Škálování ultrazvukových extrakčních procesů
Aby bylo možné zvýšit výrobní kapacity, musí být těžební procesy škálovány na větší objemy / vyšší výkony. Ultrazvukem asistovaná extrakce je vysoce účinná metoda izolace botanických sloučenin z rostlinného materiálu. Kromě toho mohou být aplikace sonikace lineárně škálovány na větší objemy. Díky možnosti úpravy rostlinného materiálu v dávkách i v průtokovém režimu nabízí ultrazvuková extrakce ideální nastavení pro každého výrobce extraktu – Malé až velmi velké měřítko. Přečtěte si více o jednoduchém a efektivním škálování ultrazvukem asistované extrakce!
Škálování extrakce s ultrazvukovou pomocí
Většina extrakčních metod (např. Soxhletova extrakce, superkritický CO2 extrakce, macerace) jsou úzkým hrdlem, pokud jde o plánování zvýšení produkce botanických extraktů. Použití ultrazvukové extrakce zabraňuje tomu, aby se zvýšení výroby stalo Achillovou patou podnikání. Níže se dozvíte, jak lze ultrazvukem asistovanou extrakci lineárně škálovat na jakýkoli objem výroby.
Vztah mezi scale-upem a parametry procesu: Konvenční extrakční techniky vyžadují nákladný, pracný a časově náročný výzkum, aby bylo možné implementovat větší extrakční systém pro zvýšení produkce, protože mnoho zpracovatelských faktorů se mění a nelze je přijmout lineárně k většímu celkovému rozsahu. To znamená, že řada procesních parametrů musí být nově stanovena a často nelze dosáhnout kvality extrakce získané v menších extrakčních nastaveních ve větší výrobě.
Krása ultrazvukové extrakce spočívá v její zcela lineární škálovatelnosti. Tato lineární škálovatelnost umožňuje udržovat všechny důležité parametry procesu, jako je amplituda, teplota, tlak, expozice ultrazvuku (čas), poměr rozpouštědla a pevné látky. Škálování ultrazvukového extrakčního procesu na větší objemy vyžaduje větší povrchovou plochu sonotrody. To znamená, že lze provést zvětšení pomocí výkonnějšího ultrazvuku s větší sonotrodou (ultrazvuková sonda / klakson) nebo instalací několika ultrazvukových extraktorů paralelně.
Přečtěte si více o Hielscher Sonicators pro laboratoř a výrobu!
Ultrazvuková extrakce v dávkovém režimu se většinou používá pro malou až středně velkou výrobu. Na obrázku je znázorněn průmyslový ultrazvukový extraktor UIP1000hdT, který lze provozovat v dávkovém a průtokovém (řadovém) režimu.
Ultrazvukové extrakční procesy lze lineárně škálovat na jakoukoli výrobní kapacitu. Ultrazvukové extraktory mohou být provozovány v dávkovém a inline režimu.
Příkladné scénáře ultrazvukového škálování
Například v kontinuálním průtokovém nastavení můžete škálovat svou botanickou extrakci instalací 3x 2kW ultrazvukových extraktorů UIP2000hdT paralelně (vyžadující 3 sonotrody a 3 průtokové buňky). To vám dává ultrazvukový výpočetní výkon 6 kW.
Alternativně můžete nainstalovat jeden 6kW ultrasonicator UIP6000hdT, který je vybaven jednou velkou sondou a větším reaktorem s průtokovou buňkou.
Výhodou paralelního nastavení několika ultrazvukových extraktorů je redundance, flexibilnější použití (např. Současná extrakce z různých surovin, protože každý ultrazvukový extraktor může zpracovávat jiný rostlinný materiál). Tento model je také pohodlný, když již máte jeden typ ultrasonikátoru; Přidání jednoho nebo několika zařízení stejného modelu je pohodlné a může snížit vaše investiční náklady.
Investice do jednoho většího ultrazvukového extraktoru je zvláště vhodná, když se vyrábí větší množství stejného extraktu najednou. Jediný větší ultrasonicator je také vhodnější, pokud je instalován v zařízení s omezeným prostorem.
Jak přistupovat k ultrazvukové extrakci Scale-Up
Pro efektivní a ekonomický proces odsávání musí být optimalizovány parametry procesu. Optimalizace je dosaženo, když je proces vyladěn na nejvyšší výkon při nejnižším příkonu energie a zároveň na dosažení cílové kvality extraktu. V optimalizovaném ultrazvukovém procesu jsou energie, doba ošetření a náklady na pracovní sílu minimalizovány do té míry, že je stále dosaženo nejvyššího výtěžku a kvality konečného produktu.
Optimalizace ultrazvukového procesu se provádí testováním různých konfigurací parametrů a zúžením na optimální parametry pro vaši surovinu. Obecné empirické hodnoty se obvykle používají jako výchozí bod, který pomáhá rychle se dostat k individuálnímu ideálnímu nastavení. Ultrazvukové testy optimalizace procesů lze provádět na malých objemech, což pomáhá snižovat úsilí, šetřit materiál a relativně rychle dosáhnout požadovaných výsledků.
Hielscher Ultrasonics má dobře vybavené technické centrum a laboratoř. Naše zařízení má nejen celou řadu laboratorních a průmyslových ultrazvukových zařízení pro dávkovou a inline sonikaci, ale také sofistikovaná analytická zařízení pro komplexní vyhodnocení výsledků. Náš dlouholetý a vyškolený personál (s vysokoškolským vzděláním) vám rád pomůže s optimalizací procesů – provádění ultrazvukových zkoušek pro vás a/nebo poradenství ohledně nejvhodnějších nastavení ultrazvukových procesů.
Scale-Up s ultrazvukovými extraktory Hielscher: Rychlý, spolehlivý a efektivní
Překonejte úzké hrdlo extrakce pomocí ultrazvuku!
Ať už chcete zvýšit výrobní kapacitu v dávkovém nebo kontinuálním průtokovém (inline) režimu, Hielscher Ultrasonics má ideální ultrasonicator a příslušenství pro větší výrobní kapacity. Pomůžeme vám také převést vaši dávkovou extrakci na inline proces.
Spojte se s námi hned teď! Rádi s vámi prodiskutujeme vaše výrobní potřeby a poskytneme vám technické specifikace, podrobné pokyny k rozšíření ultrazvukové extrakce a příslušné návrhy!
Pro první hrubé vodítko vám níže uvedená tabulka poskytuje informace o přibližné 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 |
| 0.3 až 60L | 0.6 až 12 l/min | >UIP6000hdT |
| Není k dispozici | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| Není k dispozici | větší | shluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!
typ sondy Ultrasonicator UIP1000hdT s míchadlem pro výrobu botanických extraktů, jako jsou kanabinoidy (např. CBD, THC, CBG)
UIP4000hdT – 4000 W výkonný ultrazvukový extraktor pro výrobu botanických extraktů v průmyslovém měřítku.
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.
- 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.
- 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.
- 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.
Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratoř k průmyslová velikost.