Deep Eutectic Solvents for Highly Efficient Extraction
Duboka eutetička otavala (DESs) i prirodni duboki eutektični otapisi (NADES) nude prednosti kao ekstrakcijska otavala na mnogim nivoima i time su obećavajuća alternativa konvencionalnim organskim otapisima. Duboko eutektičko otapilo odlično radi u kombinaciji sa ultrazvučnom ekstrakcijom i daje visoke prinose vrhunskih kvalitetnih ekstrakta. Saznajte više o ultrazvučnoj ekstrakciji pomoću prirodnih dubokih eutektičkih otavara.
Kako ultrazvučnost poboljšava ekstrakciju sa dubokim eutektičkim rastvaračima?
Ultrazvučna ekstrakcija tipa sonde pomoću dubokih eutektičkih rastvarača i prirodnih dubokih eutektičkih rastvarača može ponuditi nekoliko prednosti za ekstrakciju bioaktivnih spojeva. Jedna od glavnih prednosti je povećana efikasnost ekstrakcije fenolnih jedinjenja i drugih fitohemikalija iz prirodnih izvora. Duboki eutektički rastvarači poznati su po visokoj efikasnosti ekstrakcije, što se čak može poboljšati ultrazvučno potpomognutom ekstrakcijom. Zbog svoje netoksičnosti oni su odlična opcija rastvarača za farmaceutske i prehrambene proizvode. To čini ultrazvučnu ekstrakciju pomoću dubokih eutektičkih rastvarača zelenom i održivom metodom za oporavak bioaktivnih jedinjenja. Sinergetska upotreba ultrazvučnosti sa dubokim eutektičkim rastvaračima naučno je dokazano da rezultira većim prinosima različitih bioaktivnih jedinjenja. Sve u svemu, ultrazvučna ekstrakcija tipa sondi pomoću dubokih eutektičkih rastvarača i prirodnih dubokih eutektičkih rastvarača pruža efikasniji i ekološki prihvatljiviji pristup ekstrakciji bioaktivnih jedinjenja.
Ultrazvučna ekstrakcija sa (prirodnim) dubokim eutektičkim rastvaračima je visoko efikasna metoda za superiorne botaničke ekstrakte. Ultrazvučni procesor UP400St (400W) sa 8L sečom za botaničku ekstrakciju.
- vrlo učinkovit
- brz proces
- netoksični
- Tacno tunablu za specificnu botaničku
- Blagi uvjeti obrade
- Režim batch i protoka
- Lako i sigurno
- Ekološki prihvatljivo / biorazgradivo
- Recycable
- Nezapaljivo
- jeftino
- Lako dostupno
Šta su Deep Eutectic Solvents (DES)?
Duboki eutektički rastvarači (DES) su mješavine najmanje jednog akceptora vodikove veze (HBA) i jednog donora vodikove veze (HBD), uključujući karboksilne kiseline i druga obnovljiva jedinjenja. Prema Cai et al. (2019), "jaka interakcija vodikovih veza između HBA i HBD je najvažniji faktor za formiranje DES-ova." [Cai et al. 2019]
Za donatore vodikovih veza često se koriste spojevi kao što su šećeri, aminokiseline, karboksilne kiseline (npr. benzojeva kiselina, limunska kiselina, sukcinatna kiselina) ili amini (npr. urea, benzamid). Hemijski interakcijski potencijal donatora vodikovih veza je glavni faktor koji doprinosi formiranju i efikasnosti dubokih eutektičkih rastvarača. Halidne soli kao što su holin hlorid ili cink-hlorid mogu se koristiti i u kombinaciji sa donatorima vodikove veze. Ostali duboki eutektički rastvarači na bazi holin hlorida formiraju se sa malonom kiselinom, fenolom ili glicerinom. Kao rezultat jakih interakcija vodikovih veza, tačka topljenja dubokih eutektičkih rastvarača je značajno smanjena u odnosu na njegove pojedinačne komponente. Za razliku od konvencionalnih rastvarača (npr. etanol, metanol, heksan, butan itd.) duboki eutektički rastvarači su neisparljivi, što znači da imaju vrlo nizak pritisak pare i stoga su teško zapaljivi. Toksičnost dubokih eutektičkih rastvarača je niska, njihova biorazgradivost je visoka, a potrebni prekursori su jeftini, lako i obilno dostupni kao i obnovljivi.
Prirodni duboki eutektički rastvarači (NADES) su još ekološki prihvatljiviji jer su svi prekursori dobijeni iz prirodnih izvora. Duboki eutektički rastvarači također nude podesivu solventnost na osnovu hemije rastvorenog i vrsta koje se koriste za stvaranje dubokih eutektičkih rastvarača. Neki prirodni duboki eutektički rastvarači ispoljavaju visoku viskoznost i stoga nisu baš pogodni za ekstrakciju serije. Međutim, prirodni duboki eutektički rastvarači sa višim viskoznostima mogu se uspešno primeniti kao rastvarači u ultrazvučnoj ekstrakciji protoka.
Tabela ispod prikazuje nekoliko primernih sastava prirodnih dubokih eutektičkih rastvarača (NADES) za ekstrakciju fitohemikalija:
| NADES kompozicija | Molarni omjer |
|---|---|
| Holin hlorid: mliječna kiselina | 1:2 |
| Holin hlorid:Limunska kiselina:Voda | 1:1:2 |
| Holin hlorid:Jabučna kiselina:Voda | 1:1:2 |
| Holin hlorid: vinska kiselina | 1:2 |
| Holin hlorid: glicerol | 1:2 |
| Holin hlorid: 1,2-propandiol | 1:3 |
| Holin hlorid: sorbitol | 1:1 |
| Holin hlorid:glukoza:voda | 2:1:1 |
| Holin hlorid: fruktoza:voda | 2:1:1 |
| Holin hlorid: urea | 1:2 |
Kako radi ultrazvučna ekstrakcija sa dubokim eutetičkim otavarama?
Ultrazvučna ekstrakcija se zasniva na sonomehaničkom efektu visokog inteziteta, ultrazvuka niske frekvencije. Za promociju i intenziviranje vađenja botaničkih spoja (dakle, bioaktivne supstance) putem ultrazvuka, ultrazvučni talasi velike snage se spoje putem ultrazvučne sonde (koja se naziva i ultrazvučni rog ili sonotrode) u tečni medij, to je mulj koji se sastoji od botaničke sirovine i (prirodnog) dubokog eutektičkog otapao. Ultrazvučni talasi putuju kroz tečnost i stvaraju naizmjenični ciklus niskog pritiska / visokotlačni ciklusi. Tokom ciklusa niskog pritiska stvaraju se minutni vakuumski mehurići (zvani kavitacioni mjehurići) koji rastu preko nekoliko ciklusa pritiska. Tokom tih ciklusa rasta mehurića, rastvoreni gasovi u tečnosti ulaze u vakuumski mehur, tako da se vakuumski mehur pretvori u rastuće mehuriće gasa. Nakon rasta preko nekoliko ciklusa, vakuumski mjehurići dostižu određenu veličinu na kojoj ne mogu apsorbirati više energije, tako da impliraju nasilno tokom ciklusa visokog pritiska. Imploziju mjehurića karakteriziraju intenzivne kavitacione sile, uključujući vrlo visoku temperaturu i pritisak koji dostiže do 4000K odnosno 1000atm; kao i odgovarajuće diencijale visoke temperature i pritiska. Ove ultrazvučno generirane turbulencije i smiju sile razbijaju biljne ćelije i oslobađaju intracelijska bioaktivna spoja u (prirodno) duboko eutektično otapao. Ultrazvučna ekstrakcija otvara ćelijsku strukturu botanika i intenzivira prijenos mase između biljnog materijala i otapal. Sonication time promiče učink prirodnih dubokih eutektičkih otavara. Ultrazvučna ekstrakcija sa (prirodnim) dubokim eutektičkim otapilima rezultira izuzetno visokim prinosima u vrlo kratkom vremenu obrade.
Ultrazvučni talasi snage ometaju ćelijske strukture botaničkih, oslobađaju bioaktivna spoja i promovišu prijenos mase između biljnog materijala i otapa (npr. dubokih eutektičkih otavara).
Kombinacija ultrazvučne ekstrakcije sa (prirodnim) dubokim eutektičkim rastvaračima daje vam priliku da kombinujete proces pojačavajući snagu ultrazvuka sa izvanrednim rastvorljivim efektima i izvanrednom dizajnom dubokih eutektičkih rastvarača. Zbog superiorne efikasnosti ultrazvučne ekstrakcije, ultrasonicatori se također uspjesno koriste za ekstrakciju vode.
Kontaktirajte nas sada da saznate više o moćnoj ultrazvučnoj aplikaciji za ekstrakciju pomoću dubokih eutetičkih otavara!
ultrazvučnog ekstraktor UIP2000hdT (2kW) za proizvodnju botaničkih ekstrakta
Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi za upotrebu dubokih eutektičkih rastvarača
Ultrazvučna ekstrakcija je pouzdana tehnologija obrade, koja olakšava i ubrzava proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakta iz raznih botaničkih kao i bilo kojeg otapa. Ultrazvučna ekstrakcija je vrlo kompatibilna sa (prirodnim) dubokim eutektičkim otapačima, koji su povolji zbog njihove odlične solubilizirajuće snage, kondicioniranosti ekstrakta, održivosti, biorazgradljivosti i eko-prijateljskosti. Kombinacija procesnog intenziviranja ultrazvuka snage s prednostima (prirodnih) dubokih eutektičkih otapalima daje ovoj tehnologiji procesa superiornost na mnogim nivoima. Hielscher Ultrasonics portfolio pokriva cijeli raspon od kompaktnih laboratorijskih ultrasonicatora do industrijskih sistema ekstrakcije. Svi su naravno pogodan za vađenje dubokim eutetičkim otapušačima.
Naše iskusno osoblje će vam pomoći od testova izvodljivosti i optimizacije procesa do instalacije vašeg ultrazvučnog sistema na konačnom nivou proizvodnje.
- visokoucinkovita snaga-ultrazvuk
- visoka pouzdanost
- Vrlo visoke amplitude
- operacija u batch i flow-modu
- ponoveni / reproducitivni rezultati
- 24/7/365 operacija
- robusnost
- pametni softver
- Daljinski upravljač preglednika
- user-friendliness
- niski zahtjevi za održavanje
- sigurnost
Tabela u nastavku daje naznaku približan kapacitet prerade naših ultrasonicators:
| Batch Volumen | protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500ml | 10 do 200ml / min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 00,1 do 20L | 00,2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L / min | UIP4000hdT |
| N / A. | 10 do 100L / min | UIP16000 |
| N / A. | veći | klaster UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulgaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim skalama.
Književnost/reference
- Türker, D.A., Doğan, M. (2021): Application of deep eutectic solvents as a green and biodegradable media for extraction of anthocyanin from black carrots. LWT – Food Science and Technology, Volume 138, March 2021.
- Duygu Aslan Türker, Mahmut Doğan (2022): Ultrasound-assisted natural deep eutectic solvent extraction of anthocyanin from black carrots: Optimization, cytotoxicity, in-vitro bioavailability and stability. Food and Bioproducts Processing, Volume 132, 2022. 99-113.
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Optimization of ultrasound-assisted extraction of valuable compounds from fruit of Melia azedarach with glycerol-choline chloride deep eutectic solvent. Sustainable Chemistry and Pharmacy, Volume 29, 2022.
- Křížek, et al. (2018): Menthol-based Hydrophobic Deep Eutectic Solvents: Towards Greener and Efficient Extraction of Phytocannabinoids. Journal of Cleaner Production, 193, 2018. 391-396.
- Chemat F, et al. (2019): Review of Alternative Solvents for Green Extraction of Food and Natural Products: Panorama, Principles, Applications and Prospects. Molecules, vol.24, no.16, 2019. 3007.
- Lores, H.; Romero, Vanesa; Costas Mora, Isabel; Bendicho, Carlos; Lavilla, Isela (2016): Natural deep eutectic solvents in combination with ultrasonic energy as a green approach for solubilisation of proteins: application to gluten determination by immunoassay. Talanta 2017. 453-459.
- Cai, et al. (2019): Green Extraction of Cannabidiol from Industrial Hemp (Cannabis sativa L.) Using Deep Eutectic Solvents Coupled with Further Enrichment and Recovery by Macroporous Resin. Journal of Molecular Liquids, 2019.
Ultrazvuka visokih performansi! Hielscherov proizvodni raspon pokriva cijeli spektar od kompaktnog lab ultrasonicatora preko klupa-top jedinica do puno-industrijskih ultrazvučnih sistema.