Hielscher Ultrasonics
Rádi s vámi probereme váš postup.
Zavolejte nám: +49 3328 437-420
Napište nám: info@hielscher.com

Vysoce efektivní extrakce vody pomocí výkonového ultrazvuku

Extrakce vody botanických sloučenin (např. extrakce studenou nebo horkou vodou, extrakce tlakové vody a podkritická extrakce vody) může být účinně zlepšena ultrazvukem. Ultrazvukem asistovaná extrakce vody poskytuje nejen vyšší výtěžnost a zkracuje dobu zpracování, ale také vede k nižší spotřebě energie, mírnějším podmínkám extrakce a vysoce kvalitním extraktům ve srovnání s konvenčními extrakčními technikami. Ultrazvuková extrakce vody se úspěšně používá pro extrakci mnoha sloučenin rostlinného původu, včetně alkaloidů, flavonoidů, glykosidů, fenolických sloučenin a polysacharidů.

Ultrazvuková extrakce bioaktivních sloučenin vodou

Ultrazvukové extraktory, jako je UP400St (400 W, 24 kHz), zesilují konvenční botanickou extrakci na vodní bázi.Voda je nejpolárnějším rozpouštědlem, což z ní dělá skvělé rozpouštědlo pro polární sloučeniny. Vzhledem k tomu, že je netoxická a šetrná k životnímu prostředí, voda by byla ideálním rozpouštědlem pro jakýkoli botanický extrakt. Méně polární a nepolární složky se však ve vodě rozpouštějí špatně nebo vůbec. Navíc bez jakékoli podpory přenosu hmoty by byl proces extrakce ve vodě neuvěřitelně pomalý a tím pádem neekonomický. Ultrazvuk s vysokou intenzitou a nízkou frekvencí je velmi účinná extrakční technika, která zajišťuje intenzivní míchání a přenos hmoty. Proto je dobře známo, že ultrazvuková extrakce poskytuje významné výhody oproti konvenčním metodám extrakce. Mezi tyto výhody patří vyšší výtěžnost, rychlé zpracování, rychlé obraty šarží a také kontinuální inline extrakce, použití zelených rozpouštědel, mírné podmínky extrakce, které zachovávají extrakční sloučeniny, bezpečnost v provozu a snadná škálovatelnost na velké výkony pro komerční výrobu. (srov. Zabot et al., 2021)

Žádost o informace




Všimněte si našich Zásady ochrany osobních údajů.




Průmyslový ultrazvukový extrakční systém s výkonem 16 kW pro kontinuální inline výrobu vysoce kvalitních botanických extraktů z použití vody jako extrakčního rozpouštědla.

MultiSonoReactor s výkonem 4x 4kW pro velkosériovou (hromadnou) výrobu botanických extraktů s použitím vody jako extrakčního rozpouštědla. MultiSonoReactor může být také natlakován a zahříván pro synergické extrakční efekty.

 

V této prezentaci vás seznámíme s výrobou rostlinných extraktů. Vysvětlujeme výzvy spojené s výrobou vysoce kvalitních botanických extraktů a jak vám sonikátor může pomoci tyto výzvy překonat. Tato prezentace vám ukáže, jak funguje ultrazvuková extrakce. Dozvíte se, jaké výhody můžete očekávat při použití sonikátoru pro extrakci a jak můžete implementovat ultrazvukový extraktor do výroby extraktu.

Ultrazvuková botanická extrakce - Jak používat sonikátory k extrakci botanických sloučenin

Miniatura videa

 

Extrakce horké vody vylepšená ultrazvukem

Parametry, které určují extrakci rostlin během extrakce vody, jsou teplota, čas, tlak a povrch rostlinného materiálu. Extrakt z horké vody lze připravit během relativně krátké doby kvůli vysoké teplotě vody.
Řešení: Výtěžnost a rychlost extrakce lze výrazně zvýšit, když se použije ultrazvukové míchání. Horká voda sama o sobě má jen omezenou schopnost rozbít buněčné struktury a vysoké teploty často poškozují nebo ničí tepelně labilní sloučeniny, takže kvalita extraktu trpí. Když je ultrazvuková extrakce kombinována s extrakcí horké vody, může být teplota drasticky snížena (např. ze 100 °C na 50 °C), což zabraňuje tepelné degradaci extrahovaných botanických složek, zvyšuje celkový výnos a šetří energii. Ultrazvuková kavitace je principem jevu ultrazvukové extrakce. Ultrazvuková (nebo akustická) kavitace jsou čistě mechanické síly, které rozbíjejí buněčné stěny, uvolňují cílové sloučeniny a zlepšují přenos hmoty mezi vnitřkem článku a vodou (rozpouštědlem). Ultrazvuková extrakce vody tedy poskytuje vynikající výsledky extrakce.

extrakce studené vody vylepšená ultrazvukem

Extrakce studenou vodou (infuze studené vody) je výrazně neefektivnější, protože se zabrání použití horké vody. Studená voda nebo voda pokojové teploty neextrahuje botanické sloučeniny příliš dobře, protože studená voda se do rostlinného materiálu vsakuje opravdu pomalu a přenos hmoty je téměř zanedbatelný. Výhoda extrakce studené vody spočívá v tom, že se zabrání jakémukoli nárůstu teploty, čímž se zabrání tepelné degradaci sloučenin citlivých na teplo. Velmi špatná dynamika těžby však znemožňuje konvenční extrakci studenou vodou pro komerční výrobu. To je důvod, proč se infuze studené vody používá téměř výhradně v experimentální fázi kvůli její pomalosti a neúčinnosti.
Řešení: Se zavedením ultrazvuku do extrakce studené vody lze snadno překonat pomalost a neúčinnost namáčení studenou vodou. Ultrazvukem zesílené odsávání studené vody umožňuje udržovat nízké teploty extrakce a zároveň spojuje intenzivní smykové síly s médiem pevná látka-kapalina. V důsledku ultrazvukového extrakčního mechanismu se buněčné stěny otevírají a botanické sloučeniny se rychle uvolňují do vody. Ultrazvuková extrakce a infuze studené vody mění namáčení za studena na vysoce účinný proces, který poskytuje vysoké výnosy a vysoce kvalitní extrakty v krátké době extrakce.

Ultrazvuku je rychlá a mírná extrakční metoda k výrobě vysoce kvalitního houbového extraktu s použitím vody jako rozpouštědla. Ve videu se pro extrakci léčivých hub používá ultrazvukový extraktor UP400St.

Extrakce studenovodních hub pomocí UP400St s 22mm sondou

Miniatura videa

Extrakce tlakové vody v kombinaci s ultrazvukem

Ultrazvuková extrakce je charakterizována mikromícháním, které prostřednictvím vibrací podporuje větší difúzi rozpouštědla do částice a z vnitřku částice na povrch, což zintenzivňuje přenos hmoty. Kromě toho ultrazvuku snižuje velikost částic buněčného materiálu, což vede ke zlepšení účinků ultrazvukem asistované extrakce tlakové kapaliny. Menší částice o velikosti přibližně 0,68 mm vykazují vyšší výtěžky než větší částice (přibližně 1,05 mm), protože vyšší plocha povrchu umožňuje výrazně vyšší přenos hmoty a tím lepší výtěžnost extrakce. (srov. Zabot et al., 2021)

Průmyslový ultrazvukový extraktor typu sondy pro botanickou izolaci na vodní bázi.

Ultrazvukem zesílená extrakce vody z rostlinného materiálu ve vodě: Ultrasonicator UIP1000hdT ve velké kádince obsahující rostlinnou kaši. Zde se jako rozpouštědlo používá voda, ale ultrazvuková extrakce je kompatibilní s jakýmkoli druhem rozpouštědla.

Výhody ultrazvukové extrakce

  • Vynikající výnos
  • Vysokorychlostní odsávání
  • Vysoce kvalitní extrakty
  • Mírný, netepelný postup
  • Zelená rozpouštědla
  • Rentabilní
  • Snadná a bezpečná obsluha
  • Nízké investiční a provozní náklady
  • Provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu v náročném režimu
  • Ekologická, ekologická metoda

Žádost o informace




Všimněte si našich Zásady ochrany osobních údajů.




Účinná extrakce tlakové studené vody pomocí výkonového ultrazvuku

Průmyslové ultrazvukové zařízení pro fytochemickou extrakci s použitím vody jako rozpouštědla: Ultrazvuková sonda s tlakovým reaktorem s průtokovou buňkou pro inline výrobu extraktu.Pod vysokým tlakem je usnadněno pronikání studené vody do rostlinných tkání a ve vodě rozpustné fytochemikálie jsou rozpuštěny, aniž by došlo k tepelnému rozkladu. Metoda vysokotlaké extrakce studenou vodou může být spojena s ultrazvukem pro lepší izolaci polárních a nepolárních botanických složek. Voda jako netoxické, levné a ekologické rozpouštědlo je atraktivní alternativou k organickým rozpouštědlům, zejména pokud jde o výrobu potravin rostlinného původu, terapeutik a doplňků stravy.
Pro ultrazvukem zesílenou tlakovou extrakci studené vody je do extrakční nádrže nebo průtokové cely integrována ultrazvuková sonda (sonotroda). Nádrž nebo průtočná cela jsou obvykle natlakovány tlaky mezi 5 a 100 barg v závislosti na cílových extrakčních sloučeninách. Hielscher Ultrasonics dodává dokonce přizpůsobené průmyslové ultrazvukové reaktory a průtokové buňky, které mohou být pod tlakem až 300 barg, což umožňuje nastavit optimální tlak vašeho extrakčního procesu.
 

Ultrazvuková botanická extrakce poskytuje vyšší výnosy. Hielscher UIP2000hdT, 2000 wattů homogenizátor je dostatečně výkonný, aby snadno extrahoval dávky od 10 litrů do 120 litrů.

