Desacetilación ultrasónica u quitina u quitosano
Producción ultrasónica u quitosano
Le quitosano ku obtiene tumen le N-desacetilación ti' le quitina. Ti' le desacetilación convencional, le quitina ku empapa tu disolventes alcalinos u acuosos (normalmente 40 u 50 ti chúumuk (p'el leti' p'el) u NaOH). Le tuukula' remojo k'a'abet altas temperaturas 100 ti' 120 ° C yéetel k'a'abet ya'ab k'iin, ka' jo'op' u le rendimiento quitosano k'aamiko'ob tuláakal tumen p'isibij remojo Káambal. U kaambalil yo'osal ultrasonidos u ka'anal potencia intensifica significativamente le tuukula' desacetilación le quitina ka ts'aik bey resultado jump'éel ka'anal rendimiento quitosano t'okik peso molecular ti' jump'éel Ts'a'akal séeba'an u menor temperatura. Le desacetilación ultrasónica ku ts'aik bey resultado jump'éel quitosano calidad superior ba'ax ku meyajtiko'ob bey ingrediente alimentario yéetel farmacéutico, bey fertilizante yéetel ya'ab uláak' aplicaciones industriales.
Le ultrasónico Ts'a'akal ts'aik bey resultado jump'éel grado excepcional ti' acetilación (TS'AIK) ti' le quitina, jáatspajal grado acetilación quitina TS'AIK≥90 ti' quitosano yéetel TS'AIK≤10.
Ya'ab xook investigación confirman u eficacia le desacetilación ultrasónica ti' le quitontina ti' quitosano. Weiss, J. et ti' le. (2008) descubrieron ti' le sonicación mejora drásticamente le tzeltalo'obo' quitina ti' quitosano. Le Ts'a'akal ultrasónico ti' le quitina supone jump'éel Páaybe'en t'áal k'u' u k'iin, reduciendo le k'iin tuukula' k'a'abéet 12-24 horas ti' yaan manik jump'íit horas. Ku ts'o'okole', k'a'abet bey solvente utia'al u kaxta'al u yúuchul jump'éel tzeltalo'obo' completa, ku reduce le impacto ambiental u yaantal u desechar ka tselik le solvente gastado wa ma' reaccionar, es decir NaOH concentrado.
Le desacetilación quitina ti' quitosano promueve yo'osal le sonicación
UIP4000hdT – T.u.m ultrasónico potencia 4kW
Principio funcionamiento le Ts'a'akal ultrasónico yéetel quitosano
Le ultrasonicación u ka'anal potencia yéetel baja frecuencia (∼20-26kHz) crea cavitación acústica te' ts'a'abal ka lodos. Le ultrasonidos ka'anal potencia promueven le tzeltalo'obo' quitina tu quitosano a medida ti' le solvente (je'ebix, NaOH) ku fragmenta yéetel penetra ti' le partículas sólidas ti' quitina, ampliando bey yo'osal u superficie yéetel u ma'alobkiinsik le transferencia juuch' ichil le fase sólida yéetel líquida. Ku ts'o'okole', le altas muuk' cizallamiento le cavitación ultrasónica crean radicales libres u aumentan u reactividad le reactivo (es decir NaOH) ichil le hidrólisis. Bey láaka procesamiento ma' térmico, le sonicación evita degradación térmica produciendo quitosano ka'anal calidad. Le ultrasonidos acortan le k'iino'oba' u procesamiento k'a'abeto'ob utia'al extraer u quitina le crustáceos, bey producir quitina (yéetel, Ba'axten seen posteriormente quitosano) u asab pureza ti' comparación yéetel le condiciones ku procesamiento tu'ux. Tune', utia'al u producción quitina yéetel quitosano, le ultrasonidos yaan u potencial u xu'ulsiko'ob u tojol producción, disminuir le k'iin procesamiento, permitir jump'éel ma'alo'ob kanik le tuukula' producción yéetel ku xu'ulsiko'ob le impacto ambiental u desechos le tuukula'.
- Asab rendimiento quitosano
- Calidad superior
- K'iin reducido
- Temperatura tuukula' asab baja
- Aumento le eficiencia
- Chéen ch'a & Meyajo'ob segura
- Respetuoso yéetel ka'a jeets'
Descetilación ultrasónica u quitina u quitosano – protocolo
(1) beetik le quitina:
Utilizando caparazones cangrejo bey xooko'obo' partida, le caparazones cangrejo k'a'abéet p'o' u u yiit utia'al tselik le compuestos orgánicos solubles yéetel le impurezas adheridas, incluidas le lu'umo' yéetel le proteínas. Ts'o'okole', le xooko'obo' le cáscara k'a'ana'an tijil u completamente (je'ebix, u 60 ° C ti' 24 h ti' píib). Tu continuación le cáscaras le'obi' ku kíimilo'ob (je'ebix, utilizando jump'éel molino martillos), ku desproteinizan tu ka'a alcalino (je'ebix, NaOH ti' jump'éel temperatura 0,125 ti' 5,0 M) yéetel u desmineralizan ti' ácido (je'ebix, ácido clorhídrico diluido).
