プクチンの抽出のために使用される超音波機械は何のために必要ですか?

プクチンの抽出のために使用される超音波機械は何のために必要ですか?

超音波助成技術は,天然製品の抽出に広く使用されています.ペクチンの抽出には,3つの主要な段階があります:加速浸透と浸透段階;溶解や溶解段階が促進されるプクトインは,果物,根,樹脂に存在する高分子多糖化合物で,プロトペクトイン,プクトイン,ペクト酸の形で存在します.植物や果物の茎と葉ペクチンは細胞壁の重要な成分であり,セルロースと共に存在し,細胞の中間層の粘着剤を形成します.植物 の 組織 を しっかり しっかり 結びつけ て いる 粘着剤 と 言え ますペクチンの主要成分は,α-1,4グリコシド結合によって結合された銀河酸および,銀河糖,アラビノース,メタノールなどの砂糖以外の成分ペクチンの構造は主に2つの部分から構成され,メインチェーンとサイドチェーンです.

高ポリガラクトゥロン酸の主鎖は,α-1,4グリコシド結合によって結合されたD-ガラクトゥロン酸単位の直鎖で形成される.側鎖は主にガラクトゥロン酸ポリサカリドから構成されている [1]プクチンは,天然の高分子化合物であり,優れた粘着性および乳化性を持ち,食品,製薬,日常化学,繊維産業に広く使用されています.現在,ペクチンの抽出には多くの方法が利用可能である.様々な植物や果物から超音波抽出を含む.

超音波助成抽出は,超音波の物理的効果,機械的振動,洞穴化,熱効果などの利用により抽出効率を向上させるグリーン技術である.この技術は抽出過程を最適化することで,従来の抽出方法 (酸と酵素抽出など) の時間とエネルギー消費と低産出の課題を効果的に克服できます.プクチンの採掘分野における研究の中心地となる以下は,原理,応用特性,利点,影響要因,および研究事例の詳細な説明です.
1超音波によるペクチン抽出の基本原理
超音波は20kHz以上の周波数を持つ音波である.液体媒質で伝播すると,ペクチンの溶解を促進する3つの主要な効果を生成する.

カビテーション 効果: 超音波 は,液体 中 に 沢山 の 微小 な 泡 (カビテーション 泡) を 作り出す.これら の 泡 は 急速に 振動 し,成長 し,それから 爆発 する.巨大なエネルギーを放出する (高温と高圧)これらの泡は 植物細胞壁と細胞間マトリックスに影響を与え セルロースや半セルロースなどの構造の整合性を破壊しますエクストラクタントと溶解剤にカプセル化されたペクチンをより容易にする.

メカニカル振動:超音波の高周波振動は,抽出システム (原材料の粒子と抽出剤) で激しい振動を引き起こし,質量移転効率を向上させます.原材料の表面でのプクチンの拡散抵抗を減らす固体段階 (原材料) から液体段階 (抽出剤) へのプクチンの移転を加速する.

熱効果:超音波エネルギーは部分的に熱に変換され,抽出システムの温度を適度に上昇させる (通常は伝統的な加熱よりも低い),エクストラクタントがペクチンを溶かす能力を促進するしかし,温度は直接加熱よりも制御が容易で,高温によるペクチン分解を減らすことができます.

III. 超音波 補助 プクチン 抽出 の 利点

高効率と省エネ:抽出時間が50%~70%短縮され,エネルギー消費量は30%以上削減され,グリーン産業の要件を満たします.

低温抽出により,ペクチンの分解が減少し,より高いエステリ化程度 (例えば,リンゴ皮のペクチンは75%以上のエステリ化の度合いを達成できる.伝統的な酸性抽出で得られた68%と比較して).これは,ゲルの強度と乳液の安定性を向上させます.食品添加物 (ジャムやゼリーなど) と薬剤補助物 (持続放出媒介物など) として使用するのに適している.

広範囲に適用可能:様々な原材料 (シトラス皮,リンゴの皮,グレープフルーツ皮,マンゴーコアなど) に有効果物・野菜加工廃棄物の高価値利用に特に適しています環境汚染を削減する

シンプルな操作:複雑な化学反応剤を必要としない.超音波パラメータを調整することで,プロセスを最適化することができ,工業的にスケールアップすることが容易になります.超音波 補助 抽出 に 影響 する 重要な 要因

抽出効率 (抽出速さ) とペクチンの質 (エステリ化程度,分子重量) は,以下のパラメータによって影響され,標的型最適化が必要です.

超音波電源: 低すぎると小穴化が弱く抽出速度は低く,高すぎると (例えば500W以上) 分子連鎖の破裂 (分子重量の減少) と質の低下が起こる.典型的な範囲は200〜400W.
超音波時間: 抽出速度は最初は時間とともに増加します (ペクチン溶解が完了します)しかし60分後には安定し,減少します (過度のカビテーションはペクチン分解につながります).

固体と液体の比: 原材料と抽出剤 (例えば酸性溶液) の比が高すぎ (例えば1:10以下) なら,抽出剤が十分なく,ペクチン溶解が限られている.低すぎると (e集中コストが増加する.典型的な範囲は1:20〜1:30.
pH:酸性条件 (pH 2.0-3.0) は,プクチンの溶解 (水素結合の破裂) により有利である.超音波による抽出は,pH範囲を広げることができる (例えば,pH 3.0-4.高い効率を維持している)装置の酸性腐食を軽減します
温度:超音波の熱効果により,システム温度が40~60°Cまで上昇する.過度の温度 (例えば70°C以上) は,プクチン分解を加速させる.温度を制御するために冷却が必要です.

V.事例研究
リンゴ皮ペクチン:超音波によるリン酸抽出法 (電力300W,時間45分,pH2.5濃度が1%でゲルの強度が120g/cm2に達し,ペクトンのエステリ化度が76%に達した.伝統的な酸性抽出を上回る (抽出出産量16アップルポームペクチン:超音波とセルラースの組み合わせた抽出 (パワー250W,酵素用量0.5%,時間50分) は,抽出出量が24.5%で,酵素抽出のみと比較して6%増加した (18ペクチンはまた,より濃縮された分子量分布 (機能安定性を向上させる) を達成した.
VI. 限界と展望
制限:過剰な電力はペクチン分解につながる可能性がある.工業機器 (大規模超音波炉など) で均質性の制御は困難である.超音波だけでは 繊維が多くある原材料 (高酸化繊維のある果物皮など) に対して 効果が限られています他の技術と組み合わせる必要がある.
アウトプット: Future development of new ultrasonic equipment (such as focused ultrasound and continuous-flow ultrasonic reactors) and optimization of multi-technique synergistic processes (ultrasound-enzyme-microwave combination) will further improve extraction efficiency and pectin quality食品,医薬品,環境保護の分野での広範囲の応用を促進する.

要約すると,超音波による技術により,質の移転,構造の破壊,エネルギー消費の削減により,ペクチン抽出の効率と質が著しく向上します.果物や野菜の廃棄物の高価値利用のための重要な技術手段であり,広範囲にわたる産業的見通しを持っています.