Strategije za veće prinose u ekstrakciji biljnih materijala

Za proizvodnju vrhunskih ekstrakata iz biljaka s visokom efikasnošću, tj. visokih prinosa ekstrakata vrhunskog kvaliteta u kratkom vremenu ekstrakcije, potrebna je visokoučinkovita tehnika ekstrakcije. Ultrazvučna ekstrakcija je tehnika intenziviranja procesa koja omogućava upotrebu širokog spektra sirovina i proizvodi visoke prinose superiornih ekstrakata brzo i uz niske troškove.

Vrhunski biljni ekstrakti pomoću snažnog ultrazvuka

Ultrazvučna ekstrakcija je visokoučinkovita tehnika za proizvodnju visokih prinosa biljnih ekstrakata. Kada se iz biljke ekstrahuje određeni bioaktivni spoj ili bioaktivna frakcija, na proces ekstrakcije utiču različiti faktori. Pored tehnologije ekstrakcije (npr. ultrazvučne ekstrakcije), polaritet otapala, sirovina i njena prethodna obrada, omjer čvrste i tekuće faze (tj. omjer biljnog materijala i otapala), vrijeme ekstrakcije i temperatura važni su procesni faktori koje treba pažljivo razmotriti. Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija (UAE) omogućava idealne uslove obrade, koje istovremeno karakterišu blagost i visoka efikasnost. Slobodan izbor blagih otapala ili ekstrakcija hladnom vodom, niske temperature i kratka vremena obrade čine ultrazvučnu ekstrakciju superiornom tehnikom ekstrakcije, koja sprječava termičku ili hemijsku razgradnju bioaktivnih molekula. Osim toga, UAE može osloboditi cjelokupnu raspoloživu količinu bioaktivnih molekula iz biljne sirovine. Zbog toga je ultrazvučna obrada najčešće korištena tehnologija ekstrakcije za proizvodnju visokopotentnih ekstrakata.

Ultrazvučna ekstrakcija je vrlo djelotvorna metoda za proizvodnju vrhunskih ekstrakata

Ekstrakcija biljnih materijala pomoću uređaja UP400St (400W, 24kHz)

Ultrazvučna obrada brza je i blaga metoda ekstrakcije za proizvodnju visokokvalitetnog ekstrakta gljiva. U videu se UP400St koristi za ekstrakciju šitake gljiva.

Po čemu je ultrazvučna ekstrakcija superiorna?

Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija (UAE) je visokoučinkovita tehnika ekstrakcije koja se zasniva isključivo na mehaničkim silama. Ultrazvučnu ili akustičnu kavitaciju karakterišu intenzivne smične sile te lokalno nastale visoke temperaturne i tlačne razlike. Te vrlo intenzivne kavitacijske sile uzrokuju takozvanu sonoporaciju, a to je stvaranje novih i proširenje postojećih pora u ćelijskoj membrani, kao i razaranje biljnih ćelijskih struktura. Ultrazvučno pojačan tok otapala u unutrašnjost ćelije i iz nje doprinosi brzom i potpunom oslobađanju biljnih tvari. Koristeći isključivo mehaničke sile, UAE ne mijenja biljne molekule hemikalijama ili intenzivnom toplinskom obradom i time sprječava hemijske ili toplinom izazvane promjene bioaktivnih tvari koje se nalaze u biljkama. Kao rezultat, ultrazvučna ekstrakcija proizvodi visokokvalitetne ekstrakte punog spektra koji nude puno djelovanje kombinovanih biljnih tvari, poznato kao takozvani entourage efekt.
Ultrazvučna ekstrakcija: blaga netermalna, a ipak visokoučinkovita tehnika za visoke prinose ekstrakata vrhunskog kvaliteta.

Poređenje ultrazvučne ekstrakcije s drugim tehnikama

Ultrazvučna ekstrakcija je široko korištena tehnika za oslobađanje i izolaciju bioaktivnih spojeva kao što su antioksidansi, polifenoli, polisaharidi, proteini, lipidi, kanabinoidi i drugi fitohemijski spojevi iz biljnih materijala. Ultrazvučna obrada (sonikacija) je preferirana metoda zbog brojnih prednosti kao što su visoki / potpuni prinosi ekstrakcije, brza, netermalna obrada, kompatibilnost s gotovo svim otapalima (npr. voda, etanol, metanol, izopropanol, biljna ulja, glicerin itd.), jednostavan i siguran rad, nizak nivo održavanja, među mnogim drugim.
Tabela u nastavku poredi ultrazvučnu ekstrakciju s drugim konvencionalnim metodama ekstrakcije i ističe prednosti UAE.

Ultrazvučna ekstrakcija biljnih materijala: visokoučinkovita tehnika ekstrakcije za proizvodnju vrhunskih ekstrakata

Ultrazvučni ekstraktori kompanije Hielscher ističu se efikasnošću, pouzdanošću i jednostavnošću korištenja

	Ultrazvučna ekstrakcija	Maceracija	CO₂ ekstrakcija	Soxhlet	Perkolacija
Otapalo	kompatibilna s gotovo svim otapalima	voda, vodena i nevodena otapala	CO₂	voda, vodena i nevodena otapala	organska otapala
Temperatura	netermalna ekstrakcija, precizna kontrola temperature	ambijentalna	uz zagrijavanje	ambijentalna temperatura, povremeno se primjenjuje zagrijavanje	iznad kritične temperature od 31°C
Tlak	moguć je i atmosferski i povišen tlak	atmosferski	atmosferski	atmosferski	vrlo visoki tlakovi (iznad kritičnog tlaka od 74 bar)
Vrijeme obrade	brzo	vrlo sporo	sporo	vrlo sporo	umjereno
Količina otapala	mala, visok udio čvrste tvari biljnog materijala u otapalu, naročito kada se koristi postavka s protočnom ćelijom	velika	umjerena	velika	velike količine superkritičnog CO₂
Polaritet prirodnog ekstrakta	zavisi od otapala; za ekstrakciju nepolarnih i polarnih spojeva preporučuje se dvostepena ekstrakcija sa dva otapala	zavisi od otapala	zavisi od otapala	zavisi od otapala	zavisi od tlaka (pri višim tlakovima polarniji)
Fleksibilnost / skalabilnost	za šaržnu i inline ekstrakciju, linearna skalabilnost	samo šaržna ekstrakcija, ograničena skalabilnost	samo šaržna ekstrakcija, ograničena skalabilnost	samo šaržna ekstrakcija, ograničena skalabilnost	samo šaržna ekstrakcija, ograničena linearna skalabilnost, vrlo skupo

Zašto je ultrazvučna ekstrakcija tako efikasna?

Mehanizam snažnog ultrazvuka koji intenzivira ekstrakciju uglavnom se pripisuje fenomenu akustične kavitacije. Ultrazvučna kavitacija uzrokuje sudare između čestica biljne biomase, što dovodi do usitnjavanja među česticama i smanjenja veličine čestica. Kada kavitacijski mjehurići kolabiraju na površini biljnih čvrstih čestica, erozija i sonoporacija dodatno povećavaju površinu čestica. Tako intenzivirani prijenos mase olakšava oslobađanje molekula kao što su proteini, lipidi, šećeri, vitamini, antioksidansi, fitohemijski spojevi i prehrambena vlakna. Ultrazvučno generisane smične sile poboljšavaju prodiranje otapala u ćelijski matriks biljnog materijala, odnosno poboljšavaju propusnost ćelijskih membrana. Ovi mehanizmi snažnog ultrazvuka odgovorni su za značajno intenziviranje procesa postignuto kada se ultrazvučna obrada primjenjuje za ekstrakciju biljnih materijala.

U ovoj prezentaciji upoznajemo vas s proizvodnjom biljnih ekstrakata. Objašnjavamo izazove proizvodnje visokokvalitetnih biljnih ekstrakata i kako vam sonikator može pomoći da ih savladate. Ova prezentacija pokazat će vam kako funkcionira ultrazvučna ekstrakcija. Saznat ćete koje prednosti možete očekivati od upotrebe sonikatora za ekstrakciju i kako možete uključiti ultrazvučni ekstraktor u svoju proizvodnju ekstrakata.

Prednosti ultrazvučnih uređaja za ekstrakciju biljnih materijala

visoki prinosi
ekstrakti vrhunskog kvaliteta
visokoučinkovit, brz proces
niski operativni troškovi
ponovljivi rezultati
linearna skalabilnost
jednostavan i siguran rad
robusnost

Zatražite tehničke informacije o ultrazvučnim ekstraktorima kompanije Hielscher i njihovim prednostima!

Hielscher Ultrasonics projektuje, proizvodi i distribuira visokoučinkovite ultrazvučne ekstraktore za šaržnu i kontinuiranu obradu na bilo kojoj proizvodnoj skali. Pored najviših tehničkih standarda te izuzetne robusnosti i rada 24/7/365 za visokoefikasan rad, Hielscher ultrazvučni uređaji su jednostavni i pouzdani za upotrebu. Visoka efikasnost, pametan softver, intuitivan meni, automatsko protokolisanje podataka i daljinsko upravljanje putem preglednika samo su neke od karakteristika koje Hielscher ekstraktore razlikuju od druge opreme za ekstrakciju.

