Ултразвукът превъзхожда другите методи за екстракция по скорост
Бързата процедура на ултразвукова екстракция и произтичащата от това икономия на време при производството на екстракти са едно от многото предимства на ултразвуковата екстракция на биоактивни съединения от растения. Ултразвуковата екстракция е научно сравнена с алтернативни техники за екстракция като свръхкритична екстракция на CO2, мацерация, топлинен рефлукс, Soxhlet или микровълнова екстракция и резултатите от изследванията доказват значителното предимство на ултразвука по отношение на скоростта и добива.
Ултразвукът като процедура за бърза екстракция
Ултразвуковата екстракция на биоактивни съединения е добре известна със своите високи добиви, висококачествени екстракти, кратко време за екстракция, ниска консумация на енергия и възможност за работа с много меки разтворители. Всички тези фактори допринасят за изключителната обща ефективност на ултразвуковата екстракция на биоактивни съставки от растителни материали.
По-долу можете да намерите селекция от доклади за научни изследвания, в които се извършва ултразвукова екстракция (също и ултразвукова екстракция/ UAE) са сравнени с други техники за екстракция като мацерация, Soxhlet, топлинен рефлукс, свръхкритичен CO2и микровълнова екстракция.
Ултразвуков апарат UP400St за високоскоростна екстракция на растителни продукти в партиден режим
| Приложение за екстракция | Време за ултразвукова екстракция | Време за алтернативен метод на екстракция | Допълнителна информация | Източник |
|---|---|---|---|---|
| Извличане на антоцианин от плодове на мирта | 5 минути | 15 минути Микровълнова |
Ултразвуков апарат UP200S | Gonzalez et al., 2019 |
| Извличане на отпуск от болдо | 5-30 мин | 15-90 мин Мацерация |
Ултразвуков уред UIP1000hdT "Можем да видим, че от 5 до 30 минути ултразвук, добивът е еквивалентен на добива на конвенционалната мацерация при 15 до 90 минути: UAE изисква една трета от времето за извличане на разтворимия материал от листата при конвенционална мацерация." |
Petigny et al., 2013 |
| Извличане на общи феноли и флавоноиди от градински чай | 11 мин | 30 минути конвенционална екстракция с шейкър за водна баня при 60ºC |
Ултразвукови екстрактори UP100H, UP400S |
Dent et al., 2015 |
| Извличане на полифеноли от маслинови листа | 21 мин | 60 минути конвенционално извличане на топлина |
Ултразвуков уред UP400S | Dobrinčić et al., 2020 |
| Извличане на биоактивни феноли от листа на Malva sylvestris | 49 минути 48°C при 110W |
5 ч. Изсмукване на разбъркано легло при 150 об / мин |
Ултразвуков апарат UP200S HPLC анализът показва, че концентрацията на биоактивни феноли се увеличава значително (p≺0,05) при оптималната UAE Условия. |
Bimakr et al., 2017 |
| Извличане на липиди от семена на зимен пъпеш (Benincasa hispida) | ∼36 минути | Свръхкритично извличане на въглероден диоксид, комбинирано с техника на люлеене под налягане (SCE-PST) (∼50 минути), свръхкритичен CO2 (∼97 мин), и конвенционалната екстракция на Сокслет (∼360 минути) | Сравнение на свръхкритичен въглероден диоксид (sCO2), екстракция с помощта на ултразвук (UAE), свръхкритично извличане на въглероден диоксид, съчетано с техника на люлеене под налягане (SCE-PST) и извличането на Soxhlet показва, че ОАЕ е най-ефективната и бърза техника за извличане. | Bimakr et al. (2015) |
Сравнение на свръхкритичен въглероден диоксид (sCO2), екстракция с помощта на ултразвук (UAE), свръхкритично извличане на въглероден диоксид, съчетано с техника на люлеене под налягане (SCE-PST), а извличането на Soxhlet показва, че UAE е най-ефективната и бърза техника за извличане.
