Ekstrakcija heksana sa poboljšanom efikasnošću ultrazvučnom obradom

Ultrazvučna metoda sonde može poboljšati konvencionalnu ekstrakciju heksana tako što intenzivira proces i učini ga značajno efikasnijim. Ultrazvučna ekstrakcija poboljšava prijenos mase i ometa ćelije da otpuštaju ciljane bioaktivne supstance u rastvarač, što rezultira većim prinosima ekstrakcije u poređenju sa samim konvencionalnim metodama. Ekstrakcija uz pomoć ultrazvuka je veoma efikasna u povećanju prinosa ekstrakcije ulja, uključujući ulje uljane repice i laneno ulje, što rezultira visokokvalitetnim sastavom masnih kiselina i većim sadržajem bioaktivnih komponenti.

Ekstrakcija heksana poboljšana snažnim ultrazvukom

Ultrazvučna ekstrakcija je metoda koja intenzivira proces koji može značajno poboljšati procese ekstrakcije čvrstih i tekućih tvari i rastvarača.

Ograničenja konvencionalne ekstrakcije heksana

Ekstrakcija heksana je uobičajena tehnika koja se koristi za ekstrakciju organskih spojeva, posebno nepolarnih supstanci, iz različitih izvora kao što su biljke, sjemenke ili tlo. Heksan je ugljikovodični rastvarač koji je vrlo efikasan u rastvaranju i ekstrakciji lipida, ulja i drugih nepolarnih spojeva. Heksan se široko koristi za ekstrakciju ulja zbog svoje sposobnosti rastvaranja za nepolarna jedinjenja (npr. ulja), lakog naknadnog odvajanja ulja i uske tačke ključanja (63–69°C).
Međutim, efikasnost procesa ekstrakcije heksana može značajno da varira u zavisnosti od sirovine i ekstrakcije: Prinos ekstrakcije i vreme ekstrakcije su u velikoj meri povezani. To znači da je za visok prinos ekstrakta potrebno duže vrijeme zadržavanja biomase u rastvaraču heksana. Drugi ograničavajući faktor često je nedovoljan prodor heksana u matricu biomase. Krute ćelijske strukture su uglavnom navlažene heksanom na površini, dok unutrašnjost ćelije dolazi samo djelimično u kontakt sa heksanom. Takva nedovoljna penetracija dovodi do nepotpunog procesa ekstrakcije jer ciljane supstance kao što su lipidi (tj. masne kiseline, masti, ulja) ostaju u unutrašnjosti ćelijskog matriksa.

Rješenje: Ultrazvučno intenzivirana ekstrakcija heksana

Sonikacija tipa sonde, također poznata kao ultrazvučna sonikacija sondom, je metoda koja koristi ultrazvučne valove visokog intenziteta za stvaranje mjehurića akustične kavitacije u tečnom mediju. Ovi mjehurići se brzo kolabiraju, stvarajući intenzivna lokalizirana energetska polja i stvarajući mikroturbulencije i velike sile smicanja unutar rastvarača.
Zbog ovih ultrazvučno generiranih uvjeta gustih energije, sonikacija tipa sonde može intenzivirati i poboljšati proces ekstrakcije heksana na nekoliko načina:

• Poboljšani prijenos mase: Sonikacija poboljšava prijenos mase između čvrstog uzorka i rastvarača. Mikroturbulencija i brzo kolaps kavitacijskih mjehurića stvaraju snažne posmične sile i lokalizirane promjene tlaka. Ovo narušava granični sloj oko čvrstog uzorka, promovišući oslobađanje ciljnih jedinjenja u rastvarač, čime se poboljšava efikasnost ekstrakcije.
• Ubrzana ekstrakcija: Sonikacija ubrzava kinetiku ekstrakcije povećanjem površine kontakta između rastvarača i čvrstog uzorka. Kavitacijski mjehurići osiguravaju miješanje i stvaraju homogeniziranu smjesu, osiguravajući da rastvarač dođe u bliski kontakt sa cijelom površinom čvrstog materijala, što dovodi do brže ekstrakcije.
• Poremećaj ćelijskih struktura: U ekstrakcijama na bazi biljaka, ultrazvuk može poremetiti ćelijske strukture, kao što su ćelijski zidovi i membrane, olakšavajući oslobađanje intracelularnih komponenti. Ovo omogućava efikasniju ekstrakciju lipida i drugih ciljnih jedinjenja koja mogu biti zatvorena unutar ćelija.
• Smanjeno vrijeme ekstrakcije: Kombinacijom povećanog prijenosa mase i ubrzane kinetike ekstrakcije, sonikacija tipa sonde može značajno smanjiti vrijeme ekstrakcije potrebno za postizanje željenog prinosa. Ovo može biti posebno korisno kada obrađujete velike količine uzoraka ili radite sa vremenski osjetljivim aplikacijama.

