Skema ta' Fattibbiltà U Proċess Għall-Estrazzjoni tal-Pectin Mit-Tuffieħ, Pori tal-Isfarġel, U Qoxra tal-Oranġjo Bl-użu ta' Tagħmir ta' Estrazzjoni Ultrasoniku

It-tagħmir ta 'estrazzjoni ultrasoniku jista' effettivament estratt il-pektin minn pomace tat-tuffieħ, pomace tal-isfarġel, u qoxra tal-larinġ. Meta mqabbel ma 'estrazzjoni ta' ilma sħun tradizzjonali u metodi ta 'estrazzjoni ta' aċidu, joffri vantaġġi sinifikanti bħal effiċjenza għolja ta 'estrazzjoni, ħin qasir ta' estrazzjoni, temperatura baxxa, u rendiment u purità ogħla tal-pektin. Il-prinċipju ewlieni tiegħu jutilizza l-effett tal-cavitation, l-effett tal-vibrazzjoni mekkanika, u l-effett termali tal-ultrasound biex ifixkel l-istrutturi taċ-ċelluloża u tal-emicellulose tal-ħitan taċ-ċelluli tal-pjanti, jaċċelleraw ix-xoljiment tal-pektin mill-ħitan taċ-ċelluli filwaqt li jimminimizzaw il-ħsara lill-istruttura molekulari tal-pektin ikkawżata minn temperaturi għoljin.

I. Prinċipju Ewlieni tal-Estrazzjoni tal-Pektin (Mekkaniżmu ta' Titjib Ultrasoniku)

Effett tal-kavitazzjoni: Meta l-ultrasound jippropaga fil-likwidu tal-estrazzjoni, jiġġenera bosta bżieżaq ċkejkna. Dawn il-bżieżaq jespandu u jinfaqgħu malajr, jirrilaxxaw pressjoni għolja istantanja u forza ta 'impatt, iduru direttament il-ħitan taċ-ċelluli tal-pomace/qoxra tal-larinġ, u jikkawżaw li l-pektin fi ħdan iċ-ċelloli jinħall malajr fil-likwidu ta' estrazzjoni.

Effett tal-Vibrazzjoni Mekkanika: Il-vibrazzjoni ta 'frekwenza għolja-tal-ultrasound tiġġenera effett qawwi ta' tħawwad mekkaniku fuq il-partiċelli tal-materjal, tnaqqas id-differenza fil-konċentrazzjoni bejn il-likwidu tal-estrazzjoni u l-wiċċ tal-materjal, u tħaffef il-proċess tat-trasferiment tal-massa. Effett Termali: L-enerġija ta 'l-ultrasound hija kkonvertita f'sħana ta' traċċa lokalizzata, li tista 'żżid ir-rata ta' moviment molekulari ta 'l-estratt, iżda t-temperatura ġenerali hija ħafna aktar baxxa minn dik ta' estrazzjoni tat-tisħin tradizzjonali, tevita d-degradazzjoni tal-pektin minħabba temperaturi għoljin u tiżgura l-piż molekulari u l-proprjetajiet ta 'ġelazzjoni tal-pektin.

 

II. Fluss Speċifiku tal-Proċess (Applikabbli għall-Pomace tat-tuffieħ, tal-Isfarġel tal-Isfarġ u tal-Qoxra tal-larinġ)

1. Trattament minn qabel tal-Materja Prima It-trattament minn qabel huwa pass kruċjali li jiddetermina r-rendiment u l-purità tal-pektin, li jeħtieġ it-tneħħija ta 'impuritajiet u komponenti li jinterferixxu mill-materja prima:
* Ħasil ​​u Tneħħija ta 'Impurità: Laħlaħ il-pomace tat-tuffieħ, isfarġel u qoxra tal-larinġ b'ilma nadif biex tneħħi l-ħmieġ, residwi tal-pestiċidi fuq il-wiċċ tal-qoxra, u frammenti tal-polpa tal-frott mill-pomace.

* Tnixxif u Tħin: Poġġi l-materja prima maħsula f'forn ta '40-60 grad biex tinxef għal piż kostanti (kontenut ta' umdità<10%), then grind them into 20-40 mesh powder using a grinder. Particle size that is too small will easily lead to turbidity in the extract, while particle size that is too large will hinder ultrasound penetration.

