الموجات فوق الصوتية يتفوق على طرق الاستخراج الأخرى بالسرعة
يعد الإجراء السريع للاستخراج بالموجات فوق الصوتية وما ينتج عنه من توفير الوقت في إنتاج المستخلص أحد المزايا العديدة للاستخراج بالموجات فوق الصوتية للمركبات النشطة بيولوجيا من النباتات. تمت مقارنة الاستخراج بالموجات فوق الصوتية علميا بتقنيات الاستخراج البديلة مثل استخراج CO2 فوق الحرج ، أو النقع ، أو الارتجاع الحراري ، أو Soxhlet ، أو استخراج الميكروويف ، وتثبت نتائج الأبحاث الميزة الكبيرة للموجات فوق الصوتية فيما يتعلق بسرعة الاستخراج والعائد.
الموجات فوق الصوتية كإجراء استخراج سريع
ومن المعروف استخراج بالموجات فوق الصوتية من المركبات النشطة بيولوجيا لغلاتها العالية، مقتطفات عالية الجودة، وقت استخراج قصيرة، انخفاض استهلاك الطاقة والقدرة على العمل مع المذيبات خفيفة جدا. كل هذه العوامل تساهم في الكفاءة الشاملة غير العادية للاستخراج بالموجات فوق الصوتية للمكونات النشطة بيولوجيا من المواد النباتية.
أدناه يمكنك العثور على مجموعة مختارة من تقارير البحث العلمي ، والتي استخراج بالموجات فوق الصوتية (أيضا استخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية / UAE) مع تقنيات الاستخراج الأخرى مثل النقع ، Soxhlet ، الارتجاع الحراري ، ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج2، واستخراج الميكروويف.
الموجات فوق الصوتية UP400St لاستخراج النباتات بسرعة عالية في وضع الدفعات
| تطبيق الاستخراج | وقت الاستخراج بالموجات فوق الصوتية | وقت طريقة الاستخراج البديلة | معلومات إضافية | مصدر |
|---|---|---|---|---|
| استخراج الأنثوسيانين من التوت الآس | 5 دقائق | 15 دقيقة المايكرويف |
الموجات فوق الصوتية UP200S | غونزاليس وآخرون ، 2019 |
| بولدو ترك استخراج | 5-30 دقيقة | 15-90 دقيقة النقع |
الموجات فوق الصوتية UIP1000hdT “We can see that from 5 to 30 min of sonication, the yield is equivalent to the yield of conventional maceration at 15 to 90 min: UAE requires a third of the time to extract the soluble material of the leaves in conventional maceration.” |
بيتيني وآخرون ، 2013 |
| استخراج الفينولات الكلية والفلافونويد من المريمية | 11 دقيقة | 30 دقيقة استخراج تقليدي مع شاكر حمام مائي عند 60 درجة مئوية |
مستخلصات بالموجات فوق الصوتية UP100H, UP400S |
دنت وآخرون ، 2015 |
| استخراج بوليفينول أوراق الزيتون | 21 دقيقة | 60 دقيقة استخراج ارتجاع الحرارة التقليدي |
بالموجات فوق الصوتية UP400S | دوبرينتشيتش وآخرون، 2020 |
| استخراج الفينولات النشطة بيولوجيا من أوراق مالفا سيلفستريس | 49 دقيقة 48 درجة مئوية عند 110 واط |
5 ساعات استخراج السرير المهتاج عند 150 دورة في الدقيقة |
الموجات فوق الصوتية UP200S كشف تحليل HPLC أن تركيز الفينولات النشطة بيولوجيا زاد بشكل ملحوظ (p≺0.05) تحت المستوى الأمثل UAE شروط. |
بيماكر وآخرون ، 2017 |
| استخراج الدهون من بذور البطيخ الشتوي (Benincasa hispida) | ∼36 دقيقة | استخراج ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج جنبا إلى جنب مع تقنية تأرجح الضغط (SCE-PST) (∼50 دقيقة) ، ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج2 (∼97 دقيقة) ، واستخراج Soxhlet التقليدي (∼360 دقيقة) | مقارنة ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (sCO2) ، والاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية (UAE) ، واستخراج ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج جنبا إلى جنب مع تقنية تأرجح الضغط (SCE-PST) ويظهر استخراج Soxhlet أن الإمارات العربية المتحدة هي تقنية الاستخراج الأكثر كفاءة وسرعة. | بيماكر وآخرون (2015) |
مقارنة ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (sCO2) ، والاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية (UAE) ، واستخراج ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج جنبا إلى جنب مع تقنية تأرجح الضغط (SCE-PST) واستخراج Soxhlet يبين أن UAE هي تقنية الاستخراج الأكثر كفاءة وسرعة.