Prednosti ultrazvučnih ekstraktora kompanije Hielscher

Efikasnost

Veći prinosi
Brz proces ekstrakcije – u roku od nekoliko minuta
Ekstrakti visokog kvaliteta – blaga, netermalna ekstrakcija
Zelena otapala (voda, etanol, glicerin, biljna ulja itd.)

Jednostavnost

Plug ‘n’ play – postavljanje i obuka u roku od nekoliko sati
Visok protok – za proizvodnju ekstrakata velikih razmjera
Šaržni ili kontinuirani inline rad
Jednostavna postavka – podržava više napona i samo priključak s četiri crijeva
Pokretljivost
Linearno povećanje kapaciteta – dodajte još jedan ultrazvučni sistem paralelno radi povećanja kapaciteta
Daljinski nadzor i upravljanje – putem računara, pametnog telefona ili tableta
Nije potreban nadzor procesa – postavite i pokrenite
Visoke performanse – dizajniran za kontinuiranu proizvodnju 24/7
Robusnost i nisko održavanje
Visok kvalitet – dizajnirano i proizvedeno u Njemačkoj
Brzo punjenje i pražnjenje između šarži
Jednostavno čišćenje

Sigurnost

Jednostavan i siguran za rad
Ekstrakcija bez otapala ili s otapalima (voda, etanol, biljna ulja, glicerin itd.)
Bez visokih tlakova i temperatura
Dostupni su sistemi zaštićeni od eksplozije s ATEX certifikatom
Jednostavno upravljanje (i putem daljinskog upravljanja)

Otapala za ultrazvučnu ekstrakciju
Odaberite idealno otapalo za svoj proces ekstrakcije: voda, mješavina vode i alkohola, izopropilni alkohol, heksan, etanol, metanol, butan, biljna ulja, glicerin,
neotrovna otapala, kao i sva druga standardna otapala kompatibilna su s ultrazvučnom ekstrakcijom.
Ultrazvučna ekstrakcija hladnom vodom: Iako je voda tehnički otapalo, takozvano univerzalno otapalo, ekstrakcija na bazi vode se općenito smatra ekstrakcijom bez otapala. Ultrazvučna ekstrakcija bez otapala ne zahtijeva nikakve strane tvari. Suspenzija vode i biljnog materijala podvrgava se ultrazvučnoj obradi kako bi se razorili ćelijski zidovi biljke, tako da se bioaktivni molekuli oslobađaju u vodu (otapalo). Ultrazvučna obrada je čisto mehanička metoda koja hemijski ne mijenja sirovinu i ekstrakt. Stoga je ultrazvučna ekstrakcija preferirana tehnika za proizvodnju visokokvalitetnih biljnih ekstrakata.

Postavka za ultrazvučnu ekstrakciju sa sondnim ultrazvučnim uređajem UIP1000hdT i mješalicom za ekstrakciju biljnih materijala

Ultrazvučni uređaj sondnog tipa UIP1000hdT s mješalicom za proizvodnju biljnih ekstrakata kao što su kanabinoidi (npr. CBD, THC, CBG)

Tabela u nastavku daje okvirnu informaciju o približnom kapacitetu obrade naših ultrazvučnih ekstraktora (šaržna obrada i obrada u protoku):

Volumen šarže	Protok	Preporučeni uređaji
1 do 500mL	10 do 200mL/min	UP100H
10 do 2000mL	20 do 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 do 20L	0,2 do 4L/min	UIP2000hdT
10 do 100L	2 do 10L/min	UIP4000hdT
n.a.	10 do 100L/min	UIP16000
n.a.	veći	klaster uređaja UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Ultrazvučna ekstrakcija je jednostavna i efikasna strategija za proizvodnju većih prinosa vrhunskih ekstrakata iz biljaka.

Industrijska instalacija ultrazvučnog ekstraktora UIP4000hdT za proizvodnju biljnih ekstrakata.

Ultrazvučni homogenizatori s visokim smičnim silama koriste se u laboratorijskoj, stolnoj, pilot i industrijskoj obradi.

Hielscher Ultrasonics proizvodi i isporučuje visokoučinkovite ultrazvučne ekstraktore za laboratorijsku, pilot i industrijsku skalu.

Povezane teme

Literatura / Reference

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.
Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk (2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
V. Lobo, A. Patil,A. Phatak, N. Chandra (2010): Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health. Pharmacognosy Reviews 2010 Jul-Dec; 4(8): 118–126.

Visokoučinkoviti ultrazvuk! Asortiman proizvoda kompanije Hielscher pokriva cijeli spektar, od kompaktnog laboratorijskog ultrazvučnog uređaja preko stolnih jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sistema.

Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore od laboratorijskih do industrijskih veličina.