Ultrazvuková extrakce rostlin - dávka 30 litrů / 8 galonů

Miniatura videa

 

Superkritická extrakce vody vylepšená sonikací

Ultrazvukem vylepšená podkritická extrakce vody je další synergickou technikou, kde výkonový ultrazvuk zlepšuje přenos hmoty mezi pevnou látkou a kapalinou. Podkritický odběr vod (SWE) – Známé také jako extrakce tlakové horké vody nebo extrakce přehřáté vody – je méně často používaná technika pro extrakci botanických sloučenin s nižší polaritou. Při subkritické extrakci vod se jako rozpouštědlo používá voda v superkritickém stavu.
Co je to podkritická voda a proč je podkritická voda dobrým rozpouštědlem pro extrakci méně polárních rostlinných sloučenin? "Voda má mnoho termodynamických vlastností, které jsou výrazně ovlivněny teplotou a tlakem. V závislosti na podmínkách lze upravit jeho fyzikální stav (pevné, kapalné nebo plynné), tepelné chování, hustotu nebo viskozitu. Zvýšením teploty a tlaku nad bod známý jako kritický bod (definovaný na 221 barů a 374 °C) může voda dosáhnout nadkritického stavu. Při podkritických podmínkách, které odpovídají teplotám mezi 100 °C a kritickou teplotou (374 °C) a tlakem mezi 1 barem a kritickým tlakem (221 bar), aby se zabránilo odpařování, se polarita vody snižuje; Díky tomu je voda lepším rozpouštědlem pro extrakci různých organických bioaktivních sloučenin." (Li a Chemat, 2019)
Když je ultrazvuk kombinován se subkritickou extrakcí vody, účinnost extrakce lze zlepšit zvýšením výtěžnosti extraktu a zkrácením doby extrakce. Pro dosažení optimálních výsledků by měl tlak v uzavřeném tlakovém vsázkovém reaktoru nebo reaktoru s průtočnou buňkou dosáhnout alespoň dvojnásobku tlaku par vody. (Tabulku tlaku par ve vodě najdete na konci této stránky.)
Huang et al. (2010) zkoumali extrakční účinky nízkofrekvenčního, vysoce výkonného ultrazvuku v kombinaci se subkritickou extrakcí vody. Ultrazvuková sonda je proto připojena do kotle podkritického zařízení pro extrakci vody, aby se extrahoval těkavý olej z Lithospermum erythrorhizon. Výsledky ukázaly, že ultrazvukem asistovaný efekt zesílení 20 kHz byl lepší než efekt 36 kHz a zvyšoval se s výstupním výkonem (od 0 do 250 W). Podkritický výtěžek extrakce vody se zvýšil z 1,87 % na 2,39 % pomocí ultrazvukové oscilace (250 W, 20 kHz) při teplotě 160 °C a tlaku 5 MPa během 25minutové extrakce. Ultrazvuku by mohl zlepšit nejen výtěžnost extrakce, ale také rychlost extrakce, čímž by se ušetřil čas.
Ultrazvukem asistovaná podkritická extrakce vody může být provozována při nižších tlacích (např. 5 barg) než konvenční podkritická extrakce vody (např. 10 MPa), což šetří náklady na energii a činí extrakční postup bezpečnějším.

Vysoce výkonný ultrazvukový extraktor pro fytochemickou izolaci v dávkovém režimu.

Ultrazvuková extrakce vody fytochemikálií z rostlin může být provozována v dávkovém a nepřetržitém provozu. Obrázek ukazuje 1000 wattů výkonný ultrasonicator UIP1000hdT během dávkové extrakce rostlinných látek.

Žádost o informace




Všimněte si našich Zásady ochrany osobních údajů.




Ultrazvukový homogenizátor UP400St pro míchanou dávkovou extrakci botaniky.

Ultrazvuková extrakce rostlin - dávka 8 litrů - Ultrasonicator UP400S

Miniatura videa

Výhody ultrazvukové botanické extrakce

Jak vědecký výzkum, tak průmyslová implementace ukazují, že ultrazvukem asistovaná extrakce je spolehlivá a snadno ovladatelná technika, která nevyžaduje žádné technické zázemí ani intenzivní školení. Velmi vysoká účinnost těžby, vysoké výnosy, nízké provozní náklady a také nízké investiční náklady (zejména ve srovnání s jinými technikami, jako je CO2 extraktory) a nízké náklady na energii jsou hlavními výhodami ultrazvukových extraktorů typu sondy.
Dalšími výhodami, které mění technologii ultrazvukové extrakce na preferovanou metodu, jsou vysoce kvalitní extrakty díky nízkým teplotám extrakce, spolehlivé výsledky (opakovatelnost / reprodukovatelnost), zcela lineární škálovatelnost na jakoukoli úroveň výroby a také nízká údržba.
"Dalšími výhodami spojenými s použitím extrakce typu ultrazvukové sondy jsou snadná manipulace s extraktem, rychlé provedení, žádné zbytky, vysoký výnos, ekologický, zvýšená kvalita a prevence degradace extraktu."
(srov. Chemat a Khan, 2011)

Ultrazvuková extrakce a čištění fytochemikálií z rostlin: Obrázek ukazuje ultrazvukový přístroj typu sondy UP400St, vakuový filtr Büchi a rotor-odparkový vak pro extrakci kurkuminu.

