Ултразвукова екстракция и неговият работен принцип

Ултразвуковата екстракция е предпочитаната техника за изолиране на биоактивни съединения от растителни продукти. Sonication постига пълно извличане и по този начин превъзходно добиви екстракт се получават в много кратко време екстракция. Като такъв ефективен метод на екстракция, ултразвуковата екстракция е икономична и спестяваща време, като в същото време води до висококачествени екстракти, които се използват за храна, добавки и фармацевтични продукти.

Ултразвукова екстракция

Ултразвукова екстракция се използва в храната, хранителна добавка и фармацевтичната промишленост за освобождаване на биоактивни съединения като витамини, полифеноли, полизахариди, канабиноиди и други фитохимикали от растителни продукти. Ултразвуковата екстракция се основава на принципа на работа на акустична или ултразвукова кавитация.

Как работи акустичната кавитация?

Ултразвукова екстракция се постига, когато високомощни, нискочестотни ултразвукови вълни са съчетани в каша, състояща се от ботанически материал в разтворител. Ултразвукови вълни с висока мощност се съединяват чрез ултразвуков процесор от тип сонда в кашата. високо енергийните ултразвукови вълни пътуват през течността, създавайки редуващи се цикли на високо налягане / ниско налягане, което води до феномена на акустичнака. Акустичната или ултразвукова кавитация води до локални екстремни температури, налягания, скорости на нагряване / охлаждане, диференциали за налягане и високи сили на срязване в средата. Когато кавитационните мехурчета се имплодират върху повърхността на твърди тела (като частици, растителни клетки, тъкани и др.), микроструи и интерпартегилна колазия генерират ефекти като повърхностен пилинг, ерозия, разрушаване на частиците, соноспорация (перфорация на клетъчните стени и клетъчни мембрани) и разрушаване на клетките. Освен това имплозията на кавитационните мехурчета в течните медии създава макротурби и микро-смесване. Ултразвуковото облъчване представлява ефективен начин за подобряване на процесите на трансфер на маса, тъй като ултразвукът води до кавитация и свързаните с него механизми като микро-движение на течни струи, компресия и декомпресия в материала с последващо разрушаване на клетъчните стени, както и високи нива на нагряване и охлаждане.
Сонда тип ultrasonicators може да генерира много високи амплитуди, което е необходимо да се генерира въздействащо кавитация. Hielscher Ultrasonic произвежда високопроизводителни ултразвукови екстрактори, които лесно могат да създадат амплитуди на 200μm в непрекъсната работа 24/7. За още по-високи амплитуди, Hielscher предлага определени високи амплитудни 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.

Ултразвукова екстракция се основава на акустична кавитация и неговите хидродинамични срязващи сили

Ефекти на Ултразвукова Екстракция

Ултразвуково разрушаване на клетките и увеличаване на масовия трансфер
Ултразвукът може да подпомага процесите на екстракция както чрез разрушаване на клетките, така и чрез засилване на масовия трансфер в граничния слой около твърдата матрица.
Sonoporation, перфорацията на клетъчните стени и мембрани, подобрява пропускливостта на клетъчните стени и мембрани и често е междинна стъпка преди клетките се нарушават напълно чрез ултразвук.
Механичните ефекти на индуцираната от ултразвукка кавитация, като диференциали за топлина и налягане, ударни вълни, сили на срязване, течни струи и микрострийминг, засилвапроникването на разтворителя в вътрешността на клетката и подобрява масовия трансфер между клетката и разтворителя, така че междуклетъчните материали да се прехвърлят в разтворителя.

Ултразвукова екстракция от растителни клетки: микроскопичната напречна секция (TS) показва механизма на действия по време на ултразвукова екстракция от клетки (увеличение 2000x) [ресурс: Vilkhu и Ал. 2011]

Ултразвуков оборудване за добив на

Hielscher Ultrasonics процесори са високопроизводителни системи за екстракция, които са прости и безопасни за работа. В съответствие с вашата суровина, капацитетна процеса и изходна цел, Hielscher ви предлага най-подходящия ultrasonicator. Нашето продуктово портфолио варира от компактни, мощни ръчни ultrasonicators над настолна система до напълно промишлени ултразвукови единици, способни да обработват няколко тона на час.
Hielscher Ултразвук екстрактори могат да се използват за партида и непрекъснато извличане на инлайн и могат да се използват в комбинация с всеки разтворител.
Различни аксесоари като сонотроди (сонди) с различни размери и форми, бустер рога, поточни клетки с различни обеми и геометрии, pluggable температурни и сензори за налягане и много други приспособления са на разположение за сглобяване на идеалната ултразвукова настройка за процеса на извличане.
Всички наши цифрови модели са оборудвани с интелигентен софтуер, който ви позволява да регулирате, наблюдавате и настройвате параметрите на екстракцията. Благодарение на прецизния контрол над амплитудата, времето за обработка и циклите на дежурство, могат да се постигнат оптимални резултати от процеса, като например най-висок 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 (GMP).

Hielscher Ultrasonics промишлени ултразвукови процесори могат да доставят много високи амплитуди. Амплитудите до 200μm могат лесно непрекъснато да се изпълняват в 24/7 работа. За още по-високи амплитуди се предлагат персонализирани ултразвукови сонотродове. Здравината на ултразвуковото оборудване Hielscher позволява 24/7 работа при тежкотоварни и в взискателни среди.
Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators: