Hexanekstraktion med forbedret effektivitet ved ultralydbehandling

Sonde-type ultralydbehandling kan forbedre konventionel hexanekstraktion ved at intensivere processen og gøre den betydeligt mere effektiv. Ultralydsekstraktion forbedrer masseoverførsel og forstyrrer celler for at frigive målrettede bioaktive stoffer i opløsningsmidlet, hvilket resulterer i højere ekstraktionsudbytter sammenlignet med konventionelle metoder alene. Ultralydsassisteret ekstraktion er yderst effektiv til at øge udbyttet af olieekstraktion, herunder rapsolie og hørfrøolie, hvilket resulterer i en fedtsyresammensætning af høj kvalitet og højere indhold af bioaktive komponenter.

Hexanekstraktion forbedret af Power Ultrasound

Ultralydsekstraktion er en procesintensiverende metode, der kan forbedre fast-væske- og opløsningsmiddelekstraktionsprocesser betydeligt.

Begrænsninger ved konventionel hexanekstraktion

Hexanekstraktion er en almindelig teknik, der bruges til at udvinde organiske forbindelser, især ikke-polære stoffer, fra forskellige kilder såsom planter, frø eller jord. Hexan er et kulbrinteopløsningsmiddel, der er yderst effektivt til at opløse og udvinde lipider, olier og andre ikke-polære forbindelser. Hexan er meget udbredt til olieudvinding på grund af dets opløselige evne til ikke-polære forbindelser (f.eks. olier), let efterfølgende olieseparation og et smalt kogepunkt (63-69 °C).
Effektiviteten af hexanekstraktionsprocesser kan dog variere meget afhængigt af råmateriale og ekstraktion: Ekstraktionsudbytte og ekstraktionstid er stort set korreleret. Dette betyder, at for et højt ekstraktudbytte kræves en længere retentionstid for biomassen i hexanopløsningsmidlet. En anden begrænsende faktor er ofte den utilstrækkelige indtrængning af hexan i biomassens matrix. Stive cellulære strukturer er for det meste fugtet med hexan på overfladen, mens cellens indre kun kommer delvist i kontakt med hexan. En sådan utilstrækkelig penetration resulterer i en ufuldstændig ekstraktionsproces, da de målrettede stoffer såsom lipider (dvs. fedtsyrer, fedtstoffer, olier) forbliver i det indre af cellematrixen.

Løsningen: Ultralydsintensiveret hexanekstraktion

Sonde-type sonikering, også kendt som ultralydssondesonikering, er en metode, der bruger ultralydbølger med høj intensitet til at skabe akustiske kavitationsbobler i et flydende medium. Disse bobler kollapser hurtigt, genererer intense lokaliserede energifelter og skaber mikroturbulenser og høje forskydningskræfter i opløsningsmidlet.
På grund af disse ultralydsgenererede energitætte forhold kan sonde-type sonde-type sonikering intensivere og forbedre hexanekstraktionsprocessen på flere måder:

• Forbedret masseoverførsel: Sonikering forbedrer masseoverførslen mellem den faste prøve og opløsningsmidlet. Mikroturbulensen og det hurtige kollaps af kavitationsbobler skaber stærke forskydningskræfter og lokaliserede trykændringer. Dette forstyrrer grænselaget omkring den faste prøve, hvilket fremmer frigivelsen af målforbindelserne i opløsningsmidlet, hvilket forbedrer ekstraktionseffektiviteten.
• Accelereret ekstraktion: Sonikering fremskynder ekstraktionskinetik ved at øge kontaktområdet mellem opløsningsmidlet og den faste prøve. Kavitationsboblerne giver omrøring og skaber en homogeniseret blanding, der sikrer, at opløsningsmidlet kommer i tæt kontakt med hele overfladen af det faste materiale, hvilket fører til hurtigere ekstraktionshastigheder.
• Forstyrrelse af cellestrukturer: I plantebaserede ekstraktioner kan sonikering forstyrre de cellulære strukturer, såsom cellevægge og membraner, hvilket letter frigivelsen af intracellulære komponenter. Dette giver mulighed for mere effektiv ekstraktion af lipider og andre målforbindelser, der kan være indesluttet i cellerne.
• Nedsat ekstraktionstid: Ved at kombinere den øgede masseoverførsel og accelererede ekstraktionskinetik kan sonde-type sonde-type sonikering betydeligt reducere den ekstraktionstid, der kræves for at opnå det ønskede udbytte. Dette kan især være en fordel ved behandling af store mængder prøver eller arbejde med tidsfølsomme applikationer.