Nastavení extrakce pro botanickou izolaci: Ultrazvukový UP400ST typu sondy, vakuový filtr Büchi a rotorová odparka pro extrakci fytochemikálií.

Vysoce výkonné ultrazvukové analyzátory pro extrakci vody

Ultrazvukový extraktor typu sondy pro účinné fytochemické a botanické uvolňování z rostlin.Hielscher Ultrazvukové extraktory jsou dobře zavedené v oblasti botanické extrakce, bez ohledu na to, jaké rozpouštědlo se používá. Výrobci extraktů – jak menší, exkluzivní výrobci extraktů na specializovaných místech, tak i velcí masoví výrobci – najít v širokém portfoliu zařízení Hielscher ideální ultrazvukové extrakční zařízení pro jejich výrobní požadavky. Dávková i kontinuální nastavení inline procesů jsou snadno dostupná a lze je expedovat z regálu. Ultrazvuková extrakce, vhodná pro práci s jakýmkoli rozpouštědlem, může být flexibilně aplikována pro jakoukoli extrakci rostlinného materiálu. Použití vody jako rozpouštědel umožňuje vyrábět organicky certifikované extrakty bez použití velmi drahého "organického" etanolu. (Rostlinný materiál musí být samozřejmě pěstován organicky, aby bylo možné vyrobit organický vodní extrakt).

Vysoce účinná extrakce s Hielscher Ultrasonics

Hielscher Ultrazvukové extraktory účinně narušují rostlinné buňky, zvyšují povrchovou plochu rostlinného materiálu pro pronikání rozpouštědla a přenos hmoty pro uvolňování fytochemikálií (sekundárních metabolitů). Navrženo s ohledem na uživatelskou přívětivost, Hielscher extraktory jsou rychle instalovány a mohou být bezpečně a intuitivně ovládány.

Splňujeme nejvyšší standardy kvality – Navržený & Vyrobeno v Německu

Sofistikovaný hardware a inteligentní software Hielscher ultrasonikators jsou navrženy tak, aby zaručovaly spolehlivé výsledky ultrazvukové extrakce z vaší botanické suroviny s reprodukovatelnými výsledky a uživatelsky přívětivým a bezpečným provozem. Robustnost, spolehlivost, provoz 24/7 při plném zatížení a jednoduchá obsluha z pohledu pracovníka jsou dalšími faktory kvality, díky nimž jsou Hielscher ultrasonicators příznivé.
Hielscher Ultrazvukové extraktory se používají po celém světě ve vysoce kvalitní fytochemické extrakci. Ultrazvukové extraktory Hielscher, které prokazatelně poskytují vysoce kvalitní botanické sloučeniny, používají nejen menší řemeslníci speciálních a butikových extraktů, ale většinou při průmyslové výrobě široce komerčně dostupných extraktů, doplňků výživy a terapeutik. Díky robustnímu hardwaru a inteligentnímu softwaru lze ultrazvukové procesory Hielscher snadno ovládat a monitorovat.

Automatické protokolování dat

Hielscher ultrasonicators lze dálkově ovládat pomocí ovládacího prvku prohlížeče. Parametry sonikace lze sledovat a přesně upravovat podle požadavků procesu.Aby byly splněny výrobní normy potravin, doplňků výživy a terapeutických produktů, musí být výrobní procesy podrobně sledovány a zaznamenávány. Hielscher Ultrazvuková digitální ultrazvuková zařízení jsou vybavena automatickým protokolováním dat. Díky této chytré funkci se všechny důležité parametry procesu, jako je ultrazvuková energie (celková a čistá energie), teplota, tlak a čas, automaticky ukládají na vestavěnou SD kartu, jakmile je zařízení zapnuto. Monitorování procesů a záznam dat jsou důležité pro průběžnou standardizaci procesů a kvalitu výrobků. Přístupem k automaticky zaznamenaným procesním datům můžete revidovat předchozí běhy sonikace a vyhodnotit výsledek.
Další uživatelsky přívětivou funkcí je dálkové ovládání našich digitálních ultrazvukových systémů pomocí prohlížeče. Prostřednictvím dálkového ovládání prohlížeče můžete spouštět, zastavovat, nastavovat a sledovat ultrazvukový procesor na dálku odkudkoli.
Chcete se dozvědět více o výhodách ultrazvukové extrakce vody z rostlinných materiálů? Kontaktujte nás nyní a prodiskutujte svůj proces výroby botanického extraktu! Náš zkušený personál se s vámi rád podělí o více informací o ultrazvukové extrakci, našich ultrazvukových systémech a cenách!

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

Objem dávky Průtok Doporučená zařízení
1 až 500 ml 10 až 200 ml / min UP100H
10 až 2000 ml 20 až 400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 až 20L 0.2 až 4 l/min UIP2000hdT
10 až 100 l 2 až 10 l/min UIP4000hdT
Není k dispozici 10 až 100 l / min UIP16000
Není k dispozici větší shluk UIP16000

Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!

Vyžádejte si více informací

Použijte prosím níže uvedený formulář a vyžádejte si další informace o ultrazvukových procesorech, aplikacích a ceně. Rádi s vámi prodiskutujeme váš proces a nabídneme vám ultrazvukový systém, který bude vyhovovat vašim požadavkům!









Vezměte prosím na vědomí naše Zásady ochrany osobních údajů.




Ultrazvukové homogenizátory s vysokým smykem se používají v laboratorním, stolním, pilotním a průmyslovém zpracování.

Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory pro míchání aplikací, disperze, emulgaci a extrakci v laboratorním, pilotním a průmyslovém měřítku.

Technické informace o ultrazvukové extrakci vody

Při extrakci léčivých sloučenin z rostlin se běžně používají konvenční extrakční metody, jako je macerace, infuze, perkolace, odvar, refluxní extrakce, parní destilace, sublimace a lisování. Nevýhodou těchto metod je časově náročný proces, špatná čistota a nízká účinnost.

Parametry procesu ovlivňující ultrazvukovou extrakci

Ultrazvukem asistovaná extrakce je známá svými jedinečnými vlastnostmi a výhodami, díky nimž je sonikace vynikající extrakční technikou ve srovnání s konvenčními metodami extrakce botanických sloučenin. Hlavní výhoda ultrazvukem asistované extrakce spočívá v přesné přizpůsobivosti faktorů ultrazvukového zpracování (jako je amplituda, čas, teplota, tlak), což umožňuje optimálně vyladit ultrazvukový proces na cílovou sloučeninu. Každý rostlinný materiál má ideální extrakční parametry, při kterých je dosaženo nejlepšího výnosu, kvality a rychlosti extrakce. Proces ultrazvukové extrakce umožňuje dokonale přizpůsobit tyto optimální podmínky extrakce.

Ultrazvuková amplituda

Amplituda je vibrační posun ultrazvukové sondy (sonotrody). Čím vyšší je amplituda, tím intenzivnější jsou vibrace a kavitace v sonikované kapalině. Hielscher Ultrasonics je spezialized ve vysoce výkonných ultrazvukových sondách typu, které mohou dodávat přesně nastavitelné amplitudy. Přizpůsobené sondy, které mohou dodávat až 200 μm v nepřetržitém provozu 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, jsou snadno dostupné z regálu. Pro ještě vyšší amplitudy lze snadno vyrobit i ultrazvukové sonotrody na míru.
Amplituda je jedna – ne-li nejvíce, – důležitý parametr pro efektivní extrakci rostlin. Vysoké amplitudy vytvářejí potřebné síly k rozbití buněčných stěn a k uvolnění intracelulárního materiálu. Tímto způsobem se vysoce výkonná ultrazvuku stává tak účinnou při botanické extrakci.

Čas / Doba trvání ultrazvukového ošetření

Ultrazvukem asistovaná extrakce je obvykle mnohem kratší než tradiční metody, protože sonikace uvolňuje rostlinné sloučeniny při výrazně vyšších rychlostech extrakce. Ultrazvuku umožňuje kratší extrakční postupy, které chrání extrahované sloučeniny před nadměrným zpracováním. Kratší zpracování díky ultrazvuku znamená vyšší průchodnost a vyšší kvalitu extraktu.

Pulzní ultrazvukové ošetření

Ultrazvuková pulzace je léčebný režim, kde je ultrazvuková léčba přerušena definovanými cykly pauzy (např. 50% pracovní cyklus: 30 sekund zapnuto, 30 sekund vypnuto; 100% pracovní cyklus: nepřetržitá sonikace bez pauz) Pracovní cyklus ultrazvuku (také známý jako pulzní režim nebo ultrazvukové pulzační cykly) se vztahuje k procentu času, během kterého je ultrazvuk spojen s médiem (doba trvání pulzu) během jedné pulzní periody. Například režim cyklu s 50 % by byl 30 sekund zapnutý a 30 sekund vypnutý. Během cyklu pauzy pracovního cyklu se sonikovaná kapalina na definovanou dobu (např. 30 sekund) vrací zpět do nerušeného stavu, což je dobré pro odvod tepla, aby se udržela cílová teplota zpracování. Pracovní cyklus sonikace je méně důležitý pracovní cyklus pro účinnost extrakce, ale používá se k udržení určité teploty procesu.

Hydrostatický tlak

Tlak je dalším velmi důležitým parametrem pro ultrazvukové procesy. Použití hydrostatického tlaku na sonikované médium ovlivňuje intenzitu kavitace. Za podmínek zvýšeného tlaku se intenzita ultrazvukové (akustické) kavitace zvyšuje. Hielscher Ultrasonics nabízí různé typy ultrazvukových dávkových reaktorů a průtokových buněk, které mohou být pod tlakem pro zesílené výsledky sonikace.

Teplota extrakce

Ultrazvukový odsavač UP400ST s teplotním čidlem.Jako každé mechanické ošetření, ultrazvuku způsobuje zvýšení teploty, což je v souladu s 2. zákonem termodynamiky. Nicméně, ultrazvuku je technika netepelné léčby, protože léčba s ultrazvukovou pomocí je založena na čistě mechanických silách (nazývaných také sonomechanické síly). Teplota extrakce během ultrazvukové extrakce může být účinně řízena a udržována v určitém zvoleném teplotním rozsahu. Všechny digitální ultrazvukové procesory Hielscher jsou vybaveny zásuvným teplotním senzorem a inteligentním softwarem, kde lze pro proces nastavit určitý teplotní rozsah. Kdykoli je tento teplotní rozsah překročen, ultrasonicator se pozastaví, dokud nebude teplota opět ve vybraném rozsahu, a poté automaticky pokračuje v postupu sonikace. Tato inteligentní funkce Hielscher ultrasonikators umožňuje přesně kontrolovatelný proces sonikace a ideální výsledky.
Vzhledem k tomu, že teplota extrakce se může lišit v jakýchkoli botanických sloučeninách a rostlinách, je teplota důležitým faktorem, který by neměl být při optimalizaci ultrazvukového procesu opomíjen. Například bylo zjištěno, že 80 °C je ideální pro dosažení maximálního výtěžku flavonoidů ze Sophora flavescens, zatímco nejlepších výsledků bylo dosaženo při 50 °C při extrakci arabinoxylanu z pšeničných otrub.

Pro ultrazvukovou extrakci použijte jakékoli rozpouštědlo

Různé botanické sloučeniny mají různé polarity, které ovlivňují jejich rozpustnost v různých rozpouštědlech. Například saponiny a polysacharidy jsou polárnější, a proto vykazují dobrou rozpustnost ve vodě, protože voda je vysoce polární. Fenolické sloučeniny, jako jsou antokyany a kyselina chlorogenová, jsou na druhé straně poměrně nepolární, a proto se lépe rozpouštějí méně polární rozpouštědlo, jako je ethanol. Volba rozpouštědla by tedy měla být provedena v souladu s rozpustností cílových sloučenin, aby bylo dosaženo vysoké účinnosti extrakce. Například voda je dobrým rozpouštědlem pro extrakci polárních sloučenin, jako je psilocybin, z hub, stejně jako oligosacharidů, glykosidů a flavanoidů; Zatímco směs ethanolu a vody s koncentrací ethanolu 60 % (V/V) je vhodná pro ultrazvukem asistovanou extrakci např. sloučenin apigeninu, baicalinu a luteolinu.
Přečtěte si více o rozpouštědlech, polaritě rozpouštědel a nejvhodnějších rozpouštědlech pro ultrazvukovou extrakci!

Voda jako extrakční rozpouštědlo

Voda je nejpolárnějším rozpouštědlem a je vhodná pro extrakci široké škály polárních sloučenin. Mezi jeho hlavní výhody patří schopnost rozpouštět širokou škálu látek. Navíc je levný, netoxický, bezpečný a nehořlavý. Mezi jeho nevýhody patří silná selektivita pro polární sloučeniny kvůli jeho vysoké polaritě. Vzhledem k vysokému bodu varu 100 °C vyžaduje koncentrace extraktu (např. destilací nebo rotorovým odpařováním) velké množství energie. Kromě toho je voda náchylná k růstu bakterií a plísní.

Ultrazvuková frekvence

Ultrazvuková frekvence kolem 20 kHz byla stanovena jako nejvýkonnější a nejúčinnější pro botanickou extrakci. Ovlivňuje účinnost ultrazvukem asistované extrakce při extrakci léčivých sloučenin z rostlin. Obecně platí, že nízká ultrazvuková frekvence (tj. přibližně 20 kHz) generuje intenzivnější kavitaci (sonomechanické účinky), což má za následek vyšší účinnost extrakčního postupu.

