samaradorlik va yuqori ekstrakt sifatiga optimallashtirishga imkon beradi.
Masalan, xom ashyoning zarracha kattaligi (masalan, tsitrus po'stlog'i) muhim omil hisoblanadi: kichikroq zarracha kattaligi ultratovush to'lqinlari ta'sir qilishi uchun sirt balandligini bildiradi. Kichik zarrachalar pektin hosildorligi, metilatsiyaning past darajasi va ramnogalakturonan (RG) mintaqalarining katta nisbati natijasida hosil bo'ladi.
Ekstraktsion erituvchining pH qiymati (ya'ni suv + kislota) yana bir muhim parametrdir. Pektin kislotali sharoitda chiqarilganda, polimerning ko'plab ramnogalakturonli tarvaqaylab ketgan qismlari parchalanadi, shuning uchun asosan asosiy chiziqli zanjirga yoki bir nechta neytral shakar molekulalari biriktirilgan homogalakturonan (HG) "to'g'ri" mintaqalar qoladi.
Ultrasonik pektin ekstrakti ekstraktsiya vaqtini qisqartiradi va zarur bo'lgan haroratni pasaytiradi, bu esa kislotalarning kiruvchi pektin modifikatsiyasini kamaytiradi. Bu pektinlarni mahsulot talablariga mos ravishda o'zgartirish uchun cheklangan sharoitda kislotalardan foydalanishga imkon beradi.

Ultrasonik pektin ekstraktsiyasini nima qadar samarali qiladi?

Ultratovush ekstraktsiyasining ta'siri to'g'ridan-to'g'ri hujayra devorlarining shishishi, teshilishi va sinishiga ta'sir qiladi. Ultrasonik ravishda induktsiya qilingan massa almashinuvi pektinli materialning o'rta lamelda vegetatsiyasini keltirib chiqaradi, bu o'simlik to'qimalarining parchalanishiga olib keladi. Ultrasonik kavitatsiya va kesish kuchlari to'g'ridan-to'g'ri hujayra devorlariga ta'sir qiladi va ularni ochadi. Ushbu mexanizmlar ultratovush ekstraktsiyasining yuqori samarali natijalariga olib keladi.

Ultrasonik usulda ekstrakte qilingan pektin (shuningdek akustik kavitatsiya yordamida ekstrakte qilingan pektin, qisqartmasi. ACAE) molekulyar og'irligi va metoksillanish darajasi past bo'lgan, odatiy issiqlik bilan chiqarilgan (CHE) pektin bilan taqqoslaganda uzun yon zanjirlari bo'lgan rammogalakturonan-I (RG-I) mintaqasiga boy bo'lgan. kimyoviy va FT-IR tahlillaridan. Ultrasonik pektin qazib olish uchun energiya sarfi an'anaviy isitish usulidan ancha past bo'lgan, bu uning sanoat ishlab chiqarish miqyosida istiqbolli qo'llanilishini ko'rsatadi.
(qarang. Vang va boshq., 2017)
Vang va uning hamkasblari (2017), shuningdek, ultratovush yordamida qazib olish (BAA) an'anaviy isitish qazib olish (CHE) bilan taqqoslaganda yuqori samaradorlik va arzon narxga ega bo'lgan yanada tejamkor va ekologik jarayon ekanligi isbotlangan.

Ultrasonik pektin ekstrakti qanday ishlaydi?

Ultrasonik ekstraktsiya yuqori intensiv ultratovushning sonomexanik ta'siriga asoslangan. Pektin ekstraktsiyasini ultratovush orqali targ'ib qilish va uni kuchaytirish uchun yuqori quvvatli ultratovush to'lqinlari ultratovush tekshiruvi (ultratovush shoxi yoki sonotrod deb ham ataladi) orqali suyuq muhitga, ya'ni pektin o'z ichiga olgan xomashyo va erituvchidan iborat bulamaçka bilan bog'lanadi. Ultratovush to'lqinlari suyuqlik orqali o'tadi va o'zgaruvchan past bosimli / yuqori bosimli tsikllarni hosil qiladi. Past bosimli tsikllar davomida bir necha bosim davrlarida o'sib boradigan daqiqali vakuum pufakchalari (kavitatsiya pufakchalari deb ataladi) hosil bo'ladi. Ko'pikning o'sishining ushbu tsikllarida suyuqlikdagi erigan gazlar vakuum pufakchasiga kiradi, shuning uchun vakuum pufagi o'sib chiqadigan gaz pufakchalariga aylanadi. Muayyan o'lchamda, pufakchalar ko'proq energiyani o'zlashtira olmaganda, ular yuqori bosimli tsikl paytida shiddat bilan implantatsiya qilinadi. Pufakchali portlash kuchli kavitatsion kuchlar bilan xarakterlanadi, shu jumladan juda yuqori harorat va bosim mos ravishda 4000K va 1000atm gacha etadi; shuningdek, tegishli yuqori harorat va bosim farqlari. Ushbu ultratovush natijasida hosil bo'lgan turbulentlik va kesish kuchlari o'simlik hujayralarini parchalaydi va hujayra ichidagi pektinlarni suvga asoslangan erituvchiga chiqaradi. Ultratovushli kavitatsiya juda kuchli massa uzatishni yaratganligi sababli, ultratovush ultratovush juda qisqa vaqt ichida juda yuqori hosilga olib keladi.