- Висока ефективност на извличане
- Превъзходни добиви на екстракция
- бърз процес
- Ниски температури
- Подходящ за извличане на термолабилни съединения
- Съвместим с всеки разтворител
- Ниска консумация на енергия
- Техника на зелена екстракция
- Лесна и безопасна работа
- Ниски инвестиционни и оперативни разходи
- 24/7 работа при тежки натоварвания
Високоефективни ултразвукови екстрактори за експресна изолация на съединения
Най-съвременното ултразвуково оборудване на Hielscher позволява бързо извличане на висококачествени биомолекули от растения. Пълният контрол върху параметрите на процеса като амплитуда, температура, налягане и вложена енергия позволяват най-ефективните и меки условия на екстракция за производство на неповредени, високобиоактивни екстракти. Оптимизирането на параметрите на ултразвуковата екстракция като размер на частиците на суровината, тип разтворител, съотношение твърдо вещество към разтворител и време за екстракция може да бъде оптимизирано за най-висока ефективност и най-добри общи резултати. Тъй като ултразвуковата екстракция е метод на нетермична екстракция, може да се избегне термичното разграждане на биоактивните съставки, което води до превъзходно качество на екстракта.
Като цяло предимства като висок добив, кратко време за екстракция, ниска температура на екстракция и намалени изисквания към разтворители правят ултразвука предпочитан метод за екстракция.
Ултразвукът превъзхожда микровълновата в екстракцията на антоцианин от плодове на мирта. Уникирането е три пъти по-бързо от екстракцията в микровълнова фурна.
Сравнението на ултразвука срещу конвенционалния с шейкър за водна баня показва значително намалено време за екстракция на общите феноли и флавоноиди от градински чай, когато се използва ултразвукова екстракция. Ултразвуковата екстракция изисква само една трета от времето за екстракция с шейкър за водна баня.
Ултразвукова екстракция: Установена в лабораторията и индустрията
Ултразвуковата екстракция се прилага широко за извличане на всякакъв вид биоактивни съединения от растителни продукти, гъбички, водорасли, бактерии и клетки на бозайници. Ултразвуковата екстракция е установена като проста, рентабилна и високоефективна, която превъзхожда другите традиционни техники за екстракция с по-високи добиви и по-кратка продължителност на обработката.
С лесно достъпни лабораторни, настолни и напълно индустриални ултразвукови системи, ултразвуковата екстракция в днешно време е утвърдена и надеждна технология. Ултразвуковите екстрактори на Hielscher се инсталират по целия свят в промишлени преработвателни съоръжения за производство на хранителни и фармацевтични биоактивни съединения.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | UP100H |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20L | 0.2 до 4 л/мин | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10 л/мин | UIP4000hdT |
| Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори за смесване, дисперсия, емулгиране и екстракция в лабораторен, пилотен и индустриален мащаб.
Литература / Препратки
- 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.
Факти, които си струва да знаете
Принцип на работа на ултразвукова екстракция
Ултразвуковата екстракция е широко използван метод за изолиране и отделяне на биоактивни компоненти от растителни материали. Тъй като ултразвуковата екстракция е съвместима с всякакъв вид разтворител, процедурата за ултразвукова екстракция може да бъде оптимално проектирана по отношение на биоактивните съединения (т.е. целевите съединения), тяхната полярност, разтворимост, чувствителност към топлина и други фактори. Адаптирайки процеса на ултразвук специално към определено съединение или различни съединения, може да се избере най-идеалната настройка, за да се получи екстракт с изключително високо качество.
Ултразвуковите вълни, свързани с течност или суспензия, създават интензивни вибрации и акустична кавитация. Акустичната кавитация, известна още като ултразвукова кавитация, се определя от локално възникващи изключително високи диференциали на налягането, сили на срязване и течни струи. Тези сили разрушават клетъчните стени, разрушават растителните клетки и засилват преноса на маса между вътрешността на клетката и разтворителя. По този начин биоактивните съставки се освобождават ефективно в околния разтворител, откъдето целевите молекули могат лесно да бъдат изолирани и пречистени (напр. чрез роторно изпаряване, парна дестилация или HPLC).
Ултразвукова екстракция от растителни клетки: микроскопичното напречно сечение (TS) показва механизма на действие по време на ултразвукова екстракция от клетки (увеличение 2000x)
[източник: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.