Rostlinný materiál

Rostlinné materiály se mohou značně lišit ve struktuře a tuhosti svých buněk. V závislosti na složení buněčné stěny, která může obsahovat celulózu, hemicelulózy, lignin, pektické polysacharidy, bílkoviny, fenolické a necelulózové sloučeniny a vodu, mohou být buněčné stěny buď pevné, nebo měkké. Různé typy rostlin a jejich části obsahují různé typy a množství těchto složek buněčné stěny. To je důvod, proč každý typ zařízení vyžaduje specifické parametry zpracování pro optimální výsledky extrakce.
Vzhledem k tomu, že intenzita může být přesně vyladěna, Hielscher ultrazvukové extraktory mohou být spolehlivě rozbít měkké a tvrdé buněčné stěny. Měkké buněčné stěny mohou vyžadovat méně intenzivní ultrazvuku, zatímco robustní buněčné struktury těží z intenzivnější léčby.
Surovina pro botanickou extrakci může být čerstvě sklizená (mokrá) nebo sušená. Ultrazvuková extrakce je vhodná jak pro čerstvé/mokré, tak pro sušené rostliny. Velikost částic rostlinných pevných látek je dalším důležitým faktorem: Velká plocha povrchu (tj. Malá velikost částic) je prospěšná, protože poskytuje velkou kontaktní plochu pro ultrazvukové kavitační smykové síly, což vede k vyšší účinnosti. Proto se rostlinný materiál maceruje nebo mele na malé kousky (cca 3-5 mm).

Proč je ultrazvuková extrakce nejlepší metodou?

Efektivita

  • Vyšší výnosy
  • Rychlý proces extrakce – během několika minut
  • Vysoce kvalitní extrakty – mírná, netepelná extrakce
  • Zelená rozpouštědla (voda, etanol, glycerin, rostlinné oleje, NADES atd.)

Jednoduchost

  • Plug-and-play – nastavení a provoz během několika minut
  • Vysoká průchodnost – pro velkosériovou výrobu extraktů
  • Dávkový nebo kontinuální inline provoz
  • Jednoduchá instalace a uvedení do provozu
  • Přenosné / pohyblivé – přenosné jednotky nebo postavené na kolech
  • Linear scale up – přidejte další ultrazvukový systém paralelně pro zvýšení kapacity
  • Vzdálený dohled a ovládání – přes PC, chytrý telefon nebo tablet
  • Není vyžadován dohled nad procesem – nastavení a spuštění
  • Vysoký výkon – navrženo pro nepřetržitou výrobu 24 hodin denně, 7 dní v týdnu
  • Robustnost a nenáročná údržba
  • vysoce kvalitní – navrženo a vyrobeno v Německu
  • Rychlé nakládání a vyprazdňování mezi šaržemi
  • Snadno se čistí

Bezpečnost

  • Jednoduchý a bezpečný provoz
  • Extrakce bez rozpouštědel nebo na bázi rozpouštědel (voda, etanol, rostlinné oleje, glycerin atd.)
  • Žádné vysoké tlaky a teploty
  • K dispozici jsou systémy odolné proti výbuchu s certifikací ATEX
  • Snadné ovládání (také pomocí dálkového ovladače)


Literatura / Reference

Tabulka: Tlak par ve vodě

teplota
ve °C
Tlak par
v mmHg (Torr)
Tlak par
v hektopascalu hPa
-80 0,00041 0,00055
-75 0,000915 0,00122
-70 0,00196 0,00261
-65 0,00405 0,0054
-60 0,008101 0,0108
-55 0,0157 0,02093
-50 0,02952 0,03936
-45 0,05402 0,07202
-40 0,09631 0,1284
-39,5 0,1019 0,1359
-39 0,1078 0,1437
-38,5 0,114 0,1520
-38 0,1206 0,1607
-37,5 0,1274 0,1699
-37 0,1347 0,1796
-36,5 0,1423 0,1897
-36 0,1503 0,2004
-35,5 0,1587 0,2116
-35 0,1676 0,2235
-34,5 0,1769 0,2359
-34 0,1867 0,2490
-33,5 0,197 0,2627
-33 0,2078 0,2771
-32,5 0,2192 0,2923
-32 0,2311 0,3082
-31,5 0,2437 0,3249
-31 0,2568 0,3424
-30,5 0,2706 0,3608
-30 0,2851 0,3801
-29,5 0,3003 0,4004
-29 0,3162 0,4216
-28,5 0,333 0,4439
-28 0,3505 0,4673
-27,5 0,3688 0,4918
-27 0,3881 0,5174
-26,5 0,4083 0,5443
-26 0,4294 0,5725
-25,5 0,4515 0,6020
-25 0,4747 0,6329
-24,5 0,4989 0,6652
-24 0,5243 0,6991
-23,5 0,5509 0,7345
-23 0,5787 0,7716
-22,5 0,6078 0,8104
-22 0,6383 0,851
-21,5 0,6701 0,8934
-21 0,7034 0,9377
-20,5 0,7381 0,9841
-20 0,77451 1,0326
-19,5 0,81251 1,0833
-19 0,85222 1,1362
-18,5 0,89368 1,1915
-18 0,93698 1,2492
-17,5 0,98222 1,3095
-17 1,0295 1,3725
-16,5 1,0787 1,4382
-16 1,1302 1,5068
-15,5 1,1839 1,5783
-15 1,2399 1,653
-14,5 1,2983 1,7309
-14 1,3593 1,8122
-13,5 1,4228 1,8969
-13 1,489 1,9852
-12,5 1,5581 2,0773
-12 1,6300 2,1732
-11,5 1,705 2,2732
-11 1,7832 2,3774
-10,5 1,8646 2,4859
-10 1,9494 2,5990
-9,5 2,0377 2,7168
-9 2,1297 2,8394
-8,5 2,2254 2,9670
-8 2,325 3,0998
-7,5 2,4287 3,2380
-7 2,5366 3,3819
-6,5 2,6489 3,5316
-6 2,7657 3,6873
-5,5 2,8872 3,8492
-5 3,0134 4,0176
-4,5 3,1448 4,1927
-4 3,2813 4,3747
-3,5 3,4232 4,5639
-3 3,5707 4,7606
-2,5 3,724 4,9649
-2 3,8832 5,1772
-1,5 4,0486 5,3977
-1 4,2204 5,6267
-0,5 4,3987 5,8645
0 4,5840 6,1115
0,01 4,58780 6,11657
1 4,9286 6,5709
2 5,2954 7,0599
3 5,6861 7,5808
4 6,1021 8,1355
5 6,5449 8,7258
6 7,0158 9,3536
7 7,5164 10,021
8 8,0482 10,730
9 8,6130 11,483
10 9,2123 12,282
11 9,8483 13,130
12 10,522 14,028
13 11,237 14,981
14 11,993 15,990
15 12,795 17,058
16 13,642 18,188
17 14,539 19,384
18 15,487 20,647
19 16,489 21,983
20 17,546 23,393
21 18,663 24,882
22 19,841 26,453
23 21,085 28,111
24 22,395 29,858
25 23,776 31,699
26 25,231 33,639
27 26,763 35,681
28 28,376 37,831
29 30,071 40,092
30 31,855 42,470
31 33,730 44,969
32 35,700 47,596
33 37,769 50,354
34 39,942 53,251
35 42,221 56,290
36 44,613 59,479
37 47,121 62,823
38 49,750 66,328
39 52,506 70,002
40 55,391 73,849
41 58,413 77,878
42 61,577 82,096
43 64,886 86,508
44 68,349 91,124
45 71,968 95,950
46 75,749 100,99
47 79,709 106,27
48 83,834 111,77
49 88,147 117,52
50 92,648 123,52
51 97,343 129,78
52 102,24 136,31
53 107,35 143,12
54 112,67 150,22
55 118,23 157,62
56 124,01 165,33
57 130,03 173,36
58 136,29 181,71
59 142,82 190,41
60 149,61 199,46
61 156,67 208,88
62 164,02 218,67
63 171,65 228,85
64 179,59 239,43
65 187,83 250,42
66 196,39 261,83
67 205,28 273,68
68 214,51 285,99
69 224,09 298,76
70 234,03 312,01
71 244,33 325,75
72 255,02 340,00
73 266,11 354,78
74 277,59 370,09
75 289,49 385,95
76 301,82 402,39
77 314,58 419,41
78 327,80 437,03
79 341,48 455,27
80 355,63 474,14
81 370,28 493,67
82 385,43 513,87
83 401,10 534,76
84 417,30 556,35
85 434,04 578,67
86 451,33 601,73
87 469,21 625,56
88 487,67 650,17
89 506,73 675,58
90 526,41 701,82
91 546,72 728,90
92 567,68 756,84
93 589,31 785,68
94 611,61 815,41
95 634,61 846,08
96 658,34 877,71
97 682,78 910,30
98 707,98 943,90
99 733,95 978,52
100 760,00 1013,3
101 787,57 1050,0
102 815,86 1087,7
103 845,12 1126,7
104 875,06 1166,7
105 906,07 1208,0
106 937,92 1250,5
107 970,60 1294,0
108 1004,42 1339,12
109 1038,92 1385,11
110 1074,56 1432,63
111 1111,20 1481,48
112 1148,74 1531,53
113 1187,42 1583,10
114 1227,25 1636,20
115 1267,98 1690,50
120 1489,14 1985,36
125 1740,93 2321,05
130 2026,10 2701,24
135 2347,26 3129,42
140 2710,92 3614,26
145 3116,76 4155,34
150 3570,48 4760,25
175 6694,08 8924,71
200 11659,16 15544,27
225 19123,12 25495,40
250 29817,84 39753,85
275 44580,84 59436,23
300 64432,8 85903,3
325 90447,6 120587
350 124001,6 165321,9
360 139893,2 186508,9
365 148519,2 198009,3
366 150320,4 200410,7
367 152129,2 202822,3
368 153960,8 205264,2
369 155815,2 207736,5
370 157692,4 210239,2
371 159584,8 212762,2
372 161507,6 215325,8
373 163468,4 217939,9
373,946 165452,0 220584,5

High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratoř k průmyslová velikost.

Rádi s vámi probereme váš postup.

Let's get in contact.