استخراج بالموجات فوق الصوتية ومبدأ عملها
استخراج بالموجات فوق الصوتية هو الأسلوب المفضل لعزل المركبات النشطة بيولوجيا من النباتات. Sonication يحقق استخراج كامل وبالتالي يتم الحصول على غلة استخراج متفوقة في وقت استخراج قصير جدا. كونها طريقة استخراج فعالة ، فإن الاستخراج بالموجات فوق الصوتية يوفر التكلفة والوقت ، بينما ينتج عنه مقتطفات عالية الجودة تستخدم في الأغذية والمكملات الغذائية والمستحضرات الصيدلانية.
استخراج بالموجات فوق الصوتية
يستخدم استخراج بالموجات فوق الصوتية في صناعة الأغذية والمكملات الغذائية والأدوية لإطلاق المركبات النشطة بيولوجيا مثل الفيتامينات والبوليفينول والسكريات والقنب والمواد الكيميائية النباتية الأخرى من النباتات. يعتمد الاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية على مبدأ عمل التجويف الصوتي أو بالموجات فوق الصوتية.
- غلة عالية
- جودة عالية
- مقتطفات الطيف الكامل
- عملية سريعة
- متوافق مع أي مذيب
- سهل وآمن للعمل
- قابلية التوسع الخطي
- صديقة للبيئة
- عائد استثمار سريع
مسبار بالموجات فوق الصوتية UP400St لاستخراج المركبات النباتية لإنتاج الصبغات والحقن النباتية.
كيف يعمل التجويف الصوتي؟
يتم تحقيق الاستخراج بالموجات فوق الصوتية عندما تقترن الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة ومنخفضة التردد بملاط يتكون من مادة نباتية في مذيب. تقترن الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة عبر معالج بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار في الملاط. تنتقل الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة عبر السائل مما يخلق دورات متناوبة للضغط العالي / الضغط المنخفض ، مما يؤدي إلى ظاهرة التجويف الصوتي. يؤدي التجويف الصوتي أو بالموجات فوق الصوتية محليا إلى درجات حرارة قصوى وضغوط ومعدلات تسخين / تبريد وفروق ضغط وقوى قص عالية في الوسط. عندما تنفجر فقاعات التجويف على سطح المواد الصلبة (مثل الجسيمات والخلايا النباتية والأنسجة وما إلى ذلك) ، تولد النفاثات الدقيقة والاصطدام بين الأجزاء تأثيرات مثل تقشير السطح والتآكل وانهيار الجسيمات و sonoporation (ثقب جدران الخلايا وأغشية الخلايا) وتعطيل الخلايا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن انفجار فقاعات التجويف في الوسائط السائلة يخلق اضطرابات كبيرة وخلط دقيق. يمثل التشعيع بالموجات فوق الصوتية وسيلة فعالة لتعزيز عمليات نقل الكتلة ، حيث ينتج عن صوتنة التجويف وآلياته ذات الصلة مثل حركة الميكروس بواسطة النفاثات السائلة ، والضغط وتخفيف الضغط في المادة مع الاضطراب اللاحق لجدران الخلايا ، فضلا عن ارتفاع معدلات التدفئة والتبريد.
يمكن للموجات فوق الصوتية من نوع المسبار توليد سعات عالية جدا ، وهو أمر ضروري لتوليد تجويف مؤثر. Hielscher بالموجات فوق الصوتية بتصنيع مستخلصات الموجات فوق الصوتية عالية الأداء، والتي يمكن بسهولة خلق السعات من 200μm في عملية مستمرة 24/7. للحصول على سعات أعلى ، تقدم Hielscher سونوتروديس عالية السعة محددة (مجسات).
تستخدم مفاعلات الموجات فوق الصوتية القابلة للضغط وخلايا التدفق لتكثيف التجويف. مع زيادة الضغوط ، تصبح قوى التجويف والقص التجويف أكثر تدميرا وتحسن بالتالي تأثيرات الاستخراج بالموجات فوق الصوتية.