På grund af disse forbedrede procesfaktorer kan sonde-type ultralydbehandling forbedre hexanekstraktion betydeligt. Ultralydshexanekstraktionen kan optimeres baseret på de specifikke forbindelser og volumener, der ekstraheres. Ultralydsintensitet (amplitude), varighed, temperatur, tryk og ekstraktionsopsætning kan justeres til optimale ekstraktudbytter inden for en forkortet ekstraktionsperiode.

• Algeolie
• Vegetabilske olier (soja, hør, raps, solsikke, risklid osv.)
• æteriske olier
• caryophyllen
• Vanilje oleoresin fra vaniljestænger
• Lutein fra æggeblomme
• Astaxanthin fra alger
• Affedtning af insekter

Ultralydsintensiveret Soxhlet-ekstraktion ved hjælp af hexan som opløsningsmiddel

Ultralydsintensiveret Soxhlet-ekstraktion er en proces, der kombinerer traditionel Soxhlet-ekstraktion med ultralydsbølger for at forbedre effektiviteten af ekstraktionsprocessen. Soxhlet extractio er en procedure, der almindeligvis anvendes i laboratorier og til fremstilling af mindre ekstraktmængder, såsom æteriske olier eller visse bioaktive forbindelser.
Hexan er et almindeligt anvendt opløsningsmiddel til denne proces, da det er effektivt til at udvinde lipider fra forskellige kilder, herunder frøolier, algeolie samt lipidbaserede bioaktive forbindelser. Ultralydbehandling forstyrrer cellestrukturer og fremmer fast-væske-ekstraktion ved øget masseoverførsel og frigivelse af forbindelser i opløsningsmidlet. Da opløsningsmidlet såsom hexan kan trænge bedre ind i det faste materiale og opløse olierne (lipider, fedtsyrer) effektivt. Som følge heraf accelereres ekstraktionen, hvilket reducerer den tid, der kræves for at udvinde de ønskede forbindelser. Derudover kan brugen af ultralyd reducere mængden af opløsningsmiddel, der kræves, hvilket gør det til en mere miljøvenlig mulighed.
 

Ultralydsekstraktion giver mulighed for brug af mildere, ikke-giftige opløsningsmidler

Ultralydbehandling forbedrer ikke kun hexanekstraktion, det giver også mulighed for at bruge mildere, ikke-giftige opløsningsmidler såsom ethanol, vandig ethanol, vand eller naturlige dybe eutektiske opløsningsmidler (DES, NADES). Den meget effektive celleforstyrrelse og masseoverførsel leveret af ultralydssonde-type ekstraktorer giver de fremragende resultater ved hjælp af mildere opløsningsmidler. Derved muliggør ultralydsekstraktion i kombination med mildere, ikke-giftige, miljøvenlige opløsningsmidler ekstrakter af høj kvalitet, omkostningsbesparelser og en grøn ekstraktionsproces.

Højtydende ultralydapparater til forbedret hexanekstraktion

Hielscher Ultrasonics designer, fremstiller og leverer højtydende ultralydsekstraktorer, som let kan integreres i eksisterende hexanekstraktionsfaciliteter eller Soxhlet-ekstraktorer. Ud over levering, installation, vedligeholdelsesservice rådgiver og vejleder Hielscher sine kunder under gennemførlighedstest, procesoptimering og anlægsdesign til den endelige installation og idriftsættelse af udsugningsprocessen.
Store fordele ved Hielscher ultralydapparater er den fulde proceskontrol, lineær skalerbarhed og alle industrielle ultralydsprocessorers evne til at levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift. Høje amplituder er især vigtige, når det kommer til ekstraktion af hårdere cellestrukturer som frø og kerner.
Vores tekniske personale og vores fuldt udstyrede proceslaboratorium hjælper dig med viden og vejledning!

Design, produktion og rådgivning – Kvalitet fremstillet i Tyskland

Hielscher ultralydapparater er kendt for deres højeste kvalitet og designstandarder. Robusthed og nem betjening muliggør en jævn integration af vores ultralydapparater i industrielle faciliteter. Hårde forhold og krævende miljøer håndteres let af Hielscher ultralydsapparater.

Hielscher Ultrasonics er et ISO-certificeret firma og lægger særlig vægt på højtydende ultralydapparater med avanceret teknologi og brugervenlighed. Selvfølgelig er Hielscher ultralydapparater CE-kompatible og opfylder kravene i UL, CSA og RoHs.

Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores sonikere: