Hielscher Ultrasonics
Vi vil med glæde diskutere din proces.
Ring til os: +49 3328 437-420
Send os en mail: info@hielscher.com

Højeffektiv vandudvinding ved hjælp af Power-ultralyd

Vandekstraktion af botaniske forbindelser (f.eks. Koldt eller varmt vandekstraktion, trykvandsekstraktion og subkritisk vandekstraktion) kan effektivt forbedres ved ultralydbehandling. Den ultralydsassisterede vandudvinding giver ikke kun højere udbytter og reducerer behandlingstiden, men resulterer også i lavere energiforbrug, mildere udvindingsforhold og ekstrakter af høj kvalitet sammenlignet med konventionelle udvindingsteknikker. Ultralydsvandekstraktion bruges med succes til ekstraktion af adskillige planteafledte forbindelser, herunder alkaloider, flavonoider, glycosider, phenolforbindelser og polysaccharider.

Ultralyd vandekstraktion af bioaktive forbindelser

Ultralydsekstraktorer som UP400St (400W, 24kHz) intensiverer konventionel vandbaseret botanisk ekstraktion.Vand er det mest polære opløsningsmiddel, hvilket gør det til et fantastisk opløsningsmiddel til polære forbindelser. På grund af den ikke-giftige og miljøvenlige natur ville vand være det ideelle opløsningsmiddel til ethvert botanisk ekstrakt. Mindre polære og ikke-polære komponenter opløses dog dårligt eller slet ikke i vand. Derudover, uden nogen form for masseoverførselsfremme, ville ekstraktionsprocessen i vand være utrolig langsom og dermed uøkonomisk. Højintensiv, lavfrekvent ultralyd er en meget effektiv ekstraktionsteknik, som giver intens blanding og masseoverførsel. Derfor er ultralydsekstraktion velkendt for at give betydelige fordele i forhold til konventionelle ekstraktionsmetoder. Disse fordele omfatter højere udbytter, hurtig forarbejdning, hurtig hurtig batchomsætning samt kontinuerlig inline-ekstraktion, brug af grønne opløsningsmidler, milde ekstraktionsforhold, som bevarer ekstraktforbindelserne, sikkerhed i drift og nem skalerbarhed til store gennemløb til kommerciel produktion. (jf. Zabot et al., 2021)

Anmodning om oplysninger







Industrielt ultralydsekstraktionssystem med 16kW til kontinuerlig inline-fremstilling af botaniske ekstrakter af høj kvalitet ved brug af vand som ekstraktionsopløsningsmiddel.

MultiSonoReactor med 4x 4kW til storskala (masse) produktion af botaniske ekstrakter ved hjælp af vand som ekstraktionsmiddel. MultiSonoReactor kan også sættes under tryk og opvarmes for synergistiske ekstraktionseffekter.

 

I denne præsentation introducerer vi dig til fremstilling af botaniske ekstrakter. Vi forklarer udfordringerne ved at producere botaniske ekstrakter af høj kvalitet, og hvordan en soniker kan hjælpe dig med at overvinde disse udfordringer. Denne præsentation viser dig, hvordan ultralydsekstraktion fungerer. Du lærer, hvilke fordele du kan forvente ved hjælp af en soniker til ekstraktion, og hvordan du kan implementere en ultralydsekstraktor i din ekstraktproduktion.

