Сажетак Проучаван је процес екстракције уља морских алги ултразвучном технологијом побољшања. Разматрани су ефекти дозе растварача за екстракцију, температуре екстракције, времена екстракције, ултразвучног режима деловања, ултразвучне снаге и фреквенције на ултразвучну екстракцију уља морских алги (ЕПА као индикатор). Одговарајући услови процеса су оптимизовани да би се обезбедила теоретска основа за индустријску производњу и промоцију и примену технологије ултразвучног побољшања.
Морске алге су морски микро-фитопланктон са многим важним фармаколошким функцијама и имају широке развојне перспективе у области хране и медицине. Његово уље морске алге, полинезасићене масне киселине, није само важна компонента виших животињских ћелија, већ има и посебно превентивно и терапеутско дејство на кардиоваскуларне болести. Има анти-атеросклерозу, снижава липиде у крви, инхибира агрегацију тромбоцита, снижава крвни притисак, делује против запаљења, регулише имунолошку функцију, антиалергијске реакције, антитуморске и антиканцерогене ефекте, међу којима су посебно еикозапентаенска киселина (ЕПА) и докозахексаенска киселина (ДХА).
Тренутно је процес екстракције уља од морских алги ултразвучном технологијом побољшања добио велику пажњу и истраживање. Ултразвучни талас је звучни талас фреквенције 2×10⁴～2×10°Хз, који има термички ефекат, механички ефекат и ефекат кавитације. Ултразвучни талас може побољшати процес екстракције растварачем, скратити време екстракције, смањити капацитет растварача и побољшати брзину екстракције. То је нова технологија са развојним потенцијалом за побољшање екстракције коришћењем спољашњег поља силе (4). Овај рад проучава процес ултразвучне побољшане екстракције уља од морских алги како би се промовисао напредак процеса екстракције уља од морских алги и развој ултразвучне побољшане технологије.
1 Експериментални део
1.1 Материјали и инструменти
Цхлорелла сп.: купљено од Института за биологију мора, н-хексан: Схангхаи Лингфенг Цхемицал Реагент Цо., Лтд.
Ултразвучни предајник ПТС-300: Фабрика ултразвучне опреме Гуангџоу Донгфанг, водено купатило са електричном константном температуром ХСГ-ИИБ-6: Шангајска компанија за снабдевање и маркетинг инструмената, ротациони испаривач: Шангајска фабрика стаклених инструмената, пећница за вакуум сушење ДЗ-80: Гас Фацтор Схангхаи Г1-Ц Схангхаи Г1-Ц хроматограф: Шангајска фабрика аналитичких инструмената. 1.2 Ток процеса
Ток процеса екстракције уља из алги је следећи:
Регенерација остатака растварача у филтеру за раствараче
↓ ↑
Морске алге → ултразвучна екстракција → филтрација → концентрација → сушење → уље морских алги → детекција садржаја ЕПА
1.3 Одређивање ЕПА
За одређивање је коришћен гасни хроматограф ГЦ-112. Параметри су били: хроматографска колона (ХП-ВАКС, 30м×0,25м×0,25μм), температура колоне 195℃, температура детекције 250℃, носач чистог азота и брзина протока од 37 мЛ/мин. Садржај ЕПА је израчунат методом нормализације.
2 Резултати и дискусија
2.1 Однос између брзине екстракције уља морских алги и температуре екстракције
Када је количина сировина била константна, однос материјал:течност је био 1:1, а екстракција је вршена под ултразвучним условима од 25 кХз, 300 В током 20 мин. Температура екстракције је промењена за експеримент, а резултати су приказани на слици 1. Као што се може видети са слике, са повећањем температуре екстракције, повећавала се и брзина екстракције уља морске алге, али када је температура била виша од 50℃, брзина екстракције се у основи није повећавала.
2.2 Однос између брзине екстракције уља морских алги и дозе растварача (однос материјал-течност)
У ултразвучним условима (50℃) и 25 кХз, 300В, доза растварача (материјал: течност) је промењена за експерименте, а резултати су приказани на слици 2. Крива 1 је под ултразвучним дејством; Крива 2 је без ултразвучног дејства. Са слике се може видети да употреба ултразвучне побољшане екстракције може значајно побољшати стопу искоришћења растварача, чиме се смањује количина растварача; брзина екстракције уља од морских алги се повећава са повећањем дозе растварача. Када доза растварача достигне 3 пута већу количину сировина (материјал: течност = 1:3), брзина екстракције се полако повећава, а повећање количине растварача н-хексана нема очигледног значаја.
2.3 Однос између брзине екстракције уља морских алги и времена екстракције
Под (50℃) и 25 кХз, 300 В, различита времена екстракције су коришћена за експерименте, а резултати су приказани на слици 3. Крива 1 је под ултразвучним дејством; Крива 2 је без ултразвучног дејства. Брзина екстракције под ултразвучним дејством је већа од оне без ултразвучног дејства, а време екстракције је значајно скраћено. Када се време повећа на 40 минута, брзина екстракције се полако повећава.
2.4 Утицај ултразвучног режима деловања на брзину екстракције уља морских алги
Када су остали услови константни (50℃, материјал: течност = 1:3, 20 мин, 25 кХз300 В), режим ултразвучног деловања се мења: континуирано дејство, прво заустављање па акција, прва акција па заустављање, пулсно дејство и експеримент се спроводи. Резултати су приказани на слици 4. Као што се може видети са слике, најпогодније је континуирано деловање.
2.5 Утицај ултразвучне снаге и фреквенције на брзину екстракције уља од морских алги
Када су остали услови константни (50℃, материјал: течност = 1:3, 20 мин, континуирано ултразвучно дејство), ултразвучни услови се мењају: 25 кХз 300 В, 40 кХз 100 В, 40 кХз50В, 19 кХз50В и експеримент се изводи. Резултати су приказани на слици 5. Као што се може видети са слике, 25 кХз300В је најпогоднији.
3 Закључак
3.1 Експеримент показује да када се користи н-хексан за побољшање ултразвучне екстракције уља морских алги, количина растварача за екстракцију и температура екстракције имају значајан утицај на принос екстракта уља морске траве. Према експерименталним резултатима, доза растварача је 1:3 (материјал: течност) и температура је 50℃. Време екстракције је пожељно 40 мин.
3.2 Режим ултразвучног деловања, ултразвучна снага и фреквенција имају значајан утицај на брзину екстракције уља из морских алги. Према експерименталним резултатима, одговарајућа је континуирана акција, 25 кХз 300 В.
3.3 Експериментално поређење показује да употреба ултразвука за побољшање процеса екстракције растварачем може скратити време екстракције, побољшати стопу коришћења растварача, смањити количину растварача и побољшати брзину екстракције. Ултразвук је нова технологија са развојним потенцијалом која користи спољну силу за побољшање екстракције и препоручује се промовисање њене примене.