 

1. Tneħħija tax-xaħam u Dezugaring (Mhux obbligatorju, biex tittejjeb il-Purità tal-Pectin): Jekk il-materja prima għandha kontenut għoli ta 'żejt jew kontenut ta' zokkor li jinħall (eż., qoxra tal-larinġ fiha żjut essenzjali), tista 'tixxarrab f'95% etanol fi proporzjon ta' materjal -għa{-likwidu ta '1:5 (g/mL) u reflux għal tneħħija ta' xaħam għal 2 sigħat. Wara l-filtrazzjoni, jitnixxef biex jitneħħew impuritajiet bħal żejt u oligosakkaridi, u ma jħallihomx jorbtu mal-pektin waqt l-estrazzjoni sussegwenti.

 

2. Ultrasoniku-Estrazzjoni tal-Pectin Assistita: Dan il-pass huwa kruċjali u jeħtieġ kontroll preċiż tal-parametri tal-estrazzjoni, li jvarjaw kemmxejn skont il-materja prima.

**Preparazzjoni ta 'Soluzzjoni ta' Estrazzjoni:** Pectin huwa polisakkarid aċiduż u jeħtieġ li jiġi maħlul taħt kundizzjonijiet aċidużi. Soluzzjonijiet ta 'estrazzjoni użati b'mod komuni huma aċidu idrokloriku, aċidu ċitriku, jew soluzzjonijiet ta' aċidu ossaliku, b'konċentrazzjoni kkontrollata bejn 0.05-0.2 mol/L. Soluzzjoni ta 'aċidu ossaliku tista' tikkelata joni tal-kalċju u tal-manjeżju fil-materja prima, tnaqqas il-cross-linking u l-preċipitazzjoni tal-pektin, li tirriżulta f'rendiment ogħla u tagħmilha aktar adattata għall-qoxra tal-larinġ u l-pomace tat-tuffieħ.
**Materjal-għal-Aġġustament tal-Proporzjon ta' Likwidu:** Ħallat it-trab tal-materja prima u s-soluzzjoni tal-estrazzjoni fi proporzjon ta' 1:15-1:30 (g/mL) u poġġi f'kontenitur tal-estrazzjoni ultrasoniku. Proporzjon baxx ta' materjal-għall-likwidu se jwassal għal trasferiment tal-massa insuffiċjenti, filwaqt li proporzjon għoli se jżid l-ispiża tal-konċentrazzjoni sussegwenti.

Operazzjoni ta 'estrazzjoni: Wara li tħallat sewwa l-likwidu, ixgħel it-tagħmir ta' estrazzjoni ultrasoniku u estratt skond il-parametri stabbiliti. L-ultrasonikazzjoni intermittenti tista 'titwettaq matul il-proċess (5 minuti ta' ultrasonikazzjoni segwiti minn pawża ta 'minuta) biex jitnaqqas it-tisħin tat-tagħmir u jiġi evitat sħana żejda lokalizzata. Wara l-estrazzjoni, iffiltra minn skrin ta' malji 400-600 u iġbor il-filtrat (li fih il-pektin). Ir-residwu jista 'jerġa' jiġi estratt biex itejjeb ir-rendiment.

3. Separazzjoni u Purifikazzjoni tal-Pektin: Il-pektin fl-estratt jeħtieġ li jiġi sseparat u preċipitat biex jitneħħew l-impuritajiet, u jagħti pektin mhux raffinat jew raffinat:

Konċentrazzjoni: Ikkonċentra l-filtrat għal 1/4-1/5 tal-volum oriġinali tiegħu billi tuża konċentratur vakwu f'50-60 grad, u tnaqqas l-ammont ta 'preċipitant meħtieġ.

Preċipitazzjoni: Żid bil-mod 95% etanol mal-konċentrat sakemm il-konċentrazzjoni finali ta 'etanol tilħaq 60% -70% (frazzjoni tal-volum), tħawwad kontinwament. Ħallih joqgħod għal 4-8 sigħat. Il-pektin se jippreċipita bħala preċipitat flocculent abjad minħabba solubilità mnaqqsa.

Filtrazzjoni u Ħasil: Iffiltra billi tuża lembut Buchner, iġbor il-preċipitat, u aħsel 2-3 darbiet suċċessivament b'70% etanol u 95% etanol biex tneħħi l-aċidu residwu u zokkor li jinħall.

Tnixxif u Tħin: Poġġi l-preċipitat tal-pektin maħsul f'forn bil-vakwu f'45-50 grad biex jinxef, imbagħad itħan biex tikseb pektin mhux raffinat. Għal pektin ta 'purità għolja, jistgħu jintużaw aktar metodi ta' dijaliżi jew reżina ta 'skambju joniku biex jitneħħew l-impuritajiet.

 

III. Rekwiżiti Ewlenin tal-Proċess

Kontroll tal-Aċidità: Il-pH tas-soluzzjoni tal-estrazzjoni għandu jinżamm bejn 1.5 u 3.0. pH baxx wisq iwassal għal degradazzjoni tal-molekula tal-pektin, filwaqt li pH għoli wisq jirriżulta f'dissoluzzjoni insuffiċjenti tal-pektin.

 

Tqabbil tal-Parametri ultrasoniku: Il-qawwa u l-frekwenza ultrasonika jeħtieġ li jiġu aġġustati skont id-daqs tal-partiċelli tal-materja prima; daqsijiet tal-partiċelli akbar jeħtieġu qawwa ogħla. Il-ħin ta 'estrazzjoni m'għandux ikun twil wisq; jaqbeż il-limitu inaqqas it-tkabbir tar-rendiment u jżid il-konsum tal-enerġija.

 

Stabbiltà tat-Temperatura: It-temperatura teħtieġ li tiġi mmonitorjata f'ħin reali waqt l-estrazzjoni biex jiġu evitati temperaturi li jaqbżu s-60 grad minħabba effetti termali ultrasoniċi. Il-kontroll tat-temperatura jista 'jinkiseb permezz tas-sistema tat-tkessiħ tat-tagħmir.

Dożaġġ Preċipitant: Il-konċentrazzjoni finali ta 'etanol trid tkun ikkontrollata b'mod strett bejn 60% u 70%. Taħt is-60%, il-pektin ma jistax jiġi preċipitat kompletament; 'il fuq minn 70%, se żżid il-preċipitazzjoni tal-impurità.

 

IV. Prekawzjonijiet
Tabù tat-trattament minn qabel tal-materja prima:
It-temperatura tat-tnixxif m'għandhiex taqbeż is-60 grad, inkella tikkawża denaturazzjoni tal-pektin. Wara l-polverizzazzjoni, il-materja prima għandha tkun issiġillata u maħżuna biex tipprevjeni l-assorbiment tal-umdità u t-tgħaqqid.

 

Waqt it-tneħħija tax-xaħam u t-tneħħija taz-zokkor, l-etanol għandu jiġi riċiklat biex jitnaqqsu l-ispejjeż u jiġi evitat it-tniġġis ambjentali.

Prekawzjonijiet għat-tħaddim tat-tagħmir:
It-tank tal-estrazzjoni ultrasoniku jeħtieġ li jitnaddaf regolarment biex jipprevjeni l-pektin residwu u l-impuritajiet milli jaderixxu mal-wiċċ tas-sonda ultrasonika, u jaffettwaw l-effiċjenza ultrasonika.

 

It-taħwid għandu jinżamm waqt l-estrazzjoni biex jipprevjeni l-partiċelli tal-materja prima milli joqgħodu fil-qiegħ tat-tank, li jirriżulta f'intensità ultrasonika lokali insuffiċjenti.

Meta t-tagħmir ikun qed jaħdem, it-tank m'għandux jinfetaħ biex jipprevjeni mewġ ultrasoniku milli jikkawża ħsara lill-ġisem tal-bniedem (bħal ħsara fis-smigħ jew irritazzjoni tal-ġilda).

 

Prekawzjonijiet tal-Ħżin tal-Pectin:
Il-pektin imnixxef għandu jinħażen f'post niexef, frisk u ventilat, u jevita l-umdità u l-espożizzjoni għad-dawl biex jipprevjeni d-degradazzjoni tal-proprjetajiet tal-ġell tal-pectin.

Għal -ħażna fit-tul, jista 'jiġi ssiġillat u mkessaħ (4 gradi ), b'ħajja fuq l-ixkaffa ta' aktar minn 12-il xahar.

Rekwiżiti Ambjentali u ta 'Sigurtà: Il-likwidu tal-iskart tal-estrazzjoni għandu jiġi newtralizzat għal newtrali qabel il-ħruġ biex tiġi evitata l-kontaminazzjoni aċiduża tal-ilma mormi tal-ħamrija u s-sorsi tal-ilma.

 

L-etanol huwa fjammabbli; żomm 'il bogħod minn fjammi miftuħa waqt proċessi ta' preċipitazzjoni u ħasil, u tiżgura ambjent operattiv-ivventilat tajjeb.