Estudo sobre extração de óleo de algas por equipamentos ultrassônicos

Resumo O processo de extração de petróleo de algas por tecnologia de aprimoramento ultrassônico foi estudado. Foram discutidos os efeitos da dosagem de solvente de extração, temperatura de extração, tempo de extração, modo de ação ultrassônica, potência ultrassônica e frequência na extração ultrassônica do óleo de algas marinhas (EPA como indicador). As condições apropriadas do processo foram otimizadas para fornecer uma base teórica para a produção industrial e a promoção e aplicação da tecnologia de aprimoramento ultrassônico.

As algas marinhas são um micro-fitoplâncton marinho com muitas funções farmacológicas importantes e possui amplas perspectivas de desenvolvimento nos campos de alimentos e medicina. Seu óleo de algas marinhas, ácidos graxos poliinsaturados, não é apenas um componente importante das células animais superiores, mas também possui efeitos preventivos e terapêuticos especiais em doenças cardiovasculares. Possui anti-aterosclerose, diminuindo os lipídios no sangue, inibindo a agregação plaquetária, diminuindo a pressão arterial, anti-inflamação, regulando a função imunológica, a reação anti-alérgica, os efeitos antitumorais e anticâncer, entre os quais o ácido eicospentaenóico (EPA) e o ácido docosahexaenóico (DHA) são particularmente.

Atualmente, o processo de extração de petróleo de algas marinhas por tecnologia de aprimoramento ultrassônico recebeu atenção e pesquisa extensa. A onda ultrassônica é uma onda sonora com uma frequência de 2 × 10⁴～ 2 × 10 ° Hz, que tem efeito térmico, efeito mecânico e efeito de cavitação. A onda ultrassônica pode melhorar o processo de extração do solvente, reduzir o tempo de extração, reduzir a capacidade do solvente e melhorar a taxa de extração. É uma nova tecnologia com potencial de desenvolvimento para melhorar a extração usando o campo de força externo (4). Este artigo estuda o processo de extração aprimorada ultrassônica do óleo de algas marinhas para promover o progresso do processo de extração de petróleo de algas marinhas e o desenvolvimento da tecnologia aprimorada ultrassônica.

1 parte experimental

1.1 Materiais e instrumentos

Chlorella sp.: Comprado no Instituto de Biologia Marinha, N-Hexano: Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd.

Ultrasonic transmitter PTS-300: Guangzhou Dongfang Ultrasonic Equipment Factory, electric constant temperature water bath HSG-IIB-6: Shanghai Instrument Supply and Marketing Company, rotary evaporator: Shanghai Glass Instrument Factory, vacuum drying oven DZ-80: Shanghai Nanhui Laogang Tool Factory, GC-112 gas chromatograph: Shanghai Analytical Instrument Fábrica. 1.2 Fluxo de processo

O fluxo de processo da extração de óleo de algas é o seguinte:

Recuperação de solvente de resíduos de filtro solvente

↓ ↑

Algas marinhas → Extração ultrassônica → Filtração → Concentração → Secagem → Óleo de alga marinha → Detecção de conteúdo de EPA

1.3 Determinação da EPA

O cromatógrafo a gás GC-112 foi usado para determinação. Os parâmetros foram: coluna cromatográfica (hp-wax, 30m × 0,25m × 0,25μm), temperatura da coluna de 195 ℃, temperatura de detecção de 250 ℃, portador de nitrogênio puro e vazão de 37 ml/min. O teor de EPA foi calculado pelo método de normalização.

2 resultados e discussão

2.1 Relação entre a taxa de extração de óleo de algas marinhas e a temperatura de extração

Quando a quantidade de matérias -primas era constante, a proporção material: líquido foi de 1: 1 e a extração foi realizada sob condições ultrassônicas de 25 kHz, 300 W por 20 min. A temperatura de extração foi alterada para o experimento e os resultados foram mostrados na Figura 1. Como pode ser visto na figura, com o aumento da temperatura de extração, a taxa de extração de óleo de algas também aumentou, mas quando a temperatura foi superior a 50 ℃, a taxa de extração basicamente não aumentou.

2.2 Relação entre a taxa de extração de óleo de algas marinhas e a dosagem de solvente (razão material-líquido)

Em (50 ℃) e 25 kHz, condições ultrassônicas de 300W, a dosagem do solvente (material: líquido) foi alterada para experimentos, e os resultados são mostrados na Figura 2. A curva 1 está sob ação ultrassônica; A curva 2 não tem ação ultrassônica. Pode -se ver pela figura que o uso de extração aprimorada ultrassônica pode melhorar significativamente a taxa de utilização do solvente, reduzindo assim a quantidade de solvente; A taxa de extração de óleo de algas marinhas aumenta com o aumento da dose de solvente. Quando a dosagem do solvente atinge 3 vezes a quantidade de matérias-primas (material: líquido = 1: 3), a taxa de extração aumenta lentamente e aumentando a quantidade de solvente n-hexano não tem significado óbvio.

2.3 Relação entre a taxa de extração de petróleo de algas marinhas e o tempo de extração

Em (50 ℃) e 25 kHz, 300 W, diferentes tempos de extração foram utilizados para experimentos, e os resultados são mostrados na Figura 3. A curva 1 está sob ação ultrassônica; A curva 2 não tem ação ultrassônica. A taxa de extração sob ação ultrassônica é maior que a de ação ultrassônica, e o tempo de extração é significativamente reduzido. Quando o tempo é aumentado para 40 min, a taxa de extração aumenta lentamente.

2.4 Efeito do modo de ação ultrassônica na taxa de extração de petróleo de algas marinhas

Quando outras condições são constantes (50 ℃, material: líquido = 1: 3, 20 min, 25 kHz300 w), o modo de ação ultrassônico é alterado: ação contínua, primeira parada e depois ação, primeira ação e depois pare, ação de pulso e o experimento é realizado. Os resultados são mostrados na Figura 4. Como pode ser visto na figura, a ação contínua é a mais adequada.

2.5 Efeito do poder ultrassônico e frequência na taxa de extração de óleo de algas marinhas

Quando outras condições são constantes (50 ℃, material: líquido = 1: 3, 20 min, ação ultrassônica contínua), as condições ultrassônicas são alteradas: 25 kHz 300 W, 40 kHz 100 W, 40 kHz50W, 19 kHz50W e o experimento é realizado. Os resultados são mostrados na Figura 5. Como pode ser visto na figura, 25 kHz300W é o mais adequado.

3 Conclusão

3.1 O experimento mostra que, ao usar n-hexano para melhorar a extração ultrassônica do óleo de algas marinhas, a quantidade de solvente de extração e a temperatura de extração têm um efeito significativo no rendimento do extrato de óleo de algas marinhas. De acordo com os resultados experimentais, a dose de solvente é 1: 3 (material: líquido) e a temperatura é 50 ℃. O tempo de extração é preferencialmente 40min.

3.2 O modo de ação ultrassônica, energia ultrassônica e frequência têm um efeito significativo na taxa de extração do óleo de algas marinhas. De acordo com os resultados experimentais, a ação contínua, 25 kHz 300 W são apropriadas.

3.3 A comparação experimental mostra que o uso de ultrassom para melhorar o processo de extração de solvente pode reduzir o tempo de extração, melhorar a taxa de utilização do solvente, reduzir a quantidade de solvente e melhorar a taxa de extração. O ultrassom é uma nova tecnologia com potencial de desenvolvimento que usa força externa para melhorar a extração e é recomendável promover sua aplicação.