Дълбоки евтектични разтворители за високоефективна екстракция

Дълбоките евтектични разтворители (DES) и естествените дълбоки евтектични разтворители (NADES) предлагат предимства като екстракционни разтворители на много нива и по този начин са обещаваща алтернатива на конвенционалните органични разтворители. Дълбокият евтектичен разтворител работи отлично в комбинация с ултразвукова екстракция и дава високи добиви на висококачествени екстракти. Научете повече за ултразвуковата екстракция с помощта на естествени дълбоки евтектични разтворители.

Как ултразвукът подобрява екстракцията с дълбоки евтектични разтворители?

Ултразвуковата екстракция тип сонда с помощта на дълбоки евтектични разтворители и естествени дълбоки евтектични разтворители може да предложи няколко предимства за екстракция на биоактивни съединения. Едно от основните предимства е повишената ефективност на екстракция на фенолни съединения и други фитохимикали от естествени източници. Дълбоките евтектични разтворители са известни с висока ефективност на екстракция, която може да бъде подобрена дори чрез ултразвукова екстракция. Поради своята нетоксичност те са чудесен вариант за разтворители за фармацевтични и хранителни продукти. Това прави ултразвуковата екстракция с помощта на дълбоки евтектични разтворители екологичен и устойчив метод за възстановяване на биоактивни съединения. Научно доказано е, че синергетичното използване на ултразвук с дълбоки евтектични разтворители води до по-високи добиви на различни биоактивни съединения. Като цяло ултразвуковата екстракция тип сонда с помощта на дълбоки евтектични разтворители и естествени дълбоки евтектични разтворители осигурява по-ефективен и екологичен подход към екстракцията на биоактивни съединения.

Какво представляват дълбоките евтектични разтворители (DES)?

Дълбоките евтектични разтворители (DES) са смеси от най-малко един акцептор на водородна връзка (HBA) и един донор на водородна връзка (HBD), включително карбоксилни киселини и други възобновяеми съединения. Според Cai et al. (2019), "силното взаимодействие на водородната връзка между HBA и HBD е най-важният фактор за образуването на DES". [Cai et al. 2019]
За донори на водородни връзки често се използват съединения като захари, аминокиселини, карбоксилни киселини (напр. бензоена киселина, лимонена киселина, янтарна киселина) или амини (напр. урея, бензамид). Потенциалът за химично взаимодействие на донорите на водородни връзки е основните фактори, допринасящи за образуването и ефективността на дълбоките евтектични разтворители. Халогенидните соли като холин хлорид или цинков хлорид също могат да се използват заедно с донорите на водородни връзки. Други дълбоки евтектични разтворители на основата на холин хлорид се образуват с малонова киселина, фенол или глицерин. В резултат на силните водородни връзки точката на топене на дълбоките евтектични разтворители е значително намалена в сравнение с отделните му компоненти. За разлика от конвенционалните разтворители (напр. етанол, метанол, хексан, бутан и др.) Дълбоките евтектични разтворители са нелетливи, което означава, че имат много ниско налягане на парите и поради това са трудно запалими. Токсичността на дълбоките евтектични разтворители е ниска, тяхната биоразградимост е висока, а необходимите прекурсори са евтини, лесно и изобилно достъпни, както и възобновяеми.
Естествените дълбоки евтектични разтворители (NADES) са още по-екологични, тъй като всички прекурсори се доставят от естествени източници. Дълбоките евтектични разтворители също предлагат регулируема платежоспособност въз основа на химията на разтвореното вещество и видовете, използвани за създаване на дълбоки евтектични разтворители. Някои естествени дълбоки евтектични разтворители показват висок вискозитет и поради това не са много подходящи за екстракция на партиди. Въпреки това, естествените дълбоки евтектични разтворители с по-висок вискозитет могат успешно да се прилагат като разтворители при ултразвукова проточна екстракция.

Таблицата по-долу показва няколко примерни състава на естествени дълбоки евтектични разтворители (NADES) за извличане на фитохимикали:

Как работи ултразвуковата екстракция с дълбоки евтектични разтворители?

Ултразвуковата екстракция се основава на сономеханичните ефекти на високоинтензителен, нискочестотен ултразвук. За да се насърчи и засили извличането на ботанически съединения (т.е. биоактивни вещества) чрез ултразвук, ултразвуковите вълни с висока мощност се свързват чрез ултразвукова сонда (наричана още ултразвуков рог или сонотрод) в течната среда, т.е. суспензията, състояща се от растителната суровина и (естествения) дълбок евтектичен разтворител. Ултразвуковите вълни преминават през течността и създават редуващи се цикли на ниско / високо налягане. По време на цикли с ниско налягане се създават малки вакуумни мехурчета (т.нар. кавитационни мехурчета), които растат в продължение на няколко цикъла на налягане. По време на тези цикли на растеж на мехурчета, разтворените газове в течността навлизат във вакуумния мехур, така че вакуумният мехур се трансформира в растящи газови мехурчета. След като растат в продължение на няколко цикъла, вакуумните мехурчета достигат определен размер, при който не могат да абсорбират повече енергия, така че да имплодират силно по време на цикъл на високо налягане. Имплозията на мехурчето се характеризира с интензивни кавитационни сили, включително много висока температура и налягане, достигащи съответно до 4000K и 1000 atm; както и съответните високи температурни и натискни разлики. Тези ултразвуково генерирани турбуленции и сили на срязване разграждат растителните клетки и освобождават вътреклетъчните биоактивни съединения в (естествения) дълбок евтектичен разтворител. Ултразвуковата екстракция отваря клетъчната структура на растителните продукти и засилва масовия трансфер между растителния материал и разтворителя. По този начин сонацията насърчава ефикасността на естествените дълбоки евтектични разтворители. Ултразвуковата екстракция с (естествени) дълбоки евтектични разтворители води до изключително високи добиви за много кратко време на обработка.

Мощните ултразвукови вълни нарушават клетъчната структура на растителните продукти, освобождават биоактивните съединения и насърчават преноса на маса между растителния материал и разтворителя (напр. дълбоки евтектични разтворители).

Комбинацията от ултразвукова екстракция с (естествени) дълбоки евтектични разтворители ви дава възможност да комбинирате усилващата сила на ултразвука със забележителните разтварящи ефекти и изключителната конструктивност на дълбоките евтектични разтворители. Поради превъзходната ефективност на ултразвуковата екстракция, Ултразвуковите апарати се използват успешно и за извличане на вода.
Свържете се с нас сега, за да научите повече за мощното приложение за ултразвукова екстракция с помощта на дълбоки евтектични разтворители!

Високоефективни ултразвукови екстрактори за използване на дълбоки евтектични разтворители

Ултразвуковата екстракция е надеждна технология за обработка, която улеснява и ускорява производството на висококачествени екстракти от различни растителни и всякакви разтворители. Ултразвуковата екстракция е силно съвместима с (естествени) дълбоки евтектични разтворители, които са благоприятни поради отличната си разтваряща сила, конструктивността на екстракта, устойчивостта, биоразградимостта и екологичността. Комбинацията от интензификация на процеса на мощен ултразвук с предимствата на (естествените) дълбоки евтектични разтворители дава на тази технологична технология превъзходство на много нива. Портфолиото на Hielscher Ultrasonics обхваща пълната гама от компактни лабораторни ултразвукови апарати до промишлени системи за екстракция. Всички те, разбира се, са подходящи за екстракция с дълбоки евтектични разтворители.
Нашият дългогодишен опитен персонал ще ви помогне от тестовете за осъществимост и оптимизацията на процеса до инсталирането на вашата ултразвукова система на крайно производствено ниво.

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати: