Търсите ли мощен и надежден настройка на екстракцията за производство на висококачествени растителни екстракти? Тук можете да намерите сравнение на общите техники за екстракция, включително ултразвукова екстракция, свръхкритична екстракция на СО2, екстракция на етанол, мацерация между другото и техните предимства, както и недостатъци.

Ботаническа екстракция с помощта на ултразвук срещу алтернативни техники

Екстракцията на растителни продукти може да се извърши чрез различни техники. Въпреки това, ефективността, добивът и качеството на екстракта са силно повлияни от използвания метод и протокол за екстракция. Мацерацията, свръхкритичната екстракция на CO2, просмукването и екстракцията на Сокслет са често срещани методи за екстракция, които често дават недостатъчни резултати от екстракцията.
Ултразвуковата екстракция е сложна изолационна техника, която превъзхожда традиционните методи за екстракция в няколко точки.
Ултразвуковата екстракция с помощта на ултразвукова сонда е високоефективен метод за извличане на съединения от растения и други материали. В сравнение с други методи като мацерация, екстракция на CO2, просмукване и микровълнова екстракция, ултразвукова екстракция тип сонда превъзхожда поради няколко предимства:

• По-бързо извличане: Ултразвукова екстракция сонда тип може да извлече съединения много по-бързо от мацерация и просмукване. Това е така, защото ултразвуковите вълни създават кавитационни мехурчета в разтворителя, които създават микрошокове, които помагат да се разрушат клетъчните стени и да се освободят съединенията по-бързо.
• По-висок добив: Ултразвукова екстракция сонда тип може да извлече по-висок добив на съединения, отколкото мацерация, CO2 екстракция, и просмукване. Това е така, защото ултразвуковите вълни помагат да се освободят повече от целевите съединения от материала, който се извлича.
• По-ефективно: Ултразвукова сонда тип екстракция е по-ефективен от мацерация, CO2 екстракция, просмукване и Soxhlet екстрактори, тъй като тя изисква по-малко разтворител за извличане на същото количество съединения. Това е така, защото ултразвуковите вълни спомагат за увеличаване на разтворимостта на целевите съединения в разтворителя.
• Гъвкавост: Ултразвукова екстракция сонда тип може да се използва за извличане на широк спектър от съединения от различни материали, включително хидрофилни и хидрофобни съединения. Това означава, че ултразвукът е отличен и за производството на екстракти с пълен спектър.
• Ниска цена: Ултразвукова екстракция сонда тип обикновено е по-евтино от CO2 екстракция, просмукване, мацерация, и Сокслет екстракция, тъй като тя не изисква високо налягане оборудване или време интензивно труд.
• Екологични: Ултразвуковите сонди позволяват екологична екстракция, тъй като изисква по-малко разтворител и енергия в сравнение с други методи и произвежда по-малко отпадъци. Въпреки че ултразвук е съвместим с всякакви разтворители, поради високата ефективност на ultrasonicators, токсични разтворители могат да бъдат най-вече избегнати. Етанол, воден етанол и вода са отлични разтворители за ултразвукова ботаническа екстракция.

В сравнение с традиционните техники за ботаническа екстракция, ултразвуковата екстракция тип сонда предлага значителни предимства, което обяснява широкото използване на ултразвукова екстракция за множество биоактивни съединения от растения.

Извличане на висококачествени екстракти от растителни продукти

За висококачествени ботанически екстракти от не само суровината (растителен материал) е от съществено значение, но и техниката на извличане е от решаващо значение. Растителните екстракти са чувствителни към температурата, което означава, че се разграждат от топлина. Следователно е от решаващо значение да се избере метод за нетермично извличане.
Изборът на екстракционния разтворител е друг важен фактор, който влияе върху качеството на екстракта. Разтворители като хексан, метанол, бутан и други тежки химикали могат да замърсят екстракта. Въпреки че разтворителите се отстраняват след екстракция, в крайния екстракт могат да се намерят следи от токсични разтворители. Водата, алкохолът, етанолът, глицеринът или растителните масла са безопасни, нетоксични разтворители и са одобрени от FDA за консумация.

Стъпка по стъпка протокол на ботаническа екстракция с помощта на ултразвукова сонда

Как се извличат биоактивни съединения от растения с помощта на ултразвук тип сонда? По-долу можете да намерите стъпка по стъпка инструкция за извличане на фитохимикали и биоактивни съединения от растителен материал като листа, венчелистчета, плодно тяло, стъбла, корени или коренища!

