Strategier for højere udbytter i botanisk ekstraktion
For at producere ekstrakter af høj kvalitet fra botaniske stoffer med høj effektivitet, dvs. høje udbytter af ekstrakter af høj kvalitet inden for en kort ekstraktionstid, kræves en højtydende ekstraktionsteknik. Ultralydsekstraktion er en procesintensiverende teknik, der gør det muligt at bruge en bred vifte af råmaterialer og producerer høje udbytter af overlegne ekstrakter på en hurtig og omkostningseffektiv måde.
Premium botaniske ekstrakter med Power Ultrasound
Når en specifik bioaktiv forbindelse eller en bioaktiv fraktion fra en botanisk ingrediens ekstraheres, påvirker forskellige faktorer ekstraktionsprocessen. Udover ekstraktionsteknologien (f.eks. Ultralydsekstraktion) er opløsningsmidlets polaritet, råmateriale og dets forbehandling, fast / væskeforhold (dvs. plantestof / opløsningsmiddelforhold), ekstraktionstid og temperatur vigtige procesfaktorer, der skal overvejes nøje. Ultralydassisteret ekstraktion (UAE) giver mulighed for ideelle behandlingsforhold, som er kendetegnet ved mildhed og høj effektivitet samtidigt. Frit valg af milde opløsningsmidler eller koldtvandsekstraktion, lave temperaturer og korte behandlingstider gør ultralydsekstraktion til den overlegne ekstraktionsteknik, som forhindrer termisk eller kemisk nedbrydning af de bioaktive molekyler. Desuden kan UAE frigive den komplette tilgængelige mængde bioaktive molekyler fra planteråmaterialet. Dette er grunden til, at ultralydbehandling er den mest udbredte ekstraktionsteknologi til produktion af højpotente ekstrakter.
Hvad gør ultralydsekstraktion overlegen?
Ultralydsassisteret ekstraktion (UAE) er en yderst effektiv ekstraktionsteknik, som er baseret på rene mekaniske kræfter. Ultralyd eller akustisk kavitation er kendetegnet ved intense forskydningskræfter samt lokalt forekommende høje temperatur- og trykforskelle. Disse meget intense kavitationskræfter forårsager såkaldt sonoporation, som er generering af nye og udvidelse af eksisterende porer i cellemembranen samt forstyrrelse af plantecellestrukturer. Den ultralydsintensiverede flux af opløsningsmiddel ind og ud af cellens indre bidrager til hurtig og fuldstændig frigivelse af de botaniske stoffer. Ved udelukkende at bruge mekaniske kræfter ændrer UAE ikke de botaniske molekyler via kemikalier eller intens varmebehandling og forhindrer derved kemiske eller varmeinducerede ændringer af de bioaktive stoffer, der findes i botaniske stoffer. Som et resultat producerer ultralydsekstraktion fuldspektret ekstrakter af høj kvalitet, der tilbyder den fulde effekt af kombinerede botaniske stoffer, kendt som såkaldt entourage-effekt.
Ultralyd ekstraktion: Mild ikke-termisk, men alligevel meget effektiv teknik til høje udbytter af ekstrakter af høj kvalitet.
Sammenligning af ultralydsekstraktion med andre teknikker
Ultralydsekstraktion er en meget anvendt teknik til at frigive og isolere bioaktive forbindelser såsom antioxidanter, polyfenoler, polysaccharider, proteiner, lipider, cannabinoider og andre fytokemikalier fra plantematerialer. Sonikering er den foretrukne metode på grund af mange fordele såsom høje / komplette ekstraktionsudbytter, hurtig, ikke-termisk behandling, kompatibilitet med næsten alle opløsningsmidler (f.eks. Vand, ethanol, methanol, isopropanol, vegetabilske olier, glycerin osv.), enkel og sikker betjening, lav vedligeholdelse blandt mange andre.
Nedenstående tabel sammenligner ultralydsekstraktion med andre konventionelle ekstraktionsmetoder, der understreger fordelene ved UAE.
ultralyd ekstraktion | maceration | CO2 Ekstraktion | Soxhlet | Nedsivning | |
---|---|---|---|---|---|
opløsningsmiddel | kompatibel med næsten alle opløsningsmidler | vandige og ikke-vandige opløsningsmidler | CO2 | vandige og ikke-vandige opløsningsmidler | organiske opløsningsmidler |
temperatur | ikke-termisk ekstraktion Præcis temperaturkontrol | ambient | under varme | Omgivelsestemperatur lejlighedsvis påføres varme | over den kritiske temperatur på 31°C |
tryk | både, atmosfæriske eller forhøjet tryk muligt | atmosfærisk | atmosfærisk | atmosfærisk | meget høje tryk (over det kritiske tryk på 74 bar) |
Behandlingstid | Hurtig | meget langsom | langsom | meget langsom | Moderat |
Mængde af opløsningsmiddel | lav høj fast belastning af plantemateriale opløsningsmidlet, især når en flowcelle opsætning bruges | stor | Moderat | stor | store mængder Superkritisk CO2 |
Polaritet af naturligt ekstrakt | afhængig af opløsningsmiddel; at udtrække upolære og polære forbindelser, en totrinsekstraktion Det anbefales at bruge to opløsningsmidler | afhængig af opløsningsmiddel | afhængig af opløsningsmiddel | afhængig af opløsningsmiddel | afhængig af tryk (under højere tryk mere polært) |
Fleksibilitet / skalerbarhed | til batch- og inline-ekstraktion lineær skalerbarhed | kun batchekstraktion begrænset skalerbarhed | kun batchekstraktion begrænset skalerbarhed | kun batchekstraktion begrænset skalerbarhed | kun batchekstraktion begrænset lineær skalerbarhed, meget dyrt |
Hvorfor er ultralydsekstraktion så effektiv?
Ekstraktionsintensiveringsmekanismen for effekt ultralyd tilskrives hovedsageligt fænomenet akustisk kavitation. Ultralydskavitation forårsager kollisioner mellem partikler af den botaniske biomasse, hvilket resulterer i intersærlig fraktionering og reduktion af partikelstørrelse. Når kavitationsbobler kollapser på overfladen af de vegetabilske faste stoffer, forstørrer erosion og sonoporation partikeloverfladen yderligere. Den derved intensiverede masseoverførsel letter frigivelsen af molekyler som proteiner, lipider, sukkerarter, vitaminer, antioxidanter, fytokemikalier og kostfibre. Ultralydgenererede forskydningskræfter forbedrer opløsningsmidlets indtrængning i den cellulære matrix af det botaniske stof og forbedrer permeabiliteten af cellemembranerne. Disse mekanismer for ultralyd er ansvarlige for den betydelige procesintensivering, der opnås, når ultralydbehandling anvendes til botanisk ekstraktion.
- høje udbytter
- ekstrakter af høj kvalitet
- Meget effektiv, hurtig proces
- lave driftsomkostninger
- reproducerbare resultater
- lineær skalerbarhed
- simpel & Sikker drift
- Robusthed
Få teknisk information om Hielscher ultralydsekstraktorer og deres fordele!
Hielscher Ultrasonics designer, fremstiller og distribuerer højtydende ultralydsekstraktorer til batch- og kontinuerlig behandling i enhver produktionsskala. Udover de højeste tekniske standarder og enestående robusthed og 24/7/365 drift for høj effektiv drift, er Hielscher ultralydapparater nemme og pålidelige at betjene. Høj effektivitet, smart software, intuitiv menu, automatisk dataprotokol og browserfjernbetjening er blot nogle få funktioner, der adskiller Hielscher emhætter fra andet udsugningsudstyr.
Fordele ved Hielscher ultralydsekstraktorer
Effektivitet
- Højere udbytter
- Hurtig ekstraktionsproces – inden for få minutter
- Ekstrakter af høj kvalitet – mild, ikke-termisk ekstraktion
- Grønne opløsningsmidler (vand, ethanol, glycerin, vegetabilske olier osv.)
Enkelhed
- Stik 'n’ leg – Opsætning og træn inden for få timer
- Høj kapacitet – Til produktion af ekstrakter i stor skala
- Batchvis eller kontinuerlig inline-drift
- Enkel opsætning – Understøtter flere spændinger og kun en tilslutning med fire slanger
- Bevægelig
- 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 på- og aflæsning mellem batches
- 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)
Opløsningsmidler til ultralydsekstraktion
Vælg det ideelle opløsningsmiddel til din ekstraktionsproces: vand, vand-alkoholblanding, isopropylalkohol, hexan, ethanol, methanol, butan, vegetabilske olier, glycerin,
Ikke-giftige opløsningsmidler såvel som andre standardopløsningsmidler er kompatible med ultralydsekstraktion.
Ultralyd koldtvandsekstraktion: Selvom vand teknisk set er et opløsningsmiddel, det såkaldte universelle opløsningsmiddel, betragtes en vandbaseret ekstraktion generelt som en ikke-opløsningsmiddelekstraktion. En ultralydsopløsningsmiddelfri ekstraktion kræver ingen fremmede stoffer. Opslæmningen af vand og plantemateriale sonikeres for at bryde plantens cellevægge, så de bioaktive molekyler frigives i vandet (opløsningsmiddel). Sonikering er en ren mekanisk metode, som ikke kemisk ændrer råmaterialet og ekstraktet. Derfor er ultralydsekstraktion den foretrukne teknik til fremstilling af botaniske ekstrakter af høj kvalitet.
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydsekstraktorer (batch- og gennemstrømningsbehandling):
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!
Litteratur / Referencer
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
- V. Lobo, A. Patil,A. Phatak, N. Chandra (2010): Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health. Pharmacognosy Reviews 2010 Jul-Dec; 4(8): 118–126.