Ultralyd botanisk ekstraktion - Sådan bruges sonikere til at udvinde botaniske forbindelser

Video Miniature

 

Varmtvandsudvinding forbedret ved ultralydbehandling

De parametre, der bestemmer ekstraktionen af botaniske stoffer under vandekstraktion, er temperatur, tid, tryk og overfladeareal af plantemateriale. Et varmtvandsekstrakt kan fremstilles i løbet af en relativt kort varighed på grund af vandets høje temperatur.
Løsningen: Udbytte og ekstraktionshastighed kan forbedres betydeligt, når ultralydsomrøring anvendes. Varmt vand alene har kun en begrænset evne til at bryde cellestrukturer, og høje temperaturer beskadiger eller ødelægger ofte varmelabile forbindelser, så ekstraktkvaliteten lider. Når ultralydsekstraktion kombineres med varmtvandsekstraktion, kan temperaturen reduceres drastisk (f.eks. Fra 100 ° C til 50 ° C), hvilket forhindrer termisk nedbrydning af de ekstraherede botaniske ingredienser, øger det samlede udbytte og sparer energi. Ultralydkavitation er princippet bag ultralydsekstraktionsfænomenet. Ultralyd (eller akustisk) kavitation er rent mekaniske kræfter, der bryder cellevægge, frigiver målforbindelserne og forbedrer masseoverførslen mellem cellens indre og vandet (opløsningsmiddel). Således giver ultralydsvandekstraktion fremragende ekstraktionsresultater.

Koldt vandekstraktion forbedret ved ultralydbehandling

Koldtvandsekstraktion (koldtvandsinfusion) er betydeligt mere ineffektiv, da brugen af varmt vand undgås. Koldt eller stuetemperatur vand udvinder ikke botaniske forbindelser særlig godt, da det kolde vand gennemblødes virkelig langsomt i plantematerialet, og masseoverførslen er næsten ubetydelig. Fordelen ved koldtvandsudvinding ligger i, at temperaturstigninger undgås, og derved forhindres termisk nedbrydning af varmefølsomme forbindelser. Den meget dårlige udvindingsdynamik gør imidlertid konventionel koldtvandsudvinding upraktisk til kommerciel produktion. Derfor bruges koldtvandsinfusion næsten udelukkende i eksperimentel fase på grund af langsomhed og ineffektivitet.
Løsningen: Med introduktionen af ultralydbehandling i koldt vandekstraktion kan langsomheden og ineffektiviteten af koldt vand-blødgøring let overvindes. Den ultralydsintensiverede koldtvandsekstraktion gør det muligt at opretholde kolde ekstraktionstemperaturer, samtidig med at intense forskydningskræfter kobles til det faste-flydende medium. Som et resultat af ultralydsekstraktionsmekanismen åbnes cellevægge, og de botaniske forbindelser frigives hurtigt i vandet. Ultralyd koldt vandekstraktion og infusion gør kold iblødsætning til en meget effektiv proces, der giver høje udbytter ekstrakter af høj kvalitet inden for en kort ekstraktionstid.

Ultralydbehandling er en hurtig og mild ekstraktionsmetode til fremstilling af svampeekstrakt af høj kvalitet ved hjælp af vand som opløsningsmiddel. I videoen bruges ultralydsekstraktoren UP400St til medicinsk svampeekstraktion.

Koldtvandssvampeekstraktion ved hjælp af UP400St med 22 mm sonde

Video Miniature

Trykvandsekstraktion kombineret med ultralydbehandling

Ultralydsekstraktion er kendetegnet ved mikroblanding, som gennem vibrationer fremmer større diffusion af opløsningsmidlet ind i partiklen og fra partiklens indre til overfladen, hvilket intensiverer masseoverførslen. Derudover reducerer ultralydbehandling partikelstørrelsen af det cellulære materiale, hvilket fører til forbedrede virkninger af ultralydassisteret trykvæskeekstraktion. Mindre partikler på ca. 0,68 mm viser højere udbytter end større partikler (ca. 1,05 mm), da et højere overfladeareal giver mulighed for markant øget masseoverførsel og dermed forbedrede ekstraktionsudbytter. (jf. Zabot et al., 2021)

Industriel sonde-type ultralydsekstraktor til vandbaseret botanisk isolering.

Ultralydsintensiveret vandudvinding af plantemateriale i vand: Ultralydsapparat UIP1000hdT i et stort bægerglas, der indeholder en planteopslæmning. Her bruges vand som opløsningsmiddel, men ultralydsekstraktion er kompatibel med enhver form for opløsningsmiddel.

Fordele ved ultralydsekstraktion

  • Overlegent udbytte
  • Udsugning med høj hastighed
  • Ekstrakter af høj kvalitet
  • Mild, ikke-termisk procedure
  • Grønne opløsningsmidler
  • Omkostningseffektiv
  • Nem og sikker betjening
  • Lave investerings- og driftsomkostninger
  • 24/7 drift under tung belastning
  • Grøn, miljøvenlig metode

Anmodning om oplysninger







Effektiv koldtvandsudsugning under tryk med Power-ultralyd

Industrielt ultralydsudstyr til fytokemisk ekstraktion ved hjælp af vand som opløsningsmiddel: Ultralydssonde med tryksat flowcellereaktor til inline ekstraktproduktion.Under højt tryk lettes indtrængningen af koldt vand i plantevæv, og vandopløselige fytokemikalier opløses uden at forårsage termisk nedbrydning. Højtryksekstraktionsmetoden med koldt vand kan kombineres med ultralyd for en forbedret isolering af polære og ikke-polære botaniske ingredienser. Vand som et giftfrit, billigt og miljøvenligt opløsningsmiddel er et attraktivt alternativ til organisk opløsningsmiddel, især når det kommer til produktion af planteafledte fødevarer, terapier og kosttilskud.
Til en ultralydsintensiveret koldtvandsekstraktion under tryk integreres en ultralydssonde (sonotrode) i ekstraktionstanken eller flowcellen. Tank eller flowcelle er normalt under tryk med tryk mellem 5 og 100 barg afhængigt af de målrettede ekstraktforbindelser. Hielscher Ultrasonics leverer endda tilpassede industrielle ultralydsreaktorer og flowcelle, som kan sættes under op til 300 barg, hvilket gør det muligt at indstille det optimale tryk i din ekstraktionsproces.
 

Ultralyd botanisk ekstraktion giver højere udbytter. Hielscher UIP2000hdT, 2000 watt homogenisator er kraftig nok til nemt at udtrække batcher fra 10 liter til 120 liter.

Ultralydsekstraktion af botaniske stoffer - 30 liter / 8 gallon batch

Video Miniature

 

Superkritisk vandekstraktion forbedret ved sonikering

En ultralydsforbedret subkritisk vandekstraktion er en anden synergetisk teknik, hvor ultralyd forbedrer masseoverførslen mellem fast og flydende. Indvinding af subkritisk vand (SWE) – også kendt som varmtvandsudvinding under tryk eller overophedet vandudvinding – er en mindre almindeligt anvendt teknik til udvinding af botaniske forbindelser med en lavere polaritet. Ved subkritisk vandekstraktion bruges vand i sin superkritiske tilstand som opløsningsmiddel.
Hvad er subkritisk vand, og hvorfor er subkritisk vand et godt opløsningsmiddel til udvinding af mindre polære planteforbindelser? "Vand besidder mange termodynamiske egenskaber, der i høj grad påvirkes af temperatur og tryk. Afhængigt af forholdene kan dens fysiske tilstand (fast, flydende eller gas), termisk opførsel, densitet eller viskositet ændres. Ved at øge temperaturen og trykket over et punkt kendt som kritisk punkt (defineret ved 221 bar og 374 °C) kan vand opnå den superkritiske tilstand. Ved subkritiske forhold, svarende til temperaturer mellem 100 °C og kritisk temperatur (374 °C) og tryk mellem 1 bar og kritisk tryk (221 bar) for at undgå fordampning, falder vandpolariteten; Det gør vand til et bedre opløsningsmiddel til udvinding af forskellige organiske bioaktive forbindelser." (Li og Chemat, 2019)
Når ultralyd kombineres med subkritisk vandudvinding, kan ekstraktionseffektiviteten forbedres ved at øge ekstraktudbyttet og reducere ekstraktionstiden. For at opnå optimale resultater skal trykket i den lukkede trykreaktor eller flowcellereaktor nå mindst dobbelt så højt som vandets damptryk. (Du kan finde en tabel over vandets damptryk nederst på denne side.)
Huang et al. (2010) undersøgte ekstraktionseffekterne af lavfrekvent ultralyd med høj effekt i kombination med subkritisk vandekstraktion. En ultralydssonde er derfor koblet ind i kedlen til subkritisk vandekstraktionsanordning for at udvinde flygtig olie fra Lithospermum erythrorhizon. Resultaterne viste, at den ultralydsassisterede forbedringseffekt på 20 KHz var bedre end 36 KHz og steg med udgangseffekten (fra 0 til 250 W). Det subkritiske vandekstraktionsudbytte steg fra 1,87 % til 2,39 % via ultralydsoscillation (250 W, 20 KHz) ved en temperatur på 160 °C og et tryk på 5 MPa under en 25-minutters ekstraktionsprocedure. Ultralydbehandling kunne forbedre ikke kun ekstraktionsudbyttet, men også ekstraktionshastigheden og derved spare tid.
Ultralydassisteret subkritisk vandudvinding kan køres ved lavere tryk (f.eks. 5 barg) end konventionel subkritisk vandudvinding (f.eks. 10 MPa), hvilket sparer energiomkostninger og gør udvindingsproceduren mere sikker.