(2) Desacetilación ultrasónica
Utia'al u bisa'al ka'ansaj jump'éel reacción desacetilación ultrasónica u típica, le partículas beta-quitina (0,125 mm < D < 0. 250 mm) ku suspenden NaOH acuoso ti' le 40 ti chúumuk (p'el leti' p'el) ti' jump'éel proporción beta-quitina leti' solución acuosa u NaOH 1 leti' 10 (g mL).-1), le suspensión ku transfiere ti' jump'éel vaso vidrio naaj pak'o' yéetel u sonica yo'osal u búukinta'al jump'éel Hielscher UP400St Homogeneizador ultrasónico. Le je'ela' parámetros (cf. Fiamingo et ti' le. 2016) ku mantienen constantes ken u bisik ka'ansaj jump'éel reacción ultrasónica u desacetilación quitina: (i) sonda ultrasónica (sonotrodo Hielscher S24d22D, metros xnuk = 22 mm); (ii) modo pulso sonicación (IP = 0,5 seg); iii) intensidad superficial ultrasónica
(I = 52,6 W cm-2), (iv) temperatura reacción (60 ° C ±1 ° C), (v) k'iinil reacción (50 min), (tin wilaj) relación peso leti' volumen beta-quitina u 40 ti chúumuk (p'el leti' p'el) hidróxido sodio acuoso (BCHt leti' NaOH = 1 leti' 10 g mL-1); (vii) volumen suspensión beta-quitina (50 ml).
Le yáax reacción ku bisik ka'ansaj ti' 50 minutos yáanal agitación magnética u constante ka ts'o'okole' ku interrumpe síistal jáan le suspensión u 0 ° C. Posteriormente ku añade ácido clorhídrico diluido utia'al u chukpachtik jump'éel pH 8,5 yéetel u ye'esik CHs1 ku aísla tumen filtración, ku p'o'obol extensamente yéetel desionizada ja' yéetel u tikintaj condiciones ambientales. Le ken u repite le ti' jump'éelili' kuchil-desacetilación ultrasónica bey ka' paso utia'al CHs1, u yaantal CHs2 muestra.
Máak microscopía electrónica ti' barrido (SEM) yéetel juntúul aumento le 100× ti' u) gladio, b) gladius tratado yéetel ultrasonido, c) β-quitina, Mulix) β-quitina tratada yéetel ultrasonido yéetel yéetel) quitosano (fuente: Preto et ti' le. 2017).
Fiamingo et ti' le. descubrieron ti' le desacetilación ultrasónica ti' le beta-quitina yaantal eficazmente quitosano u ka'anal peso molecular yéetel jump'éel t'okik grado acetilación, ma' utilizar aditivos mix atmósfera inerte mix chowaktako'ob k'iino'oba' reacción. Kex reacción desacetilación ultrasónica ku bisik ka'ansaj ti' condiciones asab suaves – es decir baja temperatura reacción ti' comparación yéetel óol tuláakal le máasewáalo'obo' ti' le desacetilaciones termoquímicas. Le desacetilación ultrasónica ti' le beta-quitina ku cha'antik wa u quitosano desacetilado aleatoriamente yilik yaanti' juntúul grado variable ti' acetilación (4 ti chúumuk ≤ ku ts'aik ≤ 37 ti chúumuk), jump'éel peso molecular chúumuk u ka'anal peso (900.000 g mol-1 ≤ Mw ≤ 1.200.000 g mol-1 ) yéetel baja dispersión (1,3 ≤ Ð ≤ 1,4) yo'osal le realización óoxp'éel reacciones consecutivas (50 min leti' paso) u 60 ° C.
Procesadores ultrasónicos u ka'anal potencia tak le laboratorio tak le escala piloto yéetel industrial.
Sistemas ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al u producción quitosano
Fragmentación le quitina yéetel u descetilación u quitina u quitosano k'a'abet jump'éel nu'ukulil ultrasónico potente yéetel fiable u páajtal u suministrar nukuch amplitudes, ofrezca jump'éel kaambalil yo'osal preciso u parámetros le tuukula' yéetel béeyak u meyaj le 24 horas k'iin, 7 k'iin ti' le k'iino'ob yáanal kuuch pesadas yéetel entornos exigentes. Le gama yik'áalil Hielscher Ultrasonics ti' baal tech yéetel u kajtalo'ob ichil u tuukula'. Le ultrasonidos Hielscher le kaambalilo'ob ti' ka'anal rendimiento ku páajtal equipar u yéetel accesorios bey sonotrodos, boosters, reactores wa celdas flujo utia'al u adaptar u bix u óptima u kajtalo'ob ichil u u tuukula'.
Yéetel u pantalla digital u boonil ti', u opción u preestablecer le ejecuciones sonicación, le registro automático ti' datos ti' jump'éel tarjeta SD integrada, le kaambalil yo'osal remoto ti' le navegador yéetel ya'ab asab noj, le máximo kanik le tuukula' yéetel le facilidad búukinta'al. Yéetel le robustez yéetel le nuxi' Buka'aj u ba'al u kuuch, le kaambalilo'ob ultrasónicos u Hielscher le u tsíimin batalla fiable ti' le producción.
Le fragmentación yéetel desacetilación le quitina k'a'abet jump'éel ecografía potente tia'al le tzeltalo'obo' específica yéetel juntúul producto final ti' quitosano ka'anal calidad. Especialmente utia'al u fragmentación le escamas quitina, le altas amplitudes yéetel le presiones elevadas le cruciales. Ultrasonidos u Hielscher’ Le procesadores ultrasónicos industriales suministran uchik amplitudes jach altas. Le amplitudes tak 200 μm páajtal ejecutar bix continua ti' funcionamiento 24 leti' 7. Utia'al amplitudes láayli' mayores, yaan disponibles sonotrodos ultrasónicos u personalizados. Le Buka'aj u ba'al u potencia le kaambalilo'ob ultrasónicos u Hielscher ku cha'antik jump'éel desacetilación eficiente yéetel rápida ti' jump'éel tuukula' seguro yéetel ch'a'abil u biilankiltej.
Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento aproximada u k ultrasonidos:
| Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| U 1 u 500 ml | U 10 ti' 200 ml leti' min | UP100H |
| U 10 ti' 2000 ml | Ti' 20 u 400 ml leti' min | UP200Ht, UP400St |
| 0. 1 u 20L | 0. 2 u 4L leti' min | UIP2000hdT |
| U 10 u 100L | U 2 u 10 l leti' min | UIP4000hdT |
| n.d. | U 10 ti' 100 L leti' min | UIP16000 |
| n.d. | Mayor | Racimo u UIP16000 |
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Bibliografía leti' Referencias
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Datos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Bix u meyaj le desactilación ultrasónica ti' quitina.
Le ken u ultrasonido u ka'anal potencia yéetel baja frecuencia (je'ebix, 20-26 kHz) ku acopla ti' jump'éel líquido wa luuk', ku aplican ciclos alternos u ka'anal yéetel baja presión ti' le líquido creando compresión yéetel rarefacción. Ti' le k'iino'oba' ciclos alternos alta yéetel baja presión, u generan mejen burbujas u vacío, ku nuuktalo'ob a lo largo de ya'ab ciclos presión. Ti' le súutuko' ku le burbujas u vacío ma' táan u béeytal múuch'ik asab energía, colapsan violentamente. Ichil le implosión le burbuja, ku ku ts'áiko'ob condiciones localmente jach intensas: altas temperaturas tak 5000K, presiones tak 2000atm, velocidades calentamiento leti' enfriamiento jach altas yéetel diferenciales presión. Dado u dinámica u colapso le burbuja jach asab rápida u le transferencia juuch' yéetel ooxoj, le energía ti' le cavidad colapsa yaan confinada jump'éel kúuchil tu'ux Jach chichan, bey xan t'aan "ch'aaj chokoj". Implosión le burbuja cavitación xan ts'aik kúuchil ti' microturbulencias ti', chooj ta'an líquido tak 280 m leti' Guatemala mina'an u yotocho'ob velocidad yéetel muuk' u cizallamiento resultantes. Le Uláak ba'al u leti'e', k'ajolo'on bey cavitación ultrasónica wa acústica.
Le gotas yéetel partículas ti' le líquido sonicado ku yiliko'ob afectadas tumen le muuk' cavitación yéetel ken partículas aceleradas chocan ichil bey, ku rompen tumen colisión ichil partículas. Le cavitación acústica leti' le principio funcionamiento le molienda ultrasónica, le dispersión, le emulsificación yéetel le sonoquímica.