- كفاءة استخراج عالية
- عوائد استخراج فائقة
- عملية سريعة
- درجات حرارة منخفضة
- مناسبة لاستخراج المركبات الحرارية
- متوافق مع أي مذيب
- استهلاك منخفض للطاقة
- تقنية الاستخراج الأخضر
- عملية سهلة وآمنة
- انخفاض تكاليف الاستثمار والتشغيل
- 24/7 عملية تحت الخدمة الشاقة
مستخلصات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء للعزل السريع للمركبات
معدات الموجات فوق الصوتية الحديثة من Hielscher تمكن من استخراج سريع من الجزيئات الحيوية عالية الجودة من النباتات. يسمح التحكم الكامل في معلمات العملية مثل السعة ودرجة الحرارة والضغط ومدخلات الطاقة بظروف الاستخراج الأكثر كفاءة واعتدالا لإنتاج مستخلصات غير تالفة ونشطة بيولوجيا للغاية. يمكن تحسين تحسين معلمات الاستخراج بالموجات فوق الصوتية مثل حجم جزيئات المواد الخام ونوع المذيب ونسبة المواد الصلبة إلى المذيب ووقت الاستخراج لتحقيق أعلى كفاءة وأفضل النتائج الإجمالية. نظرا لأن الاستخراج بالموجات فوق الصوتية هو طريقة استخراج غير حرارية ، يمكن تجنب التدهور الحراري للمكونات النشطة بيولوجيا مما يؤدي إلى جودة استخراج فائقة.
بشكل عام ، مزايا مثل الغلة العالية ، ووقت الاستخراج القصير ، ودرجة حرارة الاستخراج المنخفضة ، ومتطلبات المذيبات المنخفضة تجعل صوتنة طريقة الاستخراج المفضلة.
Ultrasoniction يتفوق على الميكروويف في استخراج الأنثوسيانين من التوت الآس. Sonication أسرع بثلاث مرات من استخراج الميكروويف.
تظهر المقارنة بين الموجات فوق الصوتية والتقليدية مع شاكر حمام مائي انخفاضا كبيرا في وقت الاستخراج لإجمالي الفينولات والفلافونويد من المريمية عند استخدام الاستخراج بالموجات فوق الصوتية. يتطلب الاستخراج بالموجات فوق الصوتية ثلث وقت الاستخراج فقط باستخدام شاكر حمام مائي.
استخراج بالموجات فوق الصوتية: أنشئت في المختبر والصناعة
يتم تطبيق استخراج بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع لاستخراج أي نوع من المركبات النشطة بيولوجيا من النباتات والفطريات والطحالب والبكتيريا وخلايا الثدييات. تم تأسيس الاستخراج بالموجات فوق الصوتية كأداة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة وذات كفاءة عالية تتفوق على تقنيات الاستخراج التقليدية الأخرى من خلال غلة استخراج أعلى ومدة معالجة أقصر.
مع توفر أنظمة الموجات فوق الصوتية في المختبر ومقاعد البدلاء والصناعية بالكامل بسهولة ، يعد الاستخراج بالموجات فوق الصوتية في الوقت الحاضر تقنية راسخة وموثوقة. يتم تثبيت مستخلصات الموجات فوق الصوتية Hielscher في جميع أنحاء العالم في مرافق المعالجة الصناعية لإنتاج المركبات النشطة بيولوجيا من الدرجة الغذائية والصيدلانية.
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!
Hielscher Ultrasonics بتصنيع المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لخلط التطبيقات، والتشتت، والاستحلاب والاستخراج على المختبر، التجريبية والصناعية النطاق.
الأدب / المراجع
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- 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.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
حقائق تستحق المعرفة
مبدأ العمل لاستخراج بالموجات فوق الصوتية
استخراج بالموجات فوق الصوتية هو وسيلة تستخدم على نطاق واسع لعزل وفصل المكونات النشطة بيولوجيا من المواد النباتية. نظرا لأن صوتنة متوافقة مع أي نوع من المذيبات ، يمكن تصميم إجراء الاستخراج بالموجات فوق الصوتية على النحو الأمثل فيما يتعلق بالمركبات النشطة بيولوجيا (أي المركبات المستهدفة) ، وقطبية ، وقابلية الذوبان ، والحساسية للحرارة وغيرها من العوامل. تكييف عملية صوتنة على وجه التحديد لمركب معين أو مركبات مختلفة ، يمكن اختيار الإعداد الأكثر مثالية من أجل الحصول على مستخلص من نوعية عالية للغاية.
الموجات فوق الصوتية المقترنة بسائل أو ملاط تخلق اهتزازات شديدة وتجويف صوتي. يتم تحديد التجويف الصوتي الملقب بالموجات فوق الصوتية من خلال فروق الضغط العالي للغاية التي تحدث محليا وقوى القص والنفاثات السائلة. هذه القوى تحطم جدران الخلايا ، وتعطل الخلايا النباتية وتكثف نقل الكتلة بين داخل الخلية والمذيب. وبالتالي ، يتم إطلاق المكونات النشطة بيولوجيا بكفاءة في المذيب المحيط ، حيث يمكن عزل الجزيئات المستهدفة وتنقيتها بسهولة (على سبيل المثال ، عن طريق تبخر الدوار أو التقطير بالبخار أو HPLC).
الاستخراج بالموجات فوق الصوتية من الخلايا النباتية: يوضح القسم المستعرض المجهري (TS) آلية الإجراءات أثناء الاستخراج بالموجات فوق الصوتية من الخلايا (التكبير 2000x)
[المصدر: فيلخو وآخرون 2011]
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.