Højtydende ultralydsekstraktor til fytokemisk isolering i batch-tilstand.

Ultralydsvandekstraktion af fytokemikalier fra planter kan køres i batch og kontinuerlig drift. Billedet viser den 1000 watt kraftige ultralydsapparat UIP1000hdT under batch-mode ekstraktion af botaniske stoffer.

Anmodning om oplysninger







Ultralydshomogenisator UP400St til omrørt batchekstraktion af botaniske stoffer.

Ultralydsekstraktion af botaniske stoffer - 8 liters batch - ultralydsapparat UP400S

Video Miniature

Fordelene ved ultralyd botanisk ekstraktion

Både videnskabelig forskning og industriel implementering viser, at ultralydassisteret ekstraktion er en pålidelig og brugervenlig teknik, som ikke kræver nogen teknisk baggrund eller intensiv uddannelse. Meget høj udvindingseffektivitet, højt udbytte, lave driftsomkostninger samt lave investeringsomkostninger (især sammenlignet med andre teknikker som CO2 ekstraktorer) og lave energiomkostninger er de største fordele ved sonde-type ultralydsekstraktorer.
Yderligere fordele, der gør ultralydsekstraktionsteknologien til den foretrukne metode, er ekstrakter af høj kvalitet på grund af lave ekstraktionstemperaturer, pålidelige resultater (repeterbarhed / reproducerbarhed), fuldstændig lineær skalerbarhed til ethvert produktionsniveau samt lav vedligeholdelse.
"Andre fordele forbundet med brugen af ultralydssonde-type ekstraktion er nem håndtering af ekstrakt, hurtig udførelse, ingen rester, højt udbytte, miljøvenlig, forbedret kvalitet og forebyggelse af ekstraktnedbrydning."
(jf. Chemat og Khan, 2011)

Ultralydsekstraktion og oprensning af fytokemikalier fra planter: Billedet viser sonde-type ultralydsapparat UP400St, et Büchi vakuumfilter og rotorfordamper til udvinding af curcumin.

Ekstraktionsopsætning til botanisk isolering: Sonde-type ultralydsapparat UP400ST, Büchi vakuumfilter og rotorfordamper til udvinding af fytokemikalier.

Højtydende ultralydapparater til vandudvinding

Ultralydssonde-type ekstraktor til effektiv fytokemisk og botanisk frigivelse fra planter.Hielscher Ultrasonics-ekstraktorer er veletablerede inden for botanisk ekstraktion, uanset hvilket opløsningsmiddel der anvendes. Producenter af ekstrakter – både mindre, eksklusive nicheekstraktproducenter såvel som store masseproducenter – find i Hielscher' brede udstyrsportefølje det ideelle ultralydsekstraktionsudstyr til deres produktionskrav. Batch- såvel som kontinuerlige inline-procesopsætninger er let tilgængelige og kan sendes fra hylden. Ultralydsekstraktion er velegnet til at arbejde med ethvert opløsningsmiddel og kan anvendes fleksibelt til enhver udvinding af plantemateriale. Brug af vand som opløsningsmidler gør det muligt at producere økologisk certificerede ekstrakter uden brug af meget dyr "økologisk" ethanol. (Plantematerialet skal selvfølgelig være økologisk dyrket for at producere et organisk vandekstrakt).

Højeffektiv ekstraktion med Hielscher ultralyd

Hielscher Ultralydsekstraktorer forstyrrer effektivt planteceller, øger overfladearealet af plantematerialet til opløsningsmiddelindtrængning og masseoverførsel til frigivelse af fytokemikalier (sekundære metabolitter). Hielscher emhætter er designet med hensyn til brugervenlighed og installeres hurtigt og kan betjenes sikkert og intuitivt.

Opfyldelse af højeste kvalitetsstandarder – Designet & Fremstillet i Tyskland

Den sofistikerede hardware og smarte software fra Hielscher ultralydapparater er designet til at garantere pålidelige ultralydsekstraktionsresultater fra dit botaniske råmateriale med reproducerbare resultater og brugervenlig, sikker drift. Robusthed, pålidelighed, 24/7 drift under fuld belastning og enkel betjening fra arbejderens synspunkt er yderligere kvalitetsfaktorer, der gør Hielscher ultralydapparater gunstige.
Hielscher Ultrasonics-ekstraktorer bruges over hele verden i fytokemisk ekstraktion af høj kvalitet. Det er bevist at give botaniske forbindelser af høj kvalitet, Hielscher ultralydsekstraktorer bruges ikke kun af mindre håndværkere af special- og boutiqueekstrakter, men for det meste i den industrielle produktion af bredt kommercielt tilgængelige ekstrakter, kosttilskud og terapier. På grund af deres robuste hardware og smarte software kan Hielscher ultralydsprocessorer nemt betjenes og overvåges.

Automatisk dataprotokol

Hielscher ultralydapparater kan fjernstyres via browserkontrol. Sonikeringsparametre kan overvåges og justeres præcist til proceskravene.For at opfylde produktionsstandarderne for fødevarer, kosttilskud og terapeutiske produkter skal produktionsprocesserne overvåges og registreres detaljeret. Hielscher Ultrasonics digitale ultralydsenheder har automatisk dataprotokol. På grund af denne smarte funktion gemmes alle vigtige procesparametre såsom ultralydsenergi (total- og nettoenergi), temperatur, tryk og tid automatisk på et indbygget SD-kort, så snart enheden tændes. Procesovervågning og dataregistrering er vigtig for kontinuerlig processtandardisering og produktkvalitet. Ved at få adgang til de automatisk registrerede procesdata kan du revidere tidligere sonikeringskørsler og evaluere resultatet.
En anden brugervenlig funktion er browserfjernbetjeningen til vores digitale ultralydssystemer. Via fjernstyring af browseren kan du starte, stoppe, justere og overvåge din ultralydsprocessor eksternt hvor som helst.
Vil du lære mere om fordelene ved ultralydsvandekstraktion fra plantematerialer? Kontakt os nu for at diskutere din botaniske ekstraktfremstillingsproces! Vores erfarne personale vil med glæde dele mere information om ultralydsekstraktion, vores ultralydssystemer og priser!

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

Batch volumen Flowhastighed Anbefalede enheder
1 til 500 ml 10 til 200 ml/min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4 l/min UIP2000hdT
10 til 100L 2 til 10 l/min UIP4000hdT
n.a. 10 til 100 l/min UIP16000
n.a. Større klynge af UIP16000

Kontakt os! / Spørg os!