Utia'al u desacetilación le quitina, le ultrasonidos ka'anal intensidad aumentan yo'osal u superficie u activar le superficie yéetel xan le transferencia juuch' ichil le partículas yéetel le reactivo.
quitosano
Le quitosano jach jump'éel polímero carbohidratos juubulo'ob, catiónico yéetel ma' tóxico yéetel jump'éel ba'ax química ma'alob formada tumen kúuchilo'ob ti' β-(1,4) glucosamina bey componente noj bejo' (>80 ti chúumuk). ka kúuchilo'ob ti' N-acetil glucosamina ().<20 ti chúumuk), distribuidos aleatoriamente a lo largo de le tsolokbal. Le quitosano ku deriva ti' le quitina yéetel le desacetilación química wa enzimática. Le grado desacetilación (TS'AIK) determina le contenido ku amino libres ti' le ba'ax ka ku meyajtiko'ob utia'al distinguir ichil quitina ka quitosano. Le quitosano ye'esik jump'éel ma'alo'ob solubilidad ti' disolventes moderados bey le ácido acético diluido yéetel k'u'ubul ya'ab ku amina libres bey lu'umo'. lelo'oba' activos. Le je'ela' ku beetik u le quitosano bixake' ventajoso yóok'ol le quitina ti' ya'ab reacciones químicas.
Le quitosano jach u valorado tumen u excelente biocompatibilidad yéetel biodegradabilidad, ma' toxicidad, ma'alob actividad antimicrobiana (xu'ullsa'al bacterias yéetel hongos), impermeabilidad le oxígeno yéetel propiedades formadoras le cha'ano'. U jela'anil in ti' le quitina, le quitosano yaan u ventaja u Beel soluble ichil ja' yéetel, tune', asab ch'a'abil u manejar yéetel biilankiltej ti' formulaciones.
Le u bin u ka' polisacárido asab abundante ka' le celulosa, le nuxi' loolo'ob quitina ku p'áatal tu jump'éel yo'olal prima barata yéetel sostenible.
Producción quitosano
Le quitosano ku yaantal jump'éel tuukula' ka'ap'éel wook. Ti' le yáax paso, le yo'olal prima, bey le caparazones le crustáceos (es decir camarones, cangrejos, langostas), ku desproteiniza, ku desmineraliza yéetel ku purifica tia'al quitina. Ti' le ka' paso, le quitina lela' yéetel jump'éel k'oja'ano'obo' k'a'am (je'ebix, NaOH) utia'al tselik le cadenas laterales ti' acetilo con el fin de kéen p'áatak quitosano. U yojel u le tuukula' producción convencional ti' quitosano k'a'abet ya'ab k'iin yéetel ko'oj.
quitina
Quitina (C8H13O5N)n Leti' jump'éel polímero tsolokbal lineal ti' β-1,4-N-acetilglucosamina yéetel u clasifica ti' α-β - γ-quitina. Le u bin jump'éel derivado le glucosa, le quitina jach jump'éel componente noj bejo' ti' le exoesqueletos ti' le artrópodos bey le crustáceos yéetel le meyajilo'ob, le rádulas le moluscos, le picos le cefalópodos yéetel le escamas le kayo'ob yéetel le lisanfibios, yéetel xan ku páajtal kaxtik ti' le pak' celulares ti' le hongos. Ba'ax le quitina jach comparable ti' le celulosa, formando nanofibrillas cristalinas wa bigotes. Le celulosa jach le polisacárido asab abundante Wíinikil yóok'olkaab, seguido ti' le quitina bey segundo polisacárido u asab abundante.
glucosamina
Glucosamina (C6H13MA'5). Leti' jump'éel aminoazúcar yéetel juntúul precursor k'a'abéet ti' le síntesis bioquímica u proteínas glicosiladas yéetel lípidos. Le glucosamina jach naturalmente jump'éel abundante compuesto ku forma ti' le ba'ax je'el polisacáridos, quitosano yéetel quitina, ba'ax ku beetik u le glucosamina bixake' juntúul u asab uláak' monosacáridos. Le asab nu'ukulil le glucosamina disponible comercialmente ku yaantal tuméen le hidrólisis exoesqueletos ti' crustáceos, es decir caparazones cangrejo yéetel saak'o'.
Le glucosamina ku meyajtiko'ob chuunil laat'a'an bey suplemento dietético tu'ux ku meyajtiko'ob ti' bix u sulfato glucosamina, clorhidrato ti' glucosamina wa N-acetil glucosamina. Le suplementos sulfato glucosamina ku administran tumen yóol oral utia'al u k'aax jump'éel afección Yaaj causada tumen le inflamación, le descomposición yéetel le eventual asab cartílago (osteoartritis).