1. Първо, растителният материал се смила или нарязва на малки парченца, за да се увеличи площта за извличане.
2. След това растителният материал се смесва с разтворител (като етанол или вода), за да се извлекат полифенолите.
3. Сонда тип ултразвук след това се използва за подпомагане на процеса на екстракция чрез прилагане на висока интензивност, нискочестотни ултразвукови вълни при прибл. 20kHz към сместа. Това причинява акустична кавитация и бърза вибрация на разтворителя, което насърчава разпадането и разрушаването на растителните клетки и освобождаването на биоактивни вещества като полифеноли, флавоноиди и витамини.
4. След това сместа се филтрира, за да се отдели твърдият растителен материал от течността, съдържаща извлечените биоактивни съединения.
5. След това течността се изпарява или се подлага на по-нататъшна обработка, за да се отстрани разтворителят и да се концентрират биоактивните молекули.
6. Крайният продукт е богат на биоактивен екстракт, който може да се използва в различни приложения като хранителни добавки, функционални храни и козметика.

Забележка: Това е преглед на процеса и специфичните условия (разтворител, съотношение на растителен материал към разтворител, време на екстракция, ултразвукова мощност и т.н.) могат да варират в зависимост от източника на растението и желаното съдържание на биоактивно вещество.

Как работи ултразвукова екстракция?

Ултразвуковата екстракция се основава на работния принцип на ултразвукова акустична кавитация и е чисто механично лечение. Подобно на високосрязки миксер, ултразвуков механизъм създава само механични сили на срязване в средата на процеса. Самата ултразвукова екстракция е нетермична, безхимическа техника на екстракция.
Какво е акустична кавитация? – Акустична или ултразвукова кавитация се случва, когато високомощни, нискочестотни ултразвукови вълни са съчетани в течен тор, състоящ се от ботанически материал в течност (разтворител). Ултразвуковите вълни с висока мощност са съчетани чрез ултразвуков процесор тип сонда в ботаническата течен тор. Силно енергични ултразвукови вълни пътуват през течността, създавайки редуващи се цикли с високо налягане / ниско налягане, което води до феномена на акустична кавитация. Акустичната или ултразвукова кавитация води локално до екстремни условия като диференциали с много високо налягане и високи сили на срязване. Когато кавитационни мехурчета имплозират върху повърхността на твърди вещества (като частици, растителни клетки, тъкани и т.н.), микро-струи и междучастичен сблъсък генерират ефекти като разбивка на частиците, сонопорация (перфорацията на клетъчните стени и клетъчните мембрани) и разрушаване на клетките. Освен това имплозията на кавитационни мехурчета в течните медии създава турбуленции и възбуда, което насърчава масовия трансфер между клетъчния интериор и околния разтворител. Ултразвуковото облъчване е високоефективен начин за засилване на процесите на прехвърляне на маса, тъй като ултразвукът води до кавитация и свързаните с нея механизми като микро-движение от течни струи, компресия и декомпресия в материала с последващото нарушаване на клетъчните стени.
В зависимост от суровината процесът на ултразвукова екстракция може да изисква високи интензитети, например за да се счупят твърдите растителни клетки или материал с висока целулоза. Ултразвукови апарати тип сонда могат да генерират много високи амплитуди, които са необходими за генериране на ударна кавитация. Hielscher Ultrasonic произвежда високопроизводителни ултразвукови екстрактори, които лесно могат да създават амплитуди на 200μm в непрекъсната 24/7 работа. За още по-високи амплитуди, Hielscher предлага определени амплитуди сонотроди (сонди).
Пресурулизират ултразвукови реактори и поточни клетки се използват за засилване на кавитацията. С нарастващите налягания, кавитационните и кавитационните сили на срязване стават по-разрушителни и по този начин се подобряват ефектите от ултразвукова екстракция.

Екстракт фитохимикали и биоактивни съединения с ултразвук

Ултразвукова екстракция се използва за отделяне и изолиране на голямо разнообразие от биоактивни съединения (т.нар. фитохимикали) от растителни продукти.
Списъкът по-долу ви дава малък преглед над ултразвуково извлечените фитохимикали:

• CBD и други канабиноиди от канабис и коноп
• терпени
• джинджифил
• розмарин
• Капсаицин от Люти чушки
• Кофеин от Кафе на зърна
• Астаксантин от Алгае
• Алицин от Чесън
• Катехини (EGEC) от Чай
• Елагитанците от Нар
• Аюрведични билкови екстракти
• Никотин от тютюн
• етерични масла
• Пектини от цитрусови плодове

Разтворители за ултразвукова екстракция

Ултразвуковата екстракция е съвместима с почти всеки разтворител. Най-често за извличане на биоактивни съединения от растителни вещества се използват етанол, вода, етанол и смес от вода, глицерин и растителни масла, тъй като тези разтворители се считат за безопасни за консумация и са лесни за употреба.
Прочетете повече за разтворителите, използвани за ултразвукова екстракция!

Предимствата на ултразвукова екстракция на етанол

Етанолът е един от най-често използваните разтворители с ултразвукова екстракция, поради неговата безопасност (FDA- одобрен за консумация), неговата ефикасност и широката си платежоспособност. Ултразвуковото извличане на етанол изскочи от други разтворители и други технологии за екстракция с рентабилност, линейна мащабируемост, простота и безопасност.
По-голямата ефикасност на етанола като разтворител е свързана с неговия химичен състав на въглеводородната опашка и една единствена хидроксилна група. Този химически състав позволява етанол да се разтвори и да извлече много широк спектър от вещества, от полифеноли, флавоноиди, терпени, канабиноиди и липиди (масла).
Например, ултразвуковото извличане на етанол от канабиноиди не изисква зимизация (депарафиниране), стъпка, необходима с други методи за екстракция, като co2 екстракция за отстраняване на восъците.

Извличането на етанол проявява различни ефекти в зависимост от температурата на етанола. Загряваният етанол често се използва за производство на екстракти от цял спектър, които се оценяват за антуражния им ефект. От друга страна, ледено-студен етанол се използва за предпочитане за производство на билкови или дестилати канабис. Екстракцията в ледено-студен етанол не изисква последваща филтрация. Тъй като ултразвуковата екстракция е нетермично лечение, тя може да се използва с горещ / топъл или охладен / ледено-студен етанол. Якета ултразвукови реактори помагат да се поддържа желаната температура на обработка по време на лечението. Цифровият контрол и интелигентният софтуер на ултразвуковия мотор следят температурата на обработка чрез сензори за включване на температурата и могат да бъдат програмирани да спрат или да спрат на пауза лечението за екстракция, когато температурата на средата излезе от определен диапазон.

Купете най-ефективното оборудване за ултразвукова екстракция!

Hielscher Ultrasonics' високопроизводителни системи за извличане са на разположение във всеки мащаб от малък размер лаборатория, средни пилотни мащаби, за да напълно промишлено производство на няколко тона на час. В зависимост от производителността, Hielscher ултразвукови екстрактори могат да се използват в партиден или непрекъснат в ред режим. Изборът на разтворител е до вас, тъй като Hielscher ultrasonicators могат да се използват в комбинация с всеки разтворител. Всички ултразвукови устройства за екстракция са прости и безопасни за работа. В съответствие с вашата суровина, капацитет на процеса и изходна цел, Hielscher ви предлага най-подходящия ултразвук.
Процесите на ултразвукова екстракция се влияят от суровина, разтворител и производителност. Различни аксесоари като сонотроди (сонди) с различни размери и форми, бустери, поточни клетки с различни обеми и геометрии, запушени сензори за температура и налягане и много други приспособления са на разположение за сглобяване на идеалната ултразвукова настройка за процеса на извличане.
Контролът на процесите е от решаващо значение за постигане на възпроизводим резултат. Ето защо, всички цифрови модели са оборудвани с интелигентен софтуер, който ви позволява да регулирате, следите и да ревизирате параметрите на екстракция. Благодарение на точния контрол над амплитудата, времето за ултразвук и цикъла на работа, могат да се постигнат оптимални резултати от процеса, като например превъзходен добив и най-високо качество на екстракта. Автоматичното записване на данни от процеса на ултразвук са основите за стандартизация на процеса и възпроизводимост / повторяемост, които са необходими за добри производствени практики (ДПП).

Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators:

Литература / Препратки