Bed om mere information

Brug formularen nedenfor til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, applikationer og pris. Vi vil med glæde diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydssystem, der opfylder dine krav!












Ultralydshomogenisatorer med høj forskydning anvendes i laboratorie-, bord-top-, pilot- og industriel behandling.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer til blandingsapplikationer, dispersion, emulgering og ekstraktion i laboratorie-, pilot- og industriel skala.

Tekniske oplysninger om ultralydsvandekstraktion

Konventionelle ekstraktionsmetoder såsom maceration, infusion, perkolation, afkog, refluksekstraktion, dampdestillation, sublimering og presning anvendes almindeligvis til ekstraktion af medicinske forbindelser fra planter. Ulemperne ved disse metoder inkluderer tidskrævende proces, dårlig renhed og lav effektivitet.

Procesparametre, der påvirker ultralydsekstraktion

Ultralydassisteret ekstraktion er kendt for sine unikke egenskaber og fordele, som gør sonikering til den overlegne ekstraktionsteknik sammenlignet med konventionelle ekstraktionsmetoder af botaniske forbindelser. En stor fordel ved ultralydsassisteret ekstraktion ligger i den præcise tilpasningsevne af ultralydsbehandlingsfaktorer (såsom amplitude, tid, temperatur, tryk), som gør det muligt at indstille ultralydsprocessen optimalt til målforbindelsen. Hvert plantemateriale har ideelle ekstraktionsparametre, hvorunder der opnås det bedste udbytte, kvalitet og ekstraktionshastighed. Ultralydsekstraktionsprocessen gør det muligt at tilpasse disse optimale ekstraktionsbetingelser perfekt.

Ultralyd amplitude

Amplituden er vibrationsforskydningen af ultralydssonden (sonotrode). Jo højere amplitude, jo mere intens er vibrationen og kavitationen i den sonikerede væske. Hielscher Ultrasonics er specialiseret i højtydende sonde-type ultralydapparater, som kan levere præcist justerbare amplituder. Tilpassede sonder, som kan levere op til 200 μm i kontinuerlig 24/7 drift, er let tilgængelige fra hylden. For endnu højere amplituder kan tilpassede ultralydssonotroder også let fremstilles.
Amplituden er en – hvis ikke den mest enkeltstående – vigtig parameter for effektiv planteudvinding. Høje amplituder skaber de nødvendige kræfter til at bryde cellevægge op og frigive det intracellulære materiale. Derved bliver højtydende ultralydbehandling så effektiv i botanisk ekstraktion.

Tid / varighed af ultralydsbehandling

Ultralydassisteret ekstraktion er normalt meget kortere end traditionelle metoder, da sonikering frigiver de botaniske forbindelser ved betydeligt højere ekstraktionshastigheder. Ultralydbehandling giver mulighed for kortere ekstraktionsprocedurer, som bevarer de ekstraherede forbindelser mod overbehandling. Kortere behandling på grund af ultralyd betyder højere gennemstrømning og højere ekstraktkvalitet.

Pulserende ultralydsbehandling

Ultralydspulsering er en behandlingstilstand, hvor ultralydsbehandlingen afbrydes ved definerede pausecyklusser (f.eks. 50% driftscyklus: 30 sek. ON, 30 sek. OFF; 100% duty cyle: kontinuerlig sonikering uden pauser) Driftscyklussen for ultralyd (også kendt som pulstilstand eller ultralydspulseringscyklusser) refererer til procentdelen af tid, hvor ultralyd er koblet til mediet (pulsvarighed) over en pulsperiode. For eksempel vil en 50 % cyklustilstand være 30 sek. ON, 30 sek. OFF. Under pausecyklussen i en driftscyklus kommer den sonikerede væske i en defineret tid (f.eks. 30 sek.) tilbage til en uforstyrret tilstand, hvilket er godt til varmeafledning for at opretholde en målbehandlingstemperatur. Sonikeringens driftscyklus er mindre vigtig driftscyklus for ekstraktionseffektivitet, men bruges til at opretholde en bestemt procestemperatur.

Hydrostatisk tryk

Tryk er en anden meget vigtig parameter for ultralydsprocesser. Påføring af hydrostatisk tryk på det sonikerede medium påvirker intensiteten af kavitation. Under forhøjede trykforhold øges intensiteten af ultralyd (akustisk) kavitation. Hielscher Ultrasonics tilbyder forskellige typer ultralydsbatchreaktorer og flowceller, som kan sættes under tryk for intensiverede sonikeringsresultater.

Ekstraktionstemperatur

Ultralydsudsugning UP400ST med temperatursensor.Som enhver mekanisk behandling forårsager ultralydbehandling en stigning i temperaturen, hvilket er i overensstemmelse med den 2. lov om termodynamik. Ikke desto mindre er ultralydbehandling en ikke-termisk behandlingsteknik, da ultralydsassisterede behandlinger er baseret på rent mekaniske kræfter (også kaldet sonomekaniske kræfter). Ekstraktionstemperatur under ultralydsekstraktion kan effektivt kontrolleres og opretholdes inden for et bestemt valgt temperaturområde. Alle Hielscher digitale ultralydsprocessorer er udstyret med en tilsluttbar temperatursensor og en smart software, hvor der kan indstilles et bestemt temperaturområde for processen. Når dette temperaturområde overskrides, holder ultralydsapparatet pause, indtil temperaturen er i det valgte område igen og fortsætter derefter automatisk sonikeringsproceduren. Denne smarte funktion i Hielscher ultralydapparater giver mulighed for en præcist kontrollerbar sonikeringsproces og ideelle resultater.
Da ekstraktionstemperaturen kan være forskellig fra botaniske forbindelser og planter, er temperaturen en vigtig faktor, som ikke bør overses under ultralydsprocesoptimering. For eksempel viste 80 °C sig at være ideel til at opnå maksimalt udbytte af flavonoider fra Sophora flavescens, mens de bedste resultater blev opnået ved 50 °C til ekstraktion af arabinoxylan fra hvedeklid.

Brug ethvert opløsningsmiddel til ultralydsekstraktion

Forskellige botaniske forbindelser har forskellige polariteter, som påvirker deres opløselighed i forskellige opløsningsmidler. For eksempel er saponiner og polysaccharider mere polære og viser derfor god opløselighed i vand, da vand er meget polært. Phenolforbindelser som anthocyaniner og chlorogensyre er på den anden side ret upolære og opløser derfor bedre et mindre polært opløsningsmiddel såsom ethanol. Valget af opløsningsmiddel bør derfor foretages i overensstemmelse med opløseligheden af målforbindelser for at opnå høj ekstraktionseffektivitet. Vand er f.eks. et godt opløsningsmiddel til udvinding af polære forbindelser som psilocybin fra svampe samt oligosaccharider, glykosider og flavanoider; mens en ethanol-vandblanding med en ethanolkoncentration på 60% (v/v) er velegnet til ultralydassisteret ekstraktion af f.eks. apigenin-, baicalin- og luteolinforbindelser.
Læs mere om opløsningsmidler, opløsningsmiddelpolaritet og de bedst egnede opløsningsmidler til ultralydsekstraktion!

Vand som ekstraktionsmiddel

Vand er det mest polære opløsningsmiddel og er velegnet til ekstraktion af en lang række polære forbindelser. Dens største fordele inkluderer evnen til at opløse en lang række stoffer. Desuden er det billigt, giftfrit, sikkert og ikke-brændbart. Dens ulemper inkluderer den stærke selektivitet for polære forbindelser på grund af dens høje polaritet. På grund af det høje kogepunkt på 100 °C kræver koncentrationen af ekstraktet (f.eks. via destillation eller rotorfordampning) en stor mængde energi. Desuden er vand tilbøjeligt til bakterie- og skimmelvækst.

Ultralyd frekvens

Ultralydsfrekvensen omkring 20kHz er blevet fastslået som den mest kraftfulde og effektive til botanisk ekstraktion. påvirker effektiviteten af ultralydassisteret ekstraktion ved udvinding af medicinske forbindelser fra planter. Generelt genererer den lave ultralydsfrekvens (dvs. ved ca. 20kHz) mere intens kavitation (sonomekaniske effekter), hvilket resulterer i højere effektivitet af ekstraktionsproceduren.

Plantematerialet

Plantematerialer kan variere meget i struktur og stivhed af deres celler. Afhængigt af cellevægssammensætningen, som kan indeholde cellulose, hemicelluloser, lignin, pektiske polysaccharider, proteiner, phenol- og ikke-celluloseforbindelser og vand, kan cellevægge være enten robuste eller bløde. Forskellige plantetyper og dele indeholder forskellige typer og mængder af disse cellevægskomponenter. Derfor kræver hver type anlæg specifikke forarbejdningsparametre for optimale ekstraktionsresultater.
Da intensiteten kan indstilles præcist, kan Hielscher ultralydsekstraktorer pålideligt bryde bløde og hårde cellevægge. Bløde cellevægge kan have brug for mindre intens ultralydbehandling, mens robuste cellestrukturer drager fordel af en mere intens behandling.
Råmaterialet til botanisk ekstraktion kan være friskhøstet (vådt) eller tørret. Ultralydsekstraktion er velegnet til både friske / våde såvel som tørrede planter. Partikelstørrelsen af plantens faste stoffer er en anden vigtig faktor: Et højt overfladeareal (dvs. lille partikelstørrelse) er fordelagtigt, da det giver et stort kontaktområde for ultralydskavitationsforskydningskræfterne, hvilket resulterer i højere effektivitet. Derfor macereres eller formales plantemateriale i små stykker (ca. 3-5 mm).

Hvorfor er ultralydsekstraktion den bedste metode?

Effektivitet

  • Højere udbytter
  • Hurtig ekstraktionsproces – inden for få minutter
  • Ekstrakter af høj kvalitet – mild, ikke-termisk ekstraktion
  • Grønne opløsningsmidler (vand, ethanol, glycerin, vegetabilske olier, NADES osv.)

Enkelhed

  • Plug-and-play – Opsætning og betjening inden for få minutter
  • Høj kapacitet – Til produktion af ekstrakter i stor skala
  • Batchvis eller kontinuerlig inline-drift
  • Enkel installation og opstart
  • Bærbar / flytbar – Bærbare enheder eller bygget på hjul
  • Lineær opskalering – tilføj endnu et ultralydssystem parallelt for at øge kapaciteten
  • Fjernovervågning og -styring – via pc, smartphone eller tablet
  • Ingen procesovervågning påkrævet – opsætning og kørsel
  • Højtydende – designet til kontinuerlig 24/7 produktion
  • Robusthed og lav vedligeholdelse
  • høj kvalitet – designet og bygget i Tyskland
  • Hurtig belastning og tømning mellem partier
  • Let at rengøre

Sikkerhed

  • Enkel og sikker at køre
  • Ekstraktion uden opløsningsmidler eller opløsningsmidler (vand, ethanol, vegetabilske olier, glycerin osv.)
  • Ingen høje tryk og temperaturer
  • ATEX-certificerede eksplosionssikre systemer tilgængelige
  • Nem at styre (også via fjernbetjening)


Litteratur / Referencer

Tabel: Vandets damptryk

temperatur
i °C
Damptryk
i mmHg (Torr)
Damptryk
i Hectopascal 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 fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.

Vi vil med glæde diskutere din proces.

Let's get in contact.