O'simlik hujayralaridan ultratovush ekstraktsiyasi: mikroskopik transvers (TS) hujayralardagi ultrasonik ekstraktsiya jarayonida harakat mexanizmini ko'rsatadi (2000x magnification) [resurs: Vilkhu va boshq. 2011]

Pektinlar haqida

Pektin uzun zanjirli galakturon segmentlaridan va boshqa neytral shakarlardan, masalan, ramnoza, arabinoz, galaktoza va ksilozadan tashkil topgan tarvaqaylab ketgan heteropolisakkariddir. Aniqroq qilib aytganda, pektin ko-polimer bloki bo'lib, uning tarkibiga 1,4-a-bog'langan galakturon kislotasi va 1,2-bog'langan ramnoz kiradi, b-D-galaktoza, L-arabinoz va boshqa shakar birliklarining yon shoxlari bilan. Pektin tarkibida bir nechta shakar qismlari va metil esterlanish darajasi har xil bo'lganligi sababli, pektin boshqa polisakkaridlar singari aniqlangan molekulyar og'irlikka ega emas. Oziq-ovqat mahsulotlarida foydalanish uchun belgilangan pektin kamida 65% galakturonik kislota birliklarini o'z ichiga olgan heteropolisakkarid deb ta'riflanadi. Muayyan talablarni bajarish uchun ekstraksiya shartlarini qo'llash orqali pektinlar muvaffaqiyatli o'zgartirilishi va funktsionalizatsiyasi mumkin. Funktsionalizatsiya qilingan va o'zgartirilgan pektinlarni ishlab chiqarish maxsus qo'llanmalar uchun qiziqish uyg'otadi, masalan, farmatsevtika uchun past metoksillangan pektin (LMP).

Meva chiqindilaridan olinadigan pektinlar

Meva chiqindilari, masalan, po'stlog'i, mevalar xamiri qoldiqlari (meva sharbatini bosgandan so'ng) va boshqa mevali mahsulotlar ko'pincha pektin moddalariga boy. Meva chiqindilari ko'pincha hayvonlarga ozuqa sifatida ishlatilayotganda, pektin ekstraktsiyasi meva chiqindilaridan foydaliroq hisoblanadi.
Ultrasonik pektin ekstraktsiyasi allaqachon tsitrus po'stlog'i (apelsin, mandarin, greyfurt), qovun po'stlog'i, olma pomasi, qand lavlagi pomasi, mango po'stlog'i, pomidor chiqindilari, shuningdek jekfrut, ehtirosli mevalar, anjir po'stlog'i bilan muvaffaqiyatli bajarilmoqda.

Ultrasonik pektin ekstraktsiyasining amaliy tadqiqotlari

An'anaviy pektinni issiqlik bilan qazib olishning kamchiliklari tufayli tadqiqot va sanoat ultratovush ekstrakti kabi innovatsion alternativalarni o'rganib chiqdi. Shunday qilib, turli xil xom ashyo uchun jarayon parametrlari va jarayonni optimallashtirish to'g'risidagi ma'lumotlar juda ko'p.