Zbog ovih poboljšanih faktora procesa, ultrazvuk tipa sonde može značajno poboljšati ekstrakciju heksana. Ultrazvučna ekstrakcija heksana može se optimizirati na osnovu specifičnih jedinjenja i zapremina koje se ekstrahuju. Intenzitet ultrazvuka (amplituda), trajanje, temperatura, pritisak i podešavanje ekstrakcije mogu se podesiti za optimalne prinose ekstrakta unutar skraćenog perioda ekstrakcije.

• ulje algi
• Biljna ulja (sojino, laneno, repičino, suncokretovo, pirinčane mekinje itd.)
• esencijalna ulja
• kariofilen
• Ulje vanilije iz mahuna vanilije
• Lutein iz žumanca
• Astaksantin iz algi
• Odmašćivanje insekata

Ultrazvučno intenzivirana Soxhletova ekstrakcija koristeći heksan kao rastvarač

Ultrazvučno intenzivirana Soxhlet ekstrakcija je proces koji kombinuje tradicionalnu Soxhlet ekstrakciju sa ultrazvučnim talasima radi poboljšanja efikasnosti procesa ekstrakcije. Soxhlet extractio je postupak koji se obično koristi u laboratorijama i za proizvodnju manjih količina ekstrakta, kao što su eterična ulja ili određena bioaktivna jedinjenja.
Heksan je rastvarač koji se obično koristi za ovaj proces, jer je efikasan u ekstrakciji lipida iz različitih izvora, uključujući ulja sjemenki, ulje algi kao i bioaktivna jedinjenja na bazi lipida. Ultrazvučna obrada remeti ćelijske strukture i pospješuje ekstrakciju čvrsta-tečnost povećanim prijenosom mase i otpuštanjem spojeva u rastvarač. Pošto rastvarač kao što je heksan može bolje da prodre u čvrsti materijal i efikasno rastvori ulja (lipide, masne kiseline). Posljedično, proces ekstrakcije se ubrzava, smanjujući vrijeme potrebno za ekstrakciju željenih spojeva. Uz to, korištenje ultrazvuka može smanjiti potrebnu količinu rastvarača, što ga čini ekološki prihvatljivijom opcijom.
 

Ultrazvučna ekstrakcija omogućava upotrebu blažih, netoksičnih rastvarača

Ultrazvučna obrada ne samo da poboljšava ekstrakciju heksana, već omogućava i upotrebu blažih, netoksičnih rastvarača kao što su etanol, vodeni etanol, voda ili prirodni duboki eutektički rastvarači (DES, NADES). Visoko efikasno uništavanje ćelija i prijenos mase koji pružaju ultrazvučni ekstraktori tipa sonde daju odlične rezultate korištenjem blažih rastvarača. Na taj način, ultrazvučna ekstrakcija u kombinaciji sa blažim, netoksičnim, ekološki prihvatljivijim rastvaračima omogućava visokokvalitetne ekstrakte za hranu, uštedu troškova i proces zelene ekstrakcije.

Ultrasonikatori visokih performansi za poboljšanu ekstrakciju heksana

Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi i isporučuje ultrazvučne ekstraktore visokih performansi, koji se lako mogu integrirati u postojeće pogone za ekstrakciju heksana ili Soxhlet ekstraktore. Osim isporuke, instalacije, usluga održavanja, Hielscher konsultuje i vodi svoje kupce tokom testova izvodljivosti, optimizacije procesa i dizajna postrojenja do konačne instalacije i puštanja u rad procesa ekstrakcije.
Glavne prednosti Hielscher ultrasonicatora su potpuna kontrola procesa, linearna skalabilnost i sposobnost svih industrijskih ultrazvučnih procesora da isporuče vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200 µm mogu se lako raditi u kontinuitetu u radu 24/7. Visoke amplitude su posebno važne kada je u pitanju ekstrakcija tvrđih ćelijskih struktura kao što su sjemenke i zrna.
Naše tehničko osoblje i naša potpuno opremljena procesna laboratorija pomoći će Vam znanjem i smjernicama!

Dizajn, proizvodnja i konsalting – Kvaliteta Made in Germany

Hielscher ultrasonicatori su poznati po najvišoj kvaliteti i standardima dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućavaju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnih aparata u industrijske objekte. Hielscher ultrasonikatori lako se nose sa teškim uslovima i zahtevnim okruženjima.

Hielscher Ultrasonics je ISO sertifikovana kompanija i stavlja poseban naglasak na ultrazvučne aparate visokih performansi koji se odlikuju najsavremenijom tehnologijom i lakoćom korišćenja. Naravno, Hielscher ultrasonikatori su usklađeni sa CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoH.

Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših sonikatora: