Extrakce hexanu se zlepšenou účinností ultrazvukem

Ultrazvuku typu sondy může zlepšit konvenční extrakci hexanu tím, že zintenzivňuje proces a činí jej výrazně efektivnějším. Ultrazvuková extrakce zlepšuje přenos hmoty a narušuje buňky, aby uvolňovaly cílené bioaktivní látky do rozpouštědla, což má za následek vyšší výtěžky extrakce ve srovnání se samotnými konvenčními metodami. Ultrazvukem asistovaná extrakce je vysoce účinná při zvyšování výtěžnosti extrakce oleje, včetně řepkového oleje a lněného oleje, což má za následek vysoce kvalitní složení mastných kyselin a vyšší obsah bioaktivních složek.

Extrakce hexanu vylepšená výkonovým ultrazvukem

Ultrazvuková extrakce je metoda zintenzivňující proces, která může výrazně zlepšit procesy extrakce pevných látek-kapalin a rozpouštědel.

Omezení konvenční extrakce hexanem

Extrakce hexanem je běžná technika používaná k extrakci organických sloučenin, zejména nepolárních látek, z různých zdrojů, jako jsou rostliny, semena nebo půda. Hexan je uhlovodíkové rozpouštědlo, které je vysoce účinné při rozpouštění a extrakci lipidů, olejů a dalších nepolárních sloučenin. Hexan je široce používán pro extrakci oleje kvůli své solubilizační schopnosti pro nepolární sloučeniny (např. oleje), snadné následné separaci oleje a úzkému bodu varu (63–69 °C).
Účinnost procesů extrakce hexanu se však může značně lišit v závislosti na surovině a extrakci : Výtěžnost extrakce a doba extrakce spolu do značné míry souvisí. To znamená, že pro vysoký výtěžek extraktu je vyžadována delší retenční doba biomasy v hexanovém rozpouštědle. Dalším limitujícím faktorem je často nedostatečný průnik hexanu do matrice biomasy. Tuhé buněčné struktury jsou většinou smáčeny hexanem na povrchu, zatímco vnitřek článku se dostává do kontaktu s hexanem jen částečně. Taková nedostatečná penetrace má za následek neúplný proces extrakce, protože cílové látky, jako jsou lipidy (tj. mastné kyseliny, tuky, oleje), zůstávají uvnitř buněčné matrice.

Řešení: Ultrazvukem zesílená extrakce hexanu

Sonikace typu sondy, známá také jako ultrazvuková sonda sonikace, je metoda, která využívá ultrazvukové vlny s vysokou intenzitou k vytvoření akustických kavitačních bublin v kapalném médiu. Tyto bubliny se rychle hroutí, generují intenzivní lokalizovaná energetická pole a vytvářejí mikroturbulence a vysoké smykové síly v rozpouštědle.
Díky těmto ultrazvukem generovaným podmínkám s vysokou hustotou energie může sonikace typu sondy zesílit a zlepšit proces extrakce hexanu několika způsoby:

• Vylepšený přenos hmoty: Sonikace zvyšuje přenos hmoty mezi pevným vzorkem a rozpouštědlem. Mikroturbulence a rychlý kolaps kavitačních bublin vytvářejí silné smykové síly a lokalizované změny tlaku. To narušuje mezní vrstvu kolem pevného vzorku, což podporuje uvolňování cílových sloučenin do rozpouštědla, čímž se zlepšuje účinnost extrakce.
• Zrychlená extrakce: Sonikace urychluje kinetiku extrakce tím, že zvětšuje kontaktní plochu mezi rozpouštědlem a pevným vzorkem. Kavitační bubliny zajišťují míchání a vytvářejí homogenizovanou směs, která zajišťuje, že rozpouštědlo přichází do těsného kontaktu s celým povrchem pevného materiálu, což vede k rychlejším rychlostem extrakce.
• Narušení buněčných struktur: Při extrakcích na rostlinné bázi může sonikace narušit buněčné struktury, jako jsou buněčné stěny a membrány, což usnadňuje uvolňování intracelulárních složek. To umožňuje účinnější extrakci lipidů a dalších cílových sloučenin, které mohou být uzavřeny v buňkách.
• Zkrácená doba extrakce: Kombinací zvýšeného přenosu hmoty a zrychlené kinetiky extrakce může sonikace typu sondy výrazně snížit dobu extrakce potřebnou k dosažení požadovaného výtěžku. To může být výhodné zejména při zpracování velkých objemů vzorků nebo při práci s časově citlivými aplikacemi.

Díky těmto vylepšeným procesním faktorům může ultrazvuku typu sondy výrazně zvýšit extrakci hexanu. Ultrazvuková extrakce hexanu může být optimalizována na základě konkrétních sloučenin a objemů, které jsou extrahovány. Intenzita (amplituda), doba trvání, teplota, tlak a nastavení extrakce mohou být nastaveny tak, aby byly získány optimální výtěžky extraktu ve zkrácené době extrakce.

• olej z řas
• Rostlinné oleje (sójový, lněný, řepkový, slunečnicový, rýžové otruby atd.)
• Esenciální oleje
• karyofylen
• Vanilkový oleoresin z vanilkových lusků
• Lutein z vaječného žloutku
• Astaxanthin z řas
• Odtučnění hmyzu

Ultrazvukem zesílená Soxhletova extrakce pomocí hexanu jako rozpouštědla

Ultrazvukem zesílená Soxhletova extrakce je proces, který kombinuje tradiční Soxhletovu extrakci s ultrazvukovými vlnami pro zlepšení efektivity procesu extrakce. Soxhletův extrakt je postup běžně používaný v laboratořích a pro výrobu menších objemů extraktů, jako jsou esenciální oleje nebo některé bioaktivní sloučeniny.
Hexan je běžně používaným rozpouštědlem pro tento proces, protože je účinný při extrakci lipidů z různých zdrojů, včetně olejů ze semen, oleje z řas a bioaktivních sloučenin na bázi lipidů. Ultrazvuku narušuje buněčné struktury a podporuje extrakci pevná látka-kapalina zvýšeným přenosem hmoty a uvolňováním sloučenin do rozpouštědla. Protože rozpouštědlo, jako je hexan, může lépe pronikat do pevného materiálu a účinně rozpouštět oleje (lipidy, mastné kyseliny). V důsledku toho se proces extrakce zrychluje, čímž se zkracuje doba potřebná k extrakci požadovaných sloučenin. Kromě toho může použití ultrazvuku snížit množství potřebného rozpouštědla, což z něj činí ekologičtější variantu.
 

Ultrazvuková extrakce umožňuje použití mírnějších, netoxických rozpouštědel

Ultrazvuku nejen zlepšuje extrakci hexanu, ale také umožňuje používat mírnější, netoxická rozpouštědla, jako je ethanol, vodný ethanol, voda nebo přírodní hluboká eutektická rozpouštědla (DES, NADES). Vysoce účinné narušení buněk a přenos hmoty, které poskytují ultrazvukové extraktory typu sondy, poskytují vynikající výsledky při použití mírnějších rozpouštědel. Ultrazvuková extrakce v kombinaci s mírnějšími, netoxickými rozpouštědly šetrnými k životnímu prostředí tak umožňuje vysoce kvalitní potravinářské extrakty, úsporu nákladů a ekologický proces extrakce.

Vysoce výkonné ultrasonicators pro zlepšenou extrakci hexanu

Hielscher Ultrasonics navrhuje, vyrábí a dodává vysoce výkonné ultrazvukové extraktory, které lze snadno integrovat do stávajících zařízení pro extrakci hexanu nebo Soxhletových extraktorů. Kromě dodávky, instalace, údržbářského servisu Hielscher konzultuje a vede své zákazníky během testů proveditelnosti, optimalizace procesů a návrhu zařízení až po konečnou instalaci a uvedení do provozu procesu těžby.
Hlavními výhodami Hielscher ultrasonicators jsou plné řízení procesu, lineární škálovatelnost a schopnost všech průmyslových ultrazvukových procesorů dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v provozu 24/7. Vysoké amplitudy jsou zvláště důležité, pokud jde o extrakci tvrdších buněčných struktur, jako jsou semena a jádra.
Náš technický personál a naše plně vybavená procesní laboratoř vám pomohou se znalostmi a vedením!

Projekce, výroba a poradenství – Kvalita Made in Germany

Hielscher ultrasonicators jsou dobře známí pro své nejvyšší standardy kvality a designu. Robustnost a snadná obsluha umožňují hladkou integraci našich ultrazvukových zařízení do průmyslových zařízení. Drsné podmínky a náročná prostředí jsou snadno zvládnutelné Hielscher ultrasonikators.

Hielscher Ultrasonics je společnost certifikovaná ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrasonicators s nejmodernější technologií a uživatelskou přívětivostí. Samozřejmě, Hielscher ultrasonicators jsou v souladu s CE a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.

Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich sonikátorů: