Superkritisk væskeekstraktion forbedret af Power Ultrasonics
Ultralydsekstraktion alene eller i kombination med alternative ekstraktionsmetoder såsom opløsningsmiddelekstraktion eller superkritisk CO2 Extractors bruges med succes til at udvinde hele spektret af cannabinoider fra cannabisplanten (hamp og marihuana). I marihuana er den vigtigste cannabinoidbestanddel Δ9-tetrahydro-cannabinol (Δ9-THC) med sine velkendte psykotrope virkninger. Andre vigtige cannabinoider med mindre eller ingen psykotrop aktivitet kan findes i både hamp og marihuana og omfatter cannabidiolsyre (CBDA), cannabidiol (CBD), cannabigerol (CBG), cannabichromen (CBC), cannabinol (CBN) og cannabicyclol (CBL) sammen med andre C19-associerede homologer.
Ultralydsforbedret superkritisk CO2 Ekstraktion
Kombinationen af ultralyd med høj effekt og superkritiske væskeekstraktorer (SFE) er en yderst effektiv og ren metode til at fremskynde og forbedre masseoverførselsprocesser. Masseoverførsel mellem råmateriale (f.eks. botaniske stoffer som blade, blomster, knopper osv.) og opløsningsmidlet (f.eks. superkritisk CO2) er den begrænsende faktor under ekstraktionsprocesserne. På grund af den begrænsede masseoverførsel reduceres ekstraktionseffektiviteten. For at kompensere for den manglende effektivitet skal enten ekstraktionstiden øges, eller ekstraktionsudbyttet skal ofres.
Ultralydbehandling med høj effekt er en velafprøvet teknologi til at intensivere langsomme reaktioner ved at forbedre masseoverførsel mellem faser. Ved intense vibrationer, forskydningskræfter og omrørende turbulenser udsætter ultralyd ekstraktionsråmaterialet med en betydeligt øget hastighed for opløsningsmidlet. Dette resulterer i overlegne ekstraktionsudbytter og en reduceret ekstraktionstid. Ultralydbehandling forbedrer ekstraktionseffektiviteten af enhver form for superkritisk væskeudsugning:
- ved at øge udbyttet
- ved at forkorte ekstraktionstiden
- ved at reducere det krævede tryk
- ved at forbedre den samlede produktionskapacitet
UIP2000hdT ultralydsekstraktor kan flanges til superkritisk CO
Ultralydsforbedring af masseoverførsel i superkritiske CO2-ekstraktionsprocesser kan let realiseres ved at implementere en højtydende ultralydssonde såsom en Cascatrode i den superkritiske væskeudsugning. Hielscher Ultrasonics-sonder (også kendt som ultralydshorn, sonotroder) kan tilsluttes via standard flangetætning og er kompatible med swedge lock-stik. Dette gør installation og betjening enkel og sikker. Som alle Hielscher ultralydapparater kendt for deres robusthed og kontinuerlige ydeevne, er et en gang installeret system af lav vedligeholdelse.
Hielscher ultralydapparater og sonder er tilgængelige til
- Superkritiske væskeudsugere i lille skala / laboratorier
- semi-industriel skala
- industriel skala
Ultralydsekstraktor implementeret i et superkritisk CO2-system for at forbedre masseoverførslen. Dette øger ekstraktionsudbyttet og reducerer ekstraktionstid og temperatur.
figur og undersøgelse: Hu et al. 2007
Casestudie for ultralydsforstærket superkritisk CO2 Ekstraktion
Ingefær ekstraktion: Balachandran et al. (2006) undersøgte effektiviteten af ultralydassisteret superkritisk CO2-ekstraktion ved hjælp af Hielscher Ultralydsapparat UIP500hdT. De undersøgte indflydelsen af ultralyd på superkritisk ekstraktion ved hjælp af frysetørret ingefær. "Udbyttet af skarpe forbindelser fra ingefær øges betydeligt under påvirkning af ultralyd, med forbedringer på op til 30 % mod slutningen af ekstraktionsperioden." (Balachandran et al. 2006)
Læs mere om ultralyd ingefærekstraktion!
FESEM billeder af ingefærpartikler. (A) Eksperimenter uden sonikering, (B) eksperimenter med sonikering ved hjælp af UIP500hdT .
Billede og studie: Balachandran et al. 2006
- intensivere masseoverførslen under SFE
- øge ekstraktudbyttet
- fremskynde SFE-udvinding
- Håndter nemt høje tryk
- håndtere forskellige råvarer
- eftermonteres i eksisterende SFE-systemer
- installeres fleksibelt
- være præcist kontrolleret
- fjernstyres
- betjenes sikkert
Ultralydsekstraktorer med høj effekt til superkritisk væskeekstraktion
Hielscher ultralydapparater kan let implementeres i enhver regelmæssig superkritisk CO2 for at forbedre masseoverførslen og dermed øge ekstraktionsudbyttet.
Ultralydssonderne i CascatrodeTM er særligt velegnede til integration i en CO2 ekstraktor, da Hielscher kascatroder tilbyder et højt overfladeareal, som udsender stærk kavitation i de store tanke med CO2 udsugningssystemer og kan derved nemt behandle store mængder. Hielscher Ultralyd’ Robuste og pålidelige industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift. For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydssonotroder tilgængelige. Den pålidelige kontinuerlige drift af høje amplituder samt robustheden og den lave vedligeholdelse af Hielscher ultralydsekstraktorer gør dem til det ideelle udstyr til implementering i R&D og kommerciel superkritisk/subkritisk CO2 Udsugningsanlæg.
- Konstant høj ydeevne
- 24/7/365 betjening
- Præcis processtyring
- Robusthed
- lav vedligeholdelse
- Sikker og nem at betjene
- Fjernstyring af browseren
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater:
| Batch volumen | Flowhastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 10 til 2000 ml | 20 til 400 ml/min | UP200St, UP400St |
| 0.1 til 8L | 0.2 til 2 l/min | UIP500hdT |
| 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
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry
Volume 13, Issue 6, Sept. 2006. 471-479. - Yanxiang Gao, Bence Nagy, Xuan Liu, Béla Simándi, Qi Wang (2009): Supercritical CO2 extraction of lutein esters from marigold (Tagetes erecta L.) enhanced by ultrasound. The Journal of Supercritical Fluids. Volume 49, Issue 3, 2009. 345-350.
- E. Riera, A. Blanco, J. García, J. Benedito, A. Mulet, J. A. Gallego-Juárez, M. Blasco (2010): High-power ultrasonic system for the enhancement of mass transfer in supercritical CO2 extraction processes. Ultrasonics, 50, 2010, 306-309.
- Ai-jun Hu, Shuna Zhao, Hanhua Liang, Tai-qiu Qiu, Guohua Chen (2007): Ultrasound assisted supercritical fluid extraction of oil and coixenolide from adlay seed. Ultrasonics Sonochemistry Volume 14, Issue 2, Feb. 2007. 219-224.
Højtydende ultralyd! Hielschers produktsortiment dækker hele spektret fra den kompakte laboratorieultralydsapparat over bordenheder til fuldindustrielle ultralydssystemer.