يعتمد الاستخراج بالموجات فوق الصوتية على التجويف الصوتي وقوى القص الهيدروديناميكية
آثار استخراج بالموجات فوق الصوتية
تعطيل الخلايا بالموجات فوق الصوتية وزيادة نقل الكتلة
يمكن أن تساعد الموجات فوق الصوتية في عمليات الاستخراج من خلال تعطيل الخلايا وتعزيز نقل الكتلة في الطبقة الحدودية المحيطة بالمصفوفة الصلبة.
Sonoporation ، ثقب جدران الخلايا والأغشية ، يعزز نفاذية جدران الخلايا والأغشية وغالبا ما يكون خطوة وسيطة قبل أن تتعطل الخلايا تماما عن طريق صوتنة.
إن التأثيرات الميكانيكية للتجويف الناجم عن الموجات فوق الصوتية ، مثل فروق الحرارة والضغط ، وموجات الصدمة ، وقوى القص ، والنفاثات السائلة ، والتدفق الدقيق ، تكثف تغلغل المذيب في داخل الخلية وتحسن نقل الكتلة بين الخلية والمذيب بحيث يتم نقل المواد بين الخلايا إلى المذيب.
استخراج بالموجات فوق الصوتية من الخلايا النباتية: يظهر القسم المستعرض المجهري (TS) آلية الإجراءات أثناء الاستخراج بالموجات فوق الصوتية من الخلايا (التكبير 2000x) [المصدر: Vilkhu et al. 2011]
الخالط بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT (2kW) مع مفاعل دفعي مقلب باستمرار
معدات استخراج بالموجات فوق الصوتية
Hielscher المعالجات بالموجات فوق الصوتية هي أنظمة استخراج عالية الأداء، والتي هي بسيطة وآمنة للعمل. وفقا للمواد الخام الخاصة بك، وقدرات العملية والهدف الناتج، Hielscher يقدم لك الموجات فوق الصوتية الأنسب. تتراوح مجموعة منتجاتنا من الموجات فوق الصوتية المدمجة والقوية المحمولة باليد عبر نظام مقاعد البدلاء إلى وحدات الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل القادرة على معالجة عدة أطنان في الساعة.
Hielscher مستخلصات الموجات فوق الصوتية يمكن استخدامها لاستخراج دفعة ومستمر مضمنة ويمكن استخدامها في تركيبة مع أي مذيب.
تتوفر العديد من الملحقات مثل sonotrodes (المجسات) من مختلف الأحجام والأشكال ، وقرون التعزيز ، وخلايا التدفق بأحجام وهندسة مختلفة ، وأجهزة استشعار درجة الحرارة والضغط القابلة للتوصيل والعديد من الأدوات الأخرى لتجميع الإعداد بالموجات فوق الصوتية المثالي لعملية الاستخراج الخاصة بك.
تم تجهيز جميع نماذجنا الرقمية ببرنامج ذكي ، والذي يسمح لك بضبط معلمات الاستخراج ومراقبتها وتعيينها. نظرا للتحكم الدقيق في السعة ووقت الصوتنة ودورات العمل ، يمكن تحقيق نتائج العملية المثلى مثل العائد الفائق وأعلى جودة للاستخراج. تسجيل البيانات التلقائي لعملية صوتنة هي أسس توحيد العملية والتكرار / التكرار ، والتي هي مطلوبة لممارسات التصنيع الجيدة (GMP).
Hielscher الفوق صوتيات المعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية يمكن أن تقدم السعات عالية جدا. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7. للحصول على سعات أعلى ، تتوفر سونوتروديس بالموجات فوق الصوتية المخصصة. متانة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher يسمح لعملية 24/7 في الخدمة الشاقة وفي البيئات الصعبة.
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل / دقيقة | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر / دقيقة | UIP4000hdT |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
الأدب / المراجع
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
حقائق تستحق المعرفة
مقتطفات نباتية
المستخلصات النباتية هي مركبات نشطة بيولوجيا ، معزولة عن المواد النباتية مثل الأعشاب والزهور والأوراق والسيقان والجذور وأجزاء النبات الأخرى. تستخدم المركبات النشطة بيولوجيا مثل الفيتامينات ومضادات الأكسدة والبوليفينول والسكريات والقنب والجزيئات النباتية الأخرى كمضافات غذائية وظيفية ومغذيات ومستحضرات تجميل ومستحضرات صيدلانية وكذلك ملونات طبيعية.