Absztrakt A hínárolaj ultrahangos javítási technológiával történő kinyerésének folyamatát tanulmányozták. Megvitatták az extrakciós oldószer adagolását, az extrakciós hőmérsékletet, az extrakciós időt, az ultrahangos működési módot, az ultrahang teljesítményét és gyakoriságát a hínárolaj ultrahangos extrakciójára (indikátorként az EPA). A megfelelő folyamatkörülményeket úgy optimalizálták, hogy elméleti alapot biztosítsanak az ipari termeléshez, valamint az ultrahangos javítási technológia népszerűsítéséhez és alkalmazásához.
A tengeri moszat egy tengeri mikrofitoplankton, amely számos fontos farmakológiai funkcióval rendelkezik, és széles körű fejlődési kilátásokkal rendelkezik az élelmiszer- és gyógyászat területén. Hínárolaja, a többszörösen telítetlen zsírsavak nemcsak a magasabb rendű állati sejtek fontos alkotóelemei, hanem a szív- és érrendszeri megbetegedések speciális megelőző és terápiás hatásai is vannak. Érelmeszesedés-csökkentő, vérzsírszint-csökkentő, vérlemezke-aggregáció-gátló, vérnyomás-csökkentő, gyulladáscsökkentő, immunműködést szabályozó, allergiás reakció-, daganat- és rákellenes hatása van, melyek közül az eikozapentaénsav (EPA) és a dokozahexaénsav (DHA) különösen kiemelkedő.
Jelenleg a hínárolaj ultrahangos javítási technológiával történő kinyerésének folyamata nagy figyelmet és kutatást kapott. Az ultrahangos hullám egy 2×10⁴～2×10°Hz frekvenciájú hanghullám, amelynek termikus hatása, mechanikai hatása és kavitációs hatása van. Az ultrahangos hullám fokozhatja az oldószeres extrakciós folyamatot, lerövidítheti az extrakciós időt, csökkentheti az oldószer kapacitását és javíthatja az extrakciós sebességet. Ez egy új technológia, amely fejlesztési potenciállal rendelkezik, hogy javítsa a kitermelést külső erőtér használatával (4). Ez a tanulmány a hínárolaj ultrahangos fokozott extrakciójának folyamatát vizsgálja, hogy elősegítse a hínárolaj extrakciós folyamatának előrehaladását és az ultrahangos továbbfejlesztett technológia fejlesztését.
1 Kísérleti rész
1.1 Anyagok és műszerek
Chlorella sp.: az Institute of Marine Biology-tól vásárolva, n-hexán: Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd.
Ultrahangos távadó PTS-300: Guangzhou Dongfang Ultrasonic Equipment Factory, elektromos állandó hőmérsékletű vízfürdő HSG-IIB-6: Shanghai Instrument Supply and Marketing Company, rotációs elpárologtató: Shanghai Glass Instrument Factory, vákuumszárító sütő DZ-80: Shanghai Nanhui Laogang gázszerszámgyár1, GC Shanghai Instrument Factory1 Gyári. 1.2 Folyamatfolyamat
Az algaolaj-kivonás folyamata a következő:
Oldószerszűrő maradék oldószer visszanyerése
↓ ↑
Hínár → ultrahangos extrakció → szűrés → koncentrálás → szárítás → hínárolaj → EPA-tartalom kimutatása
1.3 Az EPA meghatározása
A meghatározáshoz GC-112 gázkromatográfot használtunk. A paraméterek a következők voltak: kromatográfiás oszlop (HP-WAX, 30m×0,25m×0,25μm), oszlophőmérséklet 195 ℃, detektálási hőmérséklet 250 ℃, tiszta nitrogénhordozó és 37 ml/perc áramlási sebesség. Az EPA-tartalmat normalizálási módszerrel számítottuk ki.
2 Eredmények és megbeszélés
2.1 A hínárolaj extrakciós sebessége és az extrakciós hőmérséklet közötti kapcsolat
Állandó nyersanyagmennyiség mellett az anyag-folyadék arány 1:1 volt, az extrakciót 25 kHz-es, 300 W-os ultrahangos körülmények között 20 percig végeztük. A kísérlethez az extrakciós hőmérsékletet megváltoztattuk, az eredményeket az 1. ábra mutatja. Amint az ábrán látható, az extrakciós hőmérséklet emelkedésével a hínárolaj extrakciós sebessége is nőtt, de 50℃ feletti hőmérséklet esetén az extrakciós sebesség alapvetően nem nőtt.
