Olma, behi po'sti va apelsin qobig'idan pektinni ultratovushli ekstraksiya uskunasi yordamida ajratib olishning texnik-iqtisodiy asoslari va texnologik sxemasi

Ultrasonik ekstraksiya uskunalari olma pomasidan, behi pomasidan va apelsin qobig'idan pektinni samarali ravishda ajratib olishi mumkin. An'anaviy issiq suv olish va kislota olish usullari bilan solishtirganda, u yuqori ekstraksiya samaradorligi, qisqa ekstraktsiya vaqti, past harorat va yuqori pektin hosildorligi va tozaligi kabi muhim afzalliklarga ega. Uning asosiy printsipi o'simlik hujayra devorlarining tsellyuloza va gemitsellyuloza tuzilmalarini buzish uchun ultratovushning kavitatsiya effekti, mexanik tebranish effekti va termal ta'siridan foydalanadi, pektinning hujayra devorlaridan erishini tezlashtiradi va yuqori haroratlar tufayli pektin molekulyar tuzilishiga zararni kamaytiradi.

I. Pektin ekstraktsiyasining asosiy printsipi (ultratovushni kuchaytirish mexanizmi)

Kavitatsiya effekti: ultratovush ekstraksiya suyuqligida tarqalganda, u ko'plab mayda pufakchalarni hosil qiladi. Bu pufakchalar tezda kengayib, yorilib, bir zumda yuqori bosim va ta'sir kuchini chiqarib, pomace/apelsin qobig'ining hujayra devorlarini to'g'ridan-to'g'ri yirtib tashlaydi va hujayralar ichidagi pektinni tezda ekstraksiya suyuqligida eriydi.

Mexanik tebranish effekti: ultratovushning yuqori chastotali -tebranishi material zarrachalariga kuchli mexanik aralashtirish effektini keltirib chiqaradi, ekstraksiya suyuqligi va material yuzasi o‘rtasidagi konsentratsiyalar farqini kamaytiradi va massa o‘tkazish jarayonini tezlashtiradi. Termal effekt: ultratovush energiyasi mahalliylashtirilgan iz issiqligiga aylanadi, bu ekstraktning molekulyar harakat tezligini oshirishi mumkin, ammo umumiy harorat an'anaviy isitish ekstraktsiyasidan ancha past bo'lib, yuqori haroratlar tufayli pektin degradatsiyasini oldini oladi va pektinning molekulyar og'irligi va jelleşme xususiyatlarini ta'minlaydi.

 

II. Maxsus jarayon oqimi (olma pomasiga, behi pomasiga va apelsin qobig'iga tegishli)

1. Xom ashyoni dastlabki ishlov berish. Oldindan ishlov berish pektin hosildorligi va tozaligini aniqlashning muhim bosqichi bo'lib, xom ashyodan aralashmalar va aralashuvchi komponentlarni olib tashlashni talab qiladi:
* Yuvish va nopoklikni olib tashlash: Olma pomasini, behi pomasini va apelsin qobig'ini toza suv bilan yuvib tashlang, po'stlog'i yuzasidagi axloqsizlik, pestitsid qoldiqlari va meva pulpasi bo'laklarini tozalang.

* Quritish va maydalash: Yuvilgan xom ashyoni doimiy og'irlikda (namlik miqdori) quritish uchun 40-60 daraja qizdirilgan pechga qo'ying.<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. Yog'sizlantirish va shakarsizlantirish (pektin tozaligini yaxshilash uchun ixtiyoriy): Agar xom ashyo tarkibida yog' miqdori yuqori bo'lsa yoki eruvchan shakar miqdori bo'lsa (masalan, apelsin qobig'ida efir moylari mavjud bo'lsa), uni suyuqlikka 1:5 nisbatda 95% etanolga solib, so'ng soatiga 1:5 (g/mL) suvsizlantirish mumkin. Filtrlashdan so'ng, yog 'va oligosakkaridlar kabi aralashmalarni olib tashlash uchun quritiladi, keyinchalik ekstraktsiya paytida pektin bilan bog'lanishiga yo'l qo'ymaydi.

 

2. Ultrasonik-Yordamli pektin ekstraktsiyasi: Bu bosqich juda muhim va ekstraktsiya parametrlarini aniq nazorat qilishni talab qiladi, ular xom ashyoga qarab bir oz farq qiladi.

**Ekstraktsiya eritmasini tayyorlash:** Pektin kislotali polisakkarid bo'lib, kislotali sharoitda eritilishi kerak. Odatda ishlatiladigan ekstraksiya eritmalari xlorid kislotasi, limon kislotasi yoki oksalat kislotasi eritmalari bo'lib, konsentratsiyasi 0,05-0,2 mol/L oralig'ida nazorat qilinadi. Oksalat kislotasi eritmasi xom ashyo tarkibidagi kaltsiy va magniy ionlarini xelatlashi mumkin, pektinning o'zaro bog'lanishini va yog'ingarchilikni kamaytiradi, natijada yuqori hosil olinadi va apelsin qobig'i va olma pomasiga ko'proq mos keladi.
**Material{0}}suyuqlik nisbati-ni sozlash:** Xom ashyo kukuni va ekstraksiya eritmasini 1:15-1:30 (g/ml) nisbatda aralashtiring va ultratovushli ekstraksiya idishiga soling. Materialning suyuqlikka-past nisbati yetarlicha massa o‘tkazilmasligiga olib keladi, yuqori nisbat esa keyingi kontsentratsiya narxini oshiradi.

Ekstraksiya ishi: suyuqlikni yaxshilab aralashtirgandan so'ng, ultratovushli ekstraksiya uskunasini yoqing va belgilangan parametrlarga muvofiq ekstraktsiya qiling. Jihozning qizib ketishini kamaytirish va mahalliy qizib ketishdan saqlanish uchun jarayon davomida intervalgacha ultratovushni amalga oshirish mumkin (5 daqiqa ultratovush, keyin 1 daqiqalik pauza). Ekstraktsiyadan so'ng, 400-600 ko'zli ekran orqali filtrlang va filtratni (tarkibida pektin bor) yig'ing. Hosildorlikni oshirish uchun qoldiqni yana ajratib olish mumkin.

3. Pektinni ajratish va tozalash: Ekstrakt tarkibidagi pektinni ajratish va cho'ktirish kerak, bu xom yoki tozalangan pektin hosil qiluvchi aralashmalarni olib tashlash uchun:

Konsentratsiya: filtratni asl hajmining 1/4-1/5 qismiga vakuumli kontsentrator yordamida 50-60 daraja haroratda konsentratsiyalang, bunda kerakli cho'kma miqdorini kamaytiring.

Yog'ingarchilik: sekin-asta 95% etanolni konsentratga so'nggi etanol kontsentratsiyasi 60%-70% (hajm ulushi) ga yetguncha doimiy ravishda aralashtirib qo'shing. 4-8 soatga qoldiring. Pektin eruvchanligi pasayganligi sababli oq flokulyant cho'kma sifatida cho'kadi.

Filtrlash va yuvish: Buchner voronkasi yordamida filtrlang, cho'kmani yig'ing va qoldiq kislota va eruvchan shakarlarni olib tashlash uchun 70% etanol va 95% etanol bilan ketma-ket 2-3 marta yuving.

Quritish va maydalash: Yuvilgan pektin cho'kmasini quritish uchun 45-50 daraja vakuumli pechga joylashtiring, so'ngra xom pektin olish uchun maydalang. Yuqori toza pektin uchun qo'shimcha dializ yoki ion almashinadigan qatronlar aralashmalarni olib tashlash uchun ishlatilishi mumkin.

 

III. Jarayonning asosiy talablari

Kislotalikni nazorat qilish: Ekstraksiya eritmasining pH qiymati 1,5 dan 3,0 gacha saqlanishi kerak. Juda past pH pektin molekulasi degradatsiyasiga olib keladi, juda yuqori pH esa pektinning etarli darajada erishiga olib keladi.

 

Ultrasonik parametrlarni moslashtirish: Ultrasonik quvvat va chastotani xom ashyo zarrachalari hajmiga qarab sozlash kerak; kattaroq zarrachalar katta quvvat talab qiladi. Chiqarish vaqti juda uzoq bo'lmasligi kerak; chegaradan oshib ketish hosilning o'sishini sekinlashtiradi va energiya sarfini oshiradi.

 

Harorat barqarorligi: Ultrasonik termal ta'sirlar tufayli 60 darajadan yuqori haroratni oldini olish uchun ekstraktsiya paytida haroratni real vaqtda kuzatish kerak. Haroratni nazorat qilish uskunaning sovutish tizimi orqali amalga oshirilishi mumkin.

Cho'kma dozasi: Yakuniy etanol kontsentratsiyasi 60% dan 70% gacha qat'iy nazorat qilinishi kerak. 60% dan past bo'lsa, pektinni to'liq cho'ktirish mumkin emas; 70% dan yuqori bo'lsa, u nopoklik yog'inlarini oshiradi.

 

IV. Ehtiyot choralari
Xom ashyoni oldindan tozalash taqiqlari:
Quritish harorati 60 darajadan oshmasligi kerak, aks holda bu pektin denatüratsiyasiga olib keladi. Pulverizatsiyadan so'ng, xom ashyo namlikning singishi va to'planishining oldini olish uchun muhrlanishi va saqlanishi kerak.

 

Yog'sizlantirish va shakarsizlantirish jarayonida xarajatlarni kamaytirish va atrof-muhit ifloslanishining oldini olish uchun etanol qayta ishlanishi kerak.

Uskunani ishlatishda ehtiyot choralari:
Qoldiq pektin va aralashmalarning ultratovushli prob yuzasiga yopishib qolishining oldini olish uchun ultratovushli ekstraktsiya tankini muntazam tozalash kerak, bu ultratovush samaradorligiga ta'sir qiladi.

 

Ekstraksiya paytida xom ashyo zarralari tankning pastki qismida joylashishiga yo'l qo'ymaslik uchun aralashtirish saqlanishi kerak, natijada mahalliy ultratovush intensivligi etarli emas.

Uskuna ishlayotganida, ultratovush to'lqinlari inson tanasiga zarar etkazmasligi uchun (masalan, eshitish yoki terining tirnash xususiyati) oldini olish uchun idishni ochilmasligi kerak.

 

Pektinlarni saqlash bo'yicha ehtiyot choralari:
Quritilgan pektin quruq, salqin va havalandırılan joyda saqlanishi kerak, pektin jeli xususiyatlarining buzilishini oldini olish uchun namlik va yorug'lik ta'siridan qochish kerak.

Uzoq{0}}muddatli saqlash uchun uni muhrlab, muzlatgichda (4 daraja) saqlash mumkin, yaroqlilik muddati 12 oydan ortiq.

Atrof-muhit va xavfsizlik talablari: Tuproq va suv manbalarini kislotali oqava suv bilan ifloslantirmaslik uchun chiqarishdan oldin chiqindi suyuqlik neytral holga keltirilishi kerak.

 

Etanol yonuvchan; yog'ingarchilik va yuvish jarayonida ochiq olovdan uzoqroq tuting va ish muhiti yaxshi shamollatilgan-bo'lsin.