Apple Pomace-dan ultratovushli pektin ekstrakti

Dranca va Oroian (2019) turli xil ultratovush sharoitlarini qo'llagan holda va Box-Behnken reaksiya yuzasi dizayni yordamida olma po'stlog'idan pektinni ultratovush yordamida ekstraksiya jarayonini o'rganishdi. Ular ultratovush amplituda ekstrakte qilingan pektinning hosildorligi va esterifikatsiya darajasiga katta ta'sir ko'rsatishini aniqladilar, pH ekstraktsiyasi esa uchta javobga, ya'ni rentabellik, GalA tarkibi va esterizatsiya darajasiga katta ta'sir ko'rsatdi. Ekstraksiya uchun eng maqbul shartlar 100% amplituda, pH qiymati 1,8, qattiq suyuqlik nisbati 1:10 g / ml va 30 min sonikatsiya edi. Bunday sharoitda pektin rentabelligi 9,183% ni tashkil etdi va 98,127 g / 100 g GalA tarkibiga va 83,202% esterifikatsiya darajasiga ega edi. Tovush pektiniga nisbatan ultratovush bilan chiqarilgan pektin natijalarini belgilash uchun ultratovushli ekstraktsiya natijasida olingan pektin namunasi FT-IR, DSC, reologik tahlil va SEM tomonidan tijorat sitrus va olma pektin namunalari bilan taqqoslandi. Dastlabki ikkita usul ultratovushli ekstraktsiya yo'li bilan chiqarilgan pektin namunasining ba'zi o'ziga xos xususiyatlarini ta'kidladi, masalan, molekulyar og'irlikning tor tarqalish diapazoni, tartibli molekulyar joylashuvi va yuqori darajada esterifikatsiyasi, bu sotiladigan olma pektinlariga o'xshash edi. Ultrasonik usulda olingan namunaning morfologik xususiyatlarini tahlil qilish ushbu namunaning bo'lak o'lchamlari va uning GalA tarkibi bilan bir tomonda taqsimlanishi va boshqa tomonda suv olish qobiliyati o'rtasida aniqlanish sxemasini ko'rsatadi. Ultratovush bilan chiqarilgan pektin eritmasining yopishqoqligi savdo pektin yordamida qilingan eritmalarnikiga qaraganda ancha yuqori edi, bu galakturon kislotasining yuqori konsentratsiyasi tufayli bo'lishi mumkin. Esterifikatsiyaning yuqori darajasini ko'rib chiqishda, bu ultratovush bilan chiqarilgan pektin uchun yopishqoqlikning nima uchun yuqori bo'lganligini tushuntirishi mumkin. Tadqiqotchilar xulosa qilishlaricha, Malus domestica 'Fălticeni' olma pomace-dan ultratovushli ekstraktsiya yo'li bilan chiqarilgan pektinning tozaligi, tuzilishi va reologik harakati ushbu eriydigan tolaning istiqbolli qo'llanilishini ko'rsatadi. (qarang Dranca & Oroian 2019)

Pektin ishlab chiqarish uchun yuqori samarali ultratovushli ekstraktor

Ultrasonik ekstraktsiya - bu yuqori sifatli pektinlarni ishlab chiqarishni osonlashtiradigan va tezlashtiradigan ishonchli qayta ishlash texnologiyasi, masalan, tsitrus mevalari va po'stlog'i, olma pomace va boshqalar. Hielscher Ultrasonics portfelida ixcham laboratoriya ultratovush tekshirgichlaridan sanoat ekstraktsion tizimlariga qadar bo'lgan barcha imkoniyatlar mavjud. Shunday qilib, biz Hielscher-da sizga ko'zda tutilgan jarayon hajmi uchun eng mos ultrasonikatorni taklif etamiz. Bizning uzoq yillik tajribali xodimlarimiz sizga texnik-iqtisodiy sinovlardan va jarayonni optimallashtirishdan ultratovush tizimingizni so'nggi ishlab chiqarish darajasiga o'rnatishga qadar yordam beradi.
Bizning ultratovushli ekstraktorlarimizning kichkina oyoq bosimi, shuningdek ularning o'rnatish imkoniyatlari ko'p qirrali bo'lishi ularni hatto kichik pektinli ishlov berish moslamalariga moslashtiradi. Ultrasonik protsessorlar butun dunyo bo'ylab oziq-ovqat, farmatsevtika va ozuqaviy qo'shimchalar ishlab chiqarish korxonalarida o'rnatiladi.

Hielscher ultratovush – Murakkab ekstraksiya uskunalari

Hielscher Ultrasonics mahsulot portfeli kichik va katta hajmdagi yuqori samarali ultratovushli ekstraktorlarning barcha turlarini qamrab oladi. Qo'shimcha aksessuarlar sizning pektin chiqarish jarayoni uchun eng mos ultratovushli qurilma konfiguratsiyasini oson yig'ishga imkon beradi. Optimal ultratovush sozlamalari ko'zda tutilgan quvvatga, hajmga, xom ashyoga, partiyaga yoki inline jarayonga va vaqt jadvaliga bog'liq.

To'plam va chiziq

Hielscher ultrasonikatorlari ommaviy va uzluksiz oqim orqali ishlov berish uchun ishlatilishi mumkin. Ultrasonik partiyani qayta ishlash jarayonni sinovdan o'tkazish, optimallashtirish va kichik va o'rta ishlab chiqarish darajalari uchun ideal. Ko'p miqdordagi pektin ishlab chiqarish uchun inline ishlov berish yanada foydali bo'lishi mumkin. Inline aralashtirishning uzluksiz jarayoni murakkab sozlashni talab qiladi – nasos, shlanglar yoki quvurlar va rezervuarlardan iborat - ammo u juda samarali, tezkor va sezilarli darajada kam mehnat talab qiladi. Hielscher Ultrasonics sizning qazib olish hajmi va jarayon maqsadlari uchun eng mos ekstraktsiyani o'rnatishga ega.