2.2 A hínárolaj extrakciós sebessége és az oldószer adagolása közötti kapcsolat (anyag-folyadék arány)
(50 ℃) és 25 kHz, 300 W ultrahangos körülmények között az oldószer adagolását (anyag: folyadék) megváltoztattuk a kísérletekhez, és az eredményeket a 2. ábra mutatja. Az 1. görbe ultrahangos hatás alatt áll; A 2. görbe ultrahangos hatás nélkül van. Az ábrán látható, hogy az ultrahangos fokozott extrakció alkalmazása jelentősen javíthatja az oldószer felhasználási sebességét, ezáltal csökkentve az oldószer mennyiségét; a hínárolaj extrakciós sebessége az oldószer adagolásával növekszik. Amikor az oldószer adagja eléri a nyersanyag mennyiségének 3-szorosát (anyag: folyadék = 1:3), az extrakciós sebesség lassan növekszik, és az oldószer n-hexán mennyiségének növelésének nincs nyilvánvaló jelentősége.
2.3 A hínárolaj extrakciós sebessége és az extrakciós idő közötti kapcsolat
(50 ℃) és 25 kHz, 300 W mellett különböző extrakciós időket használtunk a kísérletekhez, és az eredményeket a 3. ábra mutatja. Az 1. görbe ultrahangos hatás alatt van; A 2. görbe ultrahangos hatás nélkül van. Az extrakciós sebesség ultrahangos hatás mellett nagyobb, mint az ultrahangos hatás nélkül, és az extrakciós idő jelentősen lerövidül. Ha az időt 40 percre növeljük, az extrakciós sebesség lassan növekszik.
2.4 Az ultrahangos működési mód hatása a hínárolaj kivonási sebességére
Ha egyéb feltételek állandóak (50 ℃, anyag: folyadék = 1:3, 20 perc, 25 kHz300 W), az ultrahangos működési mód megváltozik: folyamatos működés, először leállítás, majd akció, először akció, majd leállítás, impulzusműködés, és a kísérlet végrehajtásra kerül. Az eredményeket a 4. ábra mutatja. Amint az az ábrából is látható, a folyamatos cselekvés a legalkalmasabb.
2.5 Az ultrahang teljesítményének és frekvenciájának hatása a hínárolaj kivonási sebességére
Ha a többi körülmény állandó (50 ℃, anyag: folyadék = 1:3, 20 perc, folyamatos ultrahanghatás), az ultrahangos körülmények változnak: 25 kHz 300 W, 40 kHz 100 W, 40 kHz50 W, 19 kHz50 W, és a kísérletet elvégezzük. Az eredményeket az 5. ábra mutatja. Amint az az ábrából is látható, a 25 kHz300W a legalkalmasabb.
3 Következtetés
3.1 A kísérlet azt mutatja, hogy ha n-hexánt használunk a hínárolaj ultrahangos extrakciójának fokozására, az extrakciós oldószer mennyisége és az extrakciós hőmérséklet jelentős hatással van a hínárolaj kivonat hozamára. A kísérleti eredmények szerint az oldószer adagolása 1:3 (anyag: folyadék), a hőmérséklet 50 ℃. Az extrakciós idő előnyösen 40 perc.
3.2 Az ultrahangos működési mód, az ultrahang teljesítménye és frekvenciája jelentős hatással van a hínárolaj extrakciós sebességére. A kísérleti eredmények szerint folyamatos működés, 25 kHz 300 W megfelelő.
3.3 A kísérleti összehasonlítás azt mutatja, hogy az ultrahang használata az oldószeres extrakciós folyamat fokozására lerövidítheti az extrakciós időt, javíthatja az oldószer felhasználási sebességét, csökkentheti az oldószer mennyiségét és javíthatja az extrakciós sebességet. Az ultrahang egy új fejlesztési potenciállal rendelkező technológia, amely külső erőt alkalmaz az extrakció fokozására, alkalmazásának népszerűsítésére javasolt.
