Abstract Processen med at udvinde tangolie ved hjælp af ultralydsforbedringsteknologi blev undersøgt. Effekterne af ekstraktionsopløsningsmiddeldosering, ekstraktionstemperatur, ekstraktionstid, ultralydshandlingstilstand, ultralydseffekt og frekvens på ultralydsekstraktion af tangolie (EPA som indikator) blev diskuteret. De passende procesbetingelser blev optimeret for at give et teoretisk grundlag for industriel produktion og fremme og anvendelse af ultralydsforbedringsteknologi.
Tang er et marint mikrofytoplankton med mange vigtige farmakologiske funktioner og har brede udviklingsmuligheder inden for fødevarer og medicin. Dens tangolie, flerumættede fedtsyrer, er ikke kun en vigtig bestanddel af højere dyreceller, men har også særlige forebyggende og terapeutiske virkninger på hjerte-kar-sygdomme. Det har anti-aterosklerose, sænker blodlipider, hæmmer blodpladeaggregation, sænker blodtryk, anti-inflammation, regulerer immunfunktionen, anti-allergisk reaktion, anti-tumor og anti-cancer effekter, blandt hvilke eicosapentaensyre (EPA) og docosahexaensyre (DHA) er særligt fremtrædende.
På nuværende tidspunkt har processen med at udvinde tangolie ved ultralydsforbedringsteknologi fået omfattende opmærksomhed og forskning. Ultralydsbølge er en lydbølge med en frekvens på 2×10⁴～2×10°Hz, som har termisk effekt, mekanisk effekt og kavitationseffekt. Ultralydsbølge kan forbedre opløsningsmiddelekstraktionsprocessen, forkorte ekstraktionstiden, reducere opløsningsmiddelkapaciteten og forbedre ekstraktionshastigheden. Det er en ny teknologi med udviklingspotentiale til at forbedre udvindingen ved at bruge eksternt kraftfelt (4). Dette papir studerer processen med ultralydsforbedret udvinding af tangolie for at fremme fremskridtene i tangolieekstraktionsproces og udviklingen af ultralydsforbedret teknologi.
1 Eksperimentel del
1.1 Materialer og instrumenter
Chlorella sp.: købt fra Institute of Marine Biology, n-hexan: Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd.
Ultralydssender PTS-300: Guangzhou Dongfang Ultrasonic Equipment Factory, elektrisk konstant temperatur vandbad HSG-IIB-6: Shanghai Instrument Supply and Marketing Company, rotationsfordamper: Shanghai Glass Instrument Factory, vakuumtørreovn DZ-80: Shanghai Nanhui Laogang Værktøjsfabrik, GC-112 gaskromatograffabrik i Shanghai. 1.2 Procesflow
Processtrømmen ved udvinding af algeolie er som følger:
Opløsningsmiddelfilterrester genvinding af opløsningsmiddel
↓ ↑
Tang → ultralydsekstraktion → filtrering → koncentration → tørring → tangolie → påvisning af EPA-indhold
1.3 Bestemmelse af EPA
GC-112 gaskromatografen blev anvendt til bestemmelse. Parametrene var: kromatografisk søjle (HP-WAX, 30m×0,25m×0,25μm), søjletemperatur på 195℃, detektionstemperatur på 250℃, bærer af rent nitrogen og flowhastighed på 37 ml/min. EPA-indholdet blev beregnet ved normaliseringsmetoden.
2 Resultater og diskussion
2.1 Sammenhæng mellem tangolieudvindingshastighed og udvindingstemperatur
Når mængden af råmaterialer var konstant, var materiale:væske-forholdet 1:1, og ekstraktionen blev udført under 25 kHz, 300 W ultralydsforhold i 20 min. Ekstraktionstemperaturen blev ændret for forsøget, og resultaterne blev vist i figur 1. Som det kan ses af figuren, steg udvindingshastigheden af tangolie også med stigningen i ekstraktionstemperaturen, men når temperaturen var højere end 50℃, steg ekstraktionshastigheden som udgangspunkt ikke.
2.2 Forholdet mellem tangolieudvindingshastighed og opløsningsmiddeldosering (materiale-væske-forhold)
Under (50℃) og 25 kHz, 300W ultralydsforhold blev opløsningsmiddeldoseringen (materiale: væske) ændret til eksperimenter, og resultaterne er vist i figur 2. Kurve 1 er under ultralydsvirkning; Kurve 2 er uden ultralydsvirkning. Det kan ses af figuren, at brugen af ultralydsforstærket ekstraktion kan forbedre udnyttelsesgraden af opløsningsmidlet betydeligt og derved reducere mængden af opløsningsmiddel; tangolieudvindingshastigheden stiger med stigningen i opløsningsmiddeldosis. Når opløsningsmiddeldoseringen når 3 gange mængden af råmaterialer (materiale: væske = 1:3), øges ekstraktionshastigheden langsomt, og at øge mængden af opløsningsmiddel n-hexan har ingen åbenlys betydning.
2.3 Sammenhæng mellem tangolieudvindingshastighed og udvindingstid
Under (50℃) og 25 kHz, 300 W blev der brugt forskellige ekstraktionstider til eksperimenter, og resultaterne er vist i figur 3. Kurve 1 er under ultralydspåvirkning; Kurve 2 er uden ultralydsvirkning. Ekstraktionshastigheden under ultralydsvirkning er højere end uden ultralydsvirkning, og ekstraktionstiden forkortes væsentligt. Når tiden øges til 40 min, øges ekstraktionshastigheden langsomt.
2.4 Effekt af ultralydshandlingstilstand på tangolieudvindingshastigheden
Når andre forhold er konstante (50℃, materiale: væske = 1:3, 20 min, 25 kHz300 W), ændres ultralydshandlingstilstanden: kontinuerlig handling, først stop og derefter handling, første handling og derefter stop, pulshandling, og eksperimentet udføres. Resultaterne er vist i figur 4. Som det ses af figuren, er kontinuerlig handling det mest velegnede.
2.5 Effekt af ultralydseffekt og frekvens på tangolieudvindingshastigheden
Når andre forhold er konstante (50℃, materiale: væske = 1:3, 20 min, kontinuerlig ultralydsvirkning), ændres ultralydsforholdene: 25 kHz 300 W, 40 kHz 100 W, 40 kHz50W, 19 kHz50W, og eksperimentet udføres. Resultaterne er vist i figur 5. Som det kan ses af figuren, er 25 kHz300W det bedst egnede.
3 Konklusion
3.1 Forsøget viser, at ved anvendelse af n-hexan til at øge ultralydsudvindingen af tangolie, har mængden af ekstraktionsopløsningsmiddel og ekstraktionstemperaturen en væsentlig effekt på udbyttet af tangolieekstrakt. Ifølge de eksperimentelle resultater er opløsningsmiddeldoseringen 1:3 (materiale: væske), og temperaturen er 50 ℃. Ekstraktionstiden er fortrinsvis 40 min.
3.2 Ultralydshandlingstilstanden, ultralydseffekten og frekvensen har en betydelig effekt på udvindingshastigheden af tangolie. Ifølge de eksperimentelle resultater er kontinuerlig handling, 25 kHz 300 W passende.
3.3 Eksperimentel sammenligning viser, at brugen af ultralyd til at forbedre opløsningsmiddelekstraktionsprocessen kan forkorte ekstraktionstiden, forbedre opløsningsmiddeludnyttelseshastigheden, reducere mængden af opløsningsmiddel og forbedre ekstraktionshastigheden. Ultralyd er en ny teknologi med udviklingspotentiale, der bruger ekstern kraft til at forbedre ekstraktion, og det anbefales at fremme dens anvendelse.