Har bir mahsulot hajmi uchun ultratovushli ekstraktorlar

Hielscher Ultrasonics mahsulot assortimenti ultratovushli protsessorlarning to'liq spektrini qamrab oladi laboratoriya ultrasonikatorlaridan dastgoh usti va uchuvchi tizimlar soatiga yuk mashinalarini qayta ishlash quvvatiga ega to'liq sanoat ultratovushli protsessorlarga. To'liq mahsulot assortimenti sizga pektin o'z ichiga olgan xom ashyo, texnologik quvvat va ishlab chiqarish maqsadlari uchun eng mos ultratovush ekstraktorini taklif qilishimizga imkon beradi.
Ultrasonik dastgoh tizimlari texnik-iqtisodiy sinovlar va jarayonni optimallashtirish uchun juda mos keladi. Jarayonning belgilangan parametrlari asosida chiziqli miqyosni oshirish qayta ishlash quvvatlarini kichik partiyalardan to to'liq tijorat ishlab chiqarishgacha oshirishni juda osonlashtiradi. Kattalashtirish yanada kuchli ultratovushli ekstraktor blokini o'rnatish yoki bir nechta ultratovush moslamalarini parallel ravishda klasterlash orqali amalga oshirilishi mumkin. UIP16000 bilan Hielscher dunyodagi eng kuchli ultratovushli ekstraktorni taklif qiladi.

Optimal natijalar uchun aniq boshqariladigan amplitudalar

Barcha Hielscher ultrasonikatorlari aniq boshqariladigan va shu bilan ishlab chiqarishda ishonchli ishlaydigan otlardir. Amplituda meva va bio-chiqindilardan pektinni ultratovush bilan ekstraktsiyalash samaradorligi va samaradorligiga ta'sir qiluvchi hal qiluvchi jarayon parametrlaridan biridir.
Barcha Hielscher ultratovush tekshiruvi’ protsessorlar amplitudani aniq belgilashga imkon beradi. Sonotrodlar va kuchaytiruvchi shoxlar amplitudani yanada keng doirada o'zgartirishga imkon beradigan aksessuarlardir. Hielscher sanoat ultratovush protsessorlari juda yuqori amplituda etkazib berishi va talabchan dasturlar uchun kerakli ultratovush intensivligini etkazib berishi mumkin. 200µm gacha bo'lgan amplitudalarni osongina doimiy ravishda 24/7 rejimida ishlatish mumkin.
Amplitudaning aniq sozlamalari va ultratovushli jarayon parametrlarini aqlli dasturiy ta'minot orqali doimiy nazorat qilish sizga xom ashyoni eng samarali ultratovush sharoitlari bilan ishlov berish imkoniyatini beradi. Eng yaxshi ekstraksiya natijalari uchun optimal sonikatsiya!
Hielscher ultratovush uskunasining mustahkamligi og'ir sharoitlarda va talabchan muhitda 24/7 ishlashga imkon beradi. Bu Hielscher ultratovush uskunasini sizning qazib olish talablaringizni bajaradigan ishonchli ish vositasiga aylantiradi.

Oson, xavfsiz sinov

Ultrasonik jarayonlar butunlay chiziqli miqyosda bo'lishi mumkin. Bu laboratoriya yoki stol usti ultrasonikator yordamida erishgan har qanday natijani aynan bir xil jarayon parametrlari yordamida aynan bir xil natijaga etkazish mumkin degan ma'noni anglatadi. Bu ultrasonikatsiyani xavf-xatarsiz texnik-iqtisodiy sinovlar, jarayonlarni optimallashtirish va keyinchalik tijorat ishlab chiqarishiga tatbiq etish uchun ideal qiladi. Sonikatsiya sizning pektin ekstrakti ishlab chiqarishni qanday oshirishi mumkinligini bilish uchun biz bilan bog'laning.

Eng yuqori sifat – Germaniyada ishlab chiqarilgan va ishlab chiqarilgan

Oilaviy va oilaviy biznes sifatida, Hielscher o'zining ultrasonik protsessorlari uchun eng yuqori sifat standartlariga ustunlik beradi. Barcha ultrasonikatorlar Berlindagi (Germaniya) yaqinidagi Teltow shahridagi bosh ofisimizda ishlab chiqilgan, ishlab chiqarilgan va sinab ko'rilgan. Hielscherning ultratovush uskunalarining mustahkamligi va ishonchliligi uni sizning ishlab chiqarishda ishlaydigan otga aylantiradi. To'liq yuk ostida va talab qilinadigan muhitda 24/7 ishlashi Hielscher yuqori samarali mikserlariga xos xususiyatdir.

Quyidagi jadval sizga bizning ultrasonicators taxminiy qayta ishlash quvvatiga ega ekanligidan dalolat beradi: