Ultrazvučna ekstrakcija – svestrana i primjenjiva na bilo koji biljni materijal

Mogu li svoj ultrazvučni uređaj sondnog tipa koristiti za ekstrakciju kanabisa i psilocibina? Odgovor je: Da! Svoj ultrazvučni uređaj možete koristiti za brojne različite sirovine radi proizvodnje visokokvalitetnih ekstrakata. Ljepota tehnike ultrazvučne ekstrakcije leži u njenoj kompatibilnosti s gotovo svakom biljnom sirovinom i otapalom. Stoga ultrazvučna ekstrakcija daje visoke prinose u kratkom procesnom vremenu i za polarne i za nepolarne molekule.

Ekstrakcija polarnih i nepolarnih molekula ultrazvukom

Stepen ekstrahirljivosti bioaktivnih spojeva određen je različitim faktorima, kao što su okolne ćelijske strukture ili polarnost ciljne molekule.
„Slično se otapa u sličnom”
Rastvorljivost na molekularnom nivou općenito se može podijeliti u dvije različite kategorije: polarne i nepolarne.
Polarne molekule imaju pozitivno + i negativno – nabijene krajeve. Nepolarne molekule gotovo nemaju naboj (nulti naboj) ili je naboj uravnotežen. Otapala spadaju u ove kategorije i mogu biti npr. jako, srednje ili slabo polarna ili nepolarna.
Kao što sugerira izreka „Slično se otapa u sličnom”, molekule se najbolje otapaju u otapalu iste polarnosti.
Polarna otapala otapaju polarne spojeve. Nepolarna otapala otapaju nepolarne spojeve. Ovisno o polarnosti biljnog spoja, mora se odabrati odgovarajuće otapalo s visokim kapacitetom otapanja.

Ultrazvučni uređaj UP400St široko je korišten ultrazvučni ekstraktor za izolaciju bioaktivnih spojeva iz biljnih materijala.

Ultrazvučni ekstraktor UP400St (400 vati) za izradu visokokvalitetnih biljnih ekstrakata, npr. od konoplje, marihuane, gljiva i bilja.

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

Lipidi i masti su nepolarne molekule. Fitokemikalije kao što su glavni kanabinoidi (CBD, THC), terpeni, tokoferoli, hlorofil A i karotenoidi jesu takve nepolarne molekule. „Akvatične“ molekule kao što su psilocibin, antocijani, većina alkaloida, hlorofil B, vitamin C i vitamini B vrste su polarnih molekula.
To znači da za ekstrakciju kanabisa i psilocibina treba odabrati različita otapala, jer su molekule kanabinoida nepolarne, dok su molekule psilocibina polarne. Shodno tome, polarnost otapala je važna. Polarne molekule, kao što je fitokemikalija psilocibin, najbolje se otapaju u polarnim otapalima. Istaknuta polarna otapala su npr. voda ili metanol. Nepolarne molekule se, s druge strane, najbolje otapaju u nepolarnim otapalima kao što su heksan ili toluen.

Ultrazvučna ekstrakcija bilo koje fitokemikalije uz odabir idealnog otapala

Prednost ultrazvučnog ekstraktora je njegova kompatibilnost s gotovo svakom vrstom otapala. Sistem za ultrazvučnu ekstrakciju možete koristiti s polarnim i nepolarnim otapalima.
Neke sirovine, kao što su vitalne gljive, često imaju koristi od dvostepenog procesa ekstrakcije, u kojem se ultrazvučna ekstrakcija provodi uzastopno s polarnim i nepolarnim otapalom. Takva dvostepena ekstrakcija oslobađa i polarne i nepolarne vrste molekula.

Voda je polarno otapalo; ostala polarna otapala uključuju aceton, acetonitril, dimetilformamid (DMF), dimetilsulfoksid (DMSO), izopropanol i metanol.
Napomena: Iako je voda tehnički otapalo, ekstrakcija na bazi vode se u laičkom govoru često naziva ekstrakcijom bez otapala.
Etanol, aceton, dihlormetan itd. svrstavaju se u srednje polarna, dok su n-heksan, eter, hloroform, toluen itd. nepolarni.

Etanol – svestrano otapalo za ekstrakciju biljnog materijala

Etanol, mnogo korišteno otapalo za ekstrakciju biljnog materijala, srednje je polarno otapalo. To znači da etanol ima polarna i nepolarna svojstva ekstrakcije. Zahvaljujući polarnom i nepolarnom kapacitetu ekstrakcije, etanol je idealno otapalo za ekstrakte širokog spektra, koji se često proizvode iz biljnog materijala kao što su konoplja, kanabis i druge biljke, gdje se ekstrahira niz različitih fitokemikalija kako bi se postigao takozvani entourage efekt. Entourage efekt opisuje djelovanje različitih bioaktivnih spojeva u kombinaciji, što rezultira znatno izraženijim zdravstveno korisnim učincima. Na primjer, ekstrakt konoplje širokog spektra sadrži različite kanabinoide kao što su kanabidiol (CBD), kanabigerol (CBG), kanabinol (CBN), kanabihromen (CBC), terpene, terpenoide, alkaloide i druge fitokemikalije, koji djeluju u kombinaciji i holistički pojačavaju korisne učinke ekstrakta.

Jednostavan prelazak između biljnih materijala

Promjena između šarži različitih biljnih sirovina jednostavna je i brzo obavljena.
Za ultrazvučnu šaržnu ekstrakciju jednostavno pripremite suspenziju koja se sastoji od (osušenog) maceriranog biljnog materijala, npr. konoplje u etanolu. Uronite ultrazvučnu sondu (tzv. sonotrodu) u posudu i provodite ultrazvučnu obradu tokom određenog vremena. Nakon ultrazvučne obrade izvadite ultrazvučnu sondu iz šarže. Čišćenje ultrazvučnog uređaja je jednostavno i traje samo minutu: obrišite sonotrodu kako biste uklonili biljne čestice, a zatim upotrijebite CIP (clean-in-place) funkciju ultrazvučnog uređaja. Uronite sonotrodu u čašu s vodom, uključite jedinicu i pustite uređaj da radi 20-30 sek. Time se ultrazvučna sonda sama čisti.
Sada ste spremni za pokretanje sljedeće šarže za ekstrakciju drugog biljnog materijala, kao što je psilocibin u vodi.
Slično se i ultrazvučni inline sistemi opremljeni protočnom ćelijom čiste putem CIP mehanizma. Dovođenje vode u protočnu ćeliju uz istovremeni rad ultrazvuka uglavnom je dovoljno za čišćenje. Naravno, možete dodati malu količinu sredstava za čišćenje (npr. radi lakšeg uklanjanja ulja).
Ultrazvučni ekstraktori univerzalno su primjenjivi za bilo koju vrstu bioaktivnih spojeva i otapalo koje im odgovara s obzirom na polarnost.

Industrijski sistem za ultrazvučnu ekstrakciju snage 16kW za kontinuiranu inline proizvodnju visokokvalitetnih biljnih ekstrakata iz biljaka i gljiva.

MultiSonoReactor s 4x 4kW za proizvodnju biljnih ekstrakata u velikim razmjerima (masovnu proizvodnju).

Prednosti ultrazvučne ekstrakcije

Veći prinos
Visok kvalitet
Bez termičke degradacije
Brza ekstrakcija
Jednostavan i siguran rad
Zelena ekstrakcija

Ultrazvučna ekstrakcija može se kombinirati s organski certificiranim otapalima radi vrhunske efikasnosti i ekološke prihvatljivosti. To omogućava ultrazvučnu proizvodnju potpuno prirodnih, organskih ekstrakata gljiva.

Ultrazvučni ekstraktor UIP2000hdT (2000 vati) za proizvodnju potpuno prirodnih, organskih ekstrakata iz kanabisa, bilja, gljiva itd.

Pronađite najbolji visokoučinkoviti ultrazvučni uređaj za svoje potrebe ekstrakcije

Ekstraktori kompanije Hielscher Ultrasonics dobro su etablirani u području ekstrakcije biljnog materijala. Proizvođači ekstrakata – od malih butičkih proizvođača ekstrakata do velikih masovnih proizvođača – u širokom asortimanu opreme kompanije Hielscher nalaze idealan ultrazvučni uređaj za svoj proizvodni kapacitet. Šaržne, kao i kontinuirane inline procesne konfiguracije lako su dostupne, brzo se instaliraju te su sigurne i intuitivne za rukovanje.

Najviši kvalitet – dizajnirano i proizvedeno u Njemačkoj

Sofisticirani hardver i pametni softver ultrazvučnih uređaja Hielscher dizajnirani su da zajamče pouzdane rezultate ultrazvučne ekstrakcije iz vaše biljne sirovine, uz ponovljive ishode i jednostavan, siguran rad. Izgrađeni za rad 24/7 i nudeći visoku robusnost te male zahtjeve za održavanjem, ultrazvučni ekstraktori Hielscher pouzdano su i udobno rješenje za proizvođače biljnih ekstrakata.
Ekstraktori Hielscher Ultrasonics koriste se širom svijeta u proizvodnji visokokvalitetnih biljnih ekstrakata. Dokazano proizvode visokokvalitetan ekstrakt, a ultrazvučni uređaji Hielscher ne koriste se samo kod manjih izrađivača butičkih ekstrakata, nego uglavnom u industrijskoj proizvodnji široko komercijalno distribuiranih ekstrakata i dodataka prehrani. Zbog svoje robusnosti i niskog održavanja, ultrazvučni procesori Hielscher mogu se lako instalirati, njima se može rukovati i mogu se nadzirati.

Automatsko protokoliranje podataka

Kako bi ispunila proizvodne standarde za dodatke prehrani i terapeutike, proizvodni procesi moraju se detaljno nadzirati i bilježiti. Digitalni ultrazvučni uređaji Hielscher Ultrasonics imaju automatsko protokoliranje podataka. Zahvaljujući ovoj pametnoj funkciji, svi važni procesni parametri, kao što su ultrazvučna energija (ukupna i neto energija), temperatura, pritisak i vrijeme, automatski se pohranjuju na ugrađenu SD karticu čim se uređaj uključi. Nadzor procesa i bilježenje podataka važni su za kontinuiranu standardizaciju procesa i kvalitet proizvoda. Pristupom automatski zabilježenim procesnim podacima možete pregledati prethodne cikluse ultrazvučne obrade i procijeniti ishod.
Još jedna funkcija prilagođena korisniku je daljinsko upravljanje putem preglednika naših digitalnih ultrazvučnih sistema. Putem daljinskog upravljanja preko preglednika možete pokretati, zaustavljati, podešavati i nadzirati svoj ultrazvučni procesor na daljinu, s bilo kojeg mjesta.
Želite saznati više o prednostima ultrazvučne ekstrakcije? Kontaktirajte nas odmah kako bismo razgovarali o vašem procesu proizvodnje biljnih ekstrakata! Naše iskusno osoblje rado će vam dati više informacija o ultrazvučnoj ekstrakciji, našim ultrazvučnim sistemima i cijenama!

Zašto je ultrazvučna ekstrakcija najbolja metoda?

Efikasnost

Veći prinosi
Brz proces ekstrakcije – u roku od nekoliko minuta
Visokokvalitetni ekstrakti – blaga, netermička ekstrakcija
Zelena otapala (voda, etanol, glicerin, biljna ulja, NADES itd.)

Jednostavnost

Plug-and-play – postavljanje i rad u roku od nekoliko minuta
Visoka propusnost – za proizvodnju ekstrakata u velikim razmjerima
Šaržni ili kontinuirani inline rad
Jednostavna instalacija i puštanje u rad
Prenosivo / pokretno – prenosive jedinice ili jedinice izrađene na točkovima
Linearno povećanje razmjera – dodajte još jedan ultrazvučni sistem paralelno kako biste povećali kapacitet
Daljinski nadzor i upravljanje – putem računara, pametnog telefona ili tableta
Nije potreban nadzor procesa – postavite i pokrenite
Visoke performanse – dizajnirano za kontinuiranu proizvodnju 24/7
Robusnost i malo održavanja
Visok kvalitet – dizajnirano i izrađeno u Njemačkoj
Brzo punjenje i pražnjenje između serija
Lako se čisti

Sigurnost

Jednostavan i siguran rad
Ekstrakcija bez otapala ili na bazi otapala (voda, etanol, biljna ulja, glicerin itd.)
Bez visokih pritisaka i temperatura
Dostupni sistemi zaštićeni od eksplozije s ATEX certifikatom
Lako upravljanje (i putem daljinskog upravljanja)

Ultrazvučna ekstrakcija

i još mnogo toga!

Tabela u nastavku daje orijentacijski prikaz približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Zapremina 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 od UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Povezane teme

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

Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za primjene miješanja, disperzije, emulgiranja i ekstrakcije u laboratorijskim, pilot i industrijskim razmjerima.

Literatura / reference

F. Chemat; M. K. Khan (2011): Applications of ultrasound in food technology: processing, preservation and extraction. Ultrasonic Sonochemistry, 18, 2011. 813–835.
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.

Otapala i njihova polarnost

Tabela u nastavku navodi najčešća otapala poredana od najniže do najviše polarnosti.

Solvent	formula	boiling point (degC)	melting point (degC)	density (g/mL)	solubility in H₂O (g/100g)	relative polarity
cyclohexane	C₆H₁₂	80.7	6.6	0.779	0.005	0.006
pentane	C₅H₁₂	36.1	-129.7	0.626	0.0039	0.009
hexane	C₆H₁₄	69	-95	0.655	0.0014	0.009
heptane	C₇H₁₆	98	-90.6	0.684	0.0003	0.012
carbon tetrachloride	CCl₄	76.7	-22.4	1.594	0.08	0.052
carbon disulfide	CS₂	46.3	-111.6	1.263	0.2	0.065
p-xylene	C₈H₁₀	138.3	13.3	0.861	0.02	0.074
toluene	C₇H₈	110.6	-93	0.867	0.05	0.099
benzene	C₆H₆	80.1	5.5	0.879	0.18	0.111
ether	C₄H₁₀O	34.6	-116.3	0.713	7.5	0.117
methyl t-butyl ether (MTBE)	C₅H₁₂O	55.2	-109	0.741	4.8	0.124
diethylamine	C₄H₁₁N	56.3	-48	0.706	M	0.145
dioxane	C₄H₈O₂	101.1	11.8	1.033	M	0.164
N,N-dimethylaniline	C₈H₁₁N	194.2	2.4	0.956	0.14	0.179
chlorobenzene	C₆H₅Cl	132	-45.6	1.106	0.05	0.188
anisole	C₇H₈O	153.7	-37.5	0.996	0.10	0.198
tetrahydrofuran (THF)	C₄H₈O	66	-108.4	0.886	30	0.207
ethyl acetate	C₄H₈O₂	77	-83.6	0.894	8.7	0.228
ethyl benzoate	C₉H₁₀O₂	213	-34.6	1.047	0.07	0.228
dimethoxyethane (glyme)	C₄H₁₀O₂	85	-58	0.868	M	0.231
diglyme	C₆H₁₄O₃	162	-64	0.945	M	0.244
methyl acetate	C₃H₆O₂	56.9	-98.1	0.933	24.4	0.253
chloroform	CHCl₃	61.2	-63.5	1.498	0.8	0.259
3-pentanone	C₅H₁₂O	101.7	-39.8	0.814	3.4	0.265
1,1-dichloroethane	C₂H₄Cl₂	57.3	-97.0	1.176	0.5	0.269
di-n-butyl phthalate	C₁₆H₂₂O₄	340	-35	1.049	0.0011	0.272
cyclohexanone	C₆H₁₀O	155.6	-16.4	0.948	2.3	0.281
pyridine	C₅H₅N	115.5	-42	0.982	M	0.302
dimethylphthalate	C₁₀H₁₀O₄	283.8	1	1.190	0.43	0.309
methylene chloride	CH₂Cl₂	39.8	-96.7	1.326	1.32	0.309
2-pentanone	C₅H₁₀O	102.3	-76.9	0.809	4.3	0.321
2-butanone	C₄H₈O	79.6	-86.3	0.805	25.6	0.327
1,2-dichloroethane	C₂H₄Cl₂	83.5	-35.4	1.235	0.87	0.327
benzonitrile	C₇H₅N	205	-13	0.996	0.2	0.333
acetone	C₃H₆O	56.2	-94.3	0.786	M	0.355
dimethylformamide (DMF)	C₃H₇NO	153	-61	0.944	M	0.386
t-butyl alcohol	C₄H₁₀O	82.2	25.5	0.786	M	0.389
aniline	C₆H₇N	184.4	-6.0	1.022	3.4	0.420
dimethylsulfoxide (DMSO)	C₂H₆OS	189	18.4	1.092	M	0.444
acetonitrile	C₂H₃N	81.6	-46	0.786	M	0.460
3-pentanol	C₅H₁₂O	115.3	-8	0.821	5.1	0.463
2-pentanol	C₅H₁₂O	119.0	-50	0.810	4.5	0.488
2-butanol	C₄H₁₀O	99.5	– 114.7	0.808	18.1	0.506
cyclohexanol	C₆H₁₂O	161.1	25.2	0.962	4.2	0.509
1-octanol	C ₈H ₁₈O	194.4	-15	0.827	0.096	0.537
2-propanol	C₃H₈O	82.4	-88.5	0.785	M	0.546
1-heptanol	C₇H ₁₆O	176.4	-35	0.819	0.17	0.549
i-butanol	C₄H₁₀O	107.9	-108.2	0.803	8.5	0.552
1-hexanol	C ₆H ₁₄O	158	-46.7	0.814	0.59	0.559
1-pentanol	C₅H₁₂O	138.0	-78.2	0.814	2.2	0.568
acetyl acetone	C₅H₈O₂	140.4	-23	0.975	16	0.571
ethyl acetoacetate	C₆H₁₀O₃	180.4	-80	1.028	2.9	0.577
1-butanol	C₄H₁₀O	117.6	-89.5	0.81	7.7	0. 586
benzyl alcohol	C ₇H ₈O	205.4	-15.3	1.042	3.5	0.608
1-propanol	C₃H₈O	97	-126	0.803	M	0.617
acetic acid	C₂H₄O₂	118	16.6	1.049	M	0.648
2-aminoethanol	C₂H₇NO	170.9	10.5	1.018	M	0.651
ethanol	C₂H₆O	78.5	-114.1	0.789	M	0.654
diethylene glycol	C₄H₁₀O₃	245	-10	1.118	M	0.713
methanol	CH₄O	64.6	-98	0.791	M	0.762
ethylene glycol	C₂H₆O₂	197	-13	1.115	M	0.790
glycerin	C₃H₈O₃	290	17.8	1.261	M	0.812
water, heavy	D₂O	101.3	4	1.107	M	0.991
water	H₂O	100.00	0.00	0.998	M	1.000

Vrhunska ultrazvučna tehnologija! 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 laboratorijske do industrijske veličine.