Hielscher Ultrasonics
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Ultraschallextraktion mit tief-eutektischen Lösungsmitteln

Tief-eutektische Lösungsmittel (DES) und natürliche tief-eutektische Lösungsmittel (NADES) sind leistungsstarke, anpassbare und umweltfreundliche Extraktionsmittel für pflanzliche Stoffe, Lebensmittel, Nutrazeutika, Kosmetika und pharmazeutische Inhaltsstoffe. Hielscher-Sonden-Ultraschallgeräte intensivieren die DES-Extraktion, indem sie den Stoffaustausch beschleunigen, pflanzliche Zellstrukturen aufbrechen und die Lösungsmittelpenetration verbessern – selbst bei der Arbeit mit viskosen Lösungsmittelsystemen wie NADES auf Glycerinbasis.

Ganz gleich, ob Sie Lösungsmittelformulierungen im Labor testen, die Extraktionsparameter für einen bestimmten sekundären Pflanzenstoff optimieren oder auf eine kontinuierliche Inline-Produktion hochskalieren – die Ultraschallextraktoren von Hielscher bieten eine reproduzierbare Amplitudenregelung, einen robusten 24/7-Betrieb und eine skalierbare Verarbeitung von Millilitern bis hin zu industriellen Durchflussmengen.

Warum Extraktionsunternehmen Hielscher für die DES-Extraktion wählen

  • Höhere Extraktionseffizienz für Polyphenole, Flavonoide, Cannabinoide, Terpene, Anthocyane und andere bioaktive Verbindungen
  • Schnellere Extraktion im Vergleich zur herkömmlichen Mazeration und zur Lösungsmittelextraktion im Rührbehälter
  • Kompatibel mit DES, NADES, Glycerin, Wasser, Ethanol und gemischten Lösungsmittelsystemen
  • Effiziente Aufbereitung hochviskoser Lösungsmittel mittels Hochleistungs-Sondenultraschall
  • Chargen-, Umwälz- und Durchlaufanlagen
  • Präzise Steuerung von Amplitude, Energiezufuhr, Temperatur und Prozessdauer
  • Einfache Skalierung von der Machbarkeitsprüfung über die Pilotphase bis hin zur industriellen Serienproduktion
Teilen Sie uns Ihre Pflanzenart, die Zielverbindung, die DES/NADES-Zusammensetzung, die Chargengröße oder Durchflussrate sowie den angestrebten Durchsatz mit. Wir empfehlen Ihnen dann eine geeignete Ultraschallkonfiguration und Prozesskonfiguration.

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Tief-eutektische / stark eutektische Lösungsmittel (DES) sind hochwirksame Lösungsmittel für die botanische Ultraschallextraktion.

Die Ultraschallextraktion mit (natürlichen) tief eutektischen Lösungsmitteln ist eine hocheffiziente Methode zur Herstellung hochwertiger Pflanzenextrakte. Das Bild zeigt den Ultraschallprozessor UP400St (400W) mit einem 8L-Batch für die botanische Extraktion.

Warum die Ultraschallbehandlung die DES- und NADES-Extraktion verbessert

Ultraschallextraktor UP200Ht (200 Watt, 26 kHz) für die Extraktion bioaktiver Verbindungen wie Polysaccharide, Sterole, Glykoproteine, Terpenoide (z. B. Erinacine) sowie phenolische und flüchtige Verbindungen (z. B. Hericenone) unter Verwendung natürlicher tief eutektischer Lösungsmittel (natural deep eutectic solvents).Die Ultraschall-Extraktion in Kombination mit stark eutektischen Lösungsmitteln und natürlichen tief eutektischen Lösungsmitteln überzeugt durch mehrere Vorteile bei der Extraktion bioaktiver Verbindungen. Einer der Hauptvorteile ist die erhöhte Extraktionseffizienz von phenolischen Verbindungen und anderen Phytochemikalien aus natürlichen Quellen. Tiefeutektische Lösungsmittel sind für ihre hohe Extraktionseffizienz bekannt, die durch ultraschall-gestützte Extraktion noch gesteigert werden kann. Aufgrund ihrer Ungiftigkeit eignen sie sich hervorragend als Lösungsmittel für pharmazeutische Produkte und Lebensmittel. Dies macht die Ultraschallextraktion mit stark eutektischen Lösungsmitteln zu einer umweltfreundlichen und nachhaltigen Methode für die Gewinnung bioaktiver Verbindungen. Es ist wissenschaftlich erwiesen, dass die synergetische Verwendung von Ultraschall mit tief eutektischen Lösungsmitteln zu einer höheren Ausbeute an verschiedenen bioaktiven Verbindungen führt. Insgesamt bietet die Ultraschallextraktion in Kombination mit tief eutektischen Lösungsmitteln sowie natürlichen stark- eutektischen Lösungsmitteln einen effizienteren und umweltfreundlicheren Ansatz für die Extraktion bioaktiver Verbindungen.

 

Botanische Ultraschallextraktion mit Glyzerin als Lösungsmittel - UP400StIn diesem Video zeigen wir Ihnen die Vorteile der Extraktion potenter bioaktiver Verbindungen aus Kräuterblättern in Glyzerin mit einem Sondensonicator. Die Herausforderung ist die hohe Viskosität von pflanzlichem Glyzerin, etwa 1400 cP bei Raumtemperatur, eine Viskosität, mit der viele Sonotroden nicht umgehen können. Der 400 Watt starke Sonotrodenschallkopf UP400St bewältigt dieses zähflüssige Lösungsmittel jedoch mühelos und sorgt für eine gründliche Durchmischung und effiziente Extraktion selbst bei reinem pflanzlichem Glyzerin.
Pflanzliches Glyzerin ist ein ideales Extraktionslösungsmittel, da es nicht toxisch und nicht reizend ist und die Stabilität und Wirksamkeit empfindlicher bioaktiver Verbindungen bewahrt. Sowohl reines Glycerin als auch Glycerin-Wasser-Gemische sind nützliche Lösungsmittel für die Herstellung von Extrakten für Nahrungsergänzungsmittel und Nutraceuticals, Aromaextrakte, Lebensmittelzusatzstoffe und Kosmetika.
In diesem Video zeigen wir Ihnen die Vorteile der Extraktion potenter bioaktiver Verbindungen aus Kräuterblättern in Glyzerin mit einem Sondensonicator. Die Herausforderung ist die hohe Viskosität von pflanzlichem Glyzerin, etwa 1400 cP bei Raumtemperatur, eine Viskosität, mit der viele Sonotroden nicht umgehen können. Der 400 Watt starke Sonotrodenschallkopf UP400St bewältigt dieses zähflüssige Lösungsmittel jedoch mühelos und sorgt für eine gründliche Durchmischung und effiziente Extraktion selbst bei reinem pflanzlichem Glyzerin.
Pflanzliches Glyzerin ist ein ideales Extraktionslösungsmittel, da es nicht toxisch und nicht reizend ist und die Stabilität und Wirksamkeit empfindlicher bioaktiver Verbindungen bewahrt. Sowohl reines Glycerin als auch Glycerin-Wasser-Gemische sind nützliche Lösungsmittel für die Herstellung von Extrakten für Nahrungsergänzungsmittel und Nutraceuticals, Aromaextrakte, Lebensmittelzusatzstoffe und Kosmetika.

 

Ultraschall-Extraktion von Anthocyanen mit DES

Sonicator UP200Ht für die Extraktion pflanzlicher Stoffe unter Verwendung von tief-eutektischen LösungsmittelnAnthocyane sind wertvolle natürliche Farbstoffe und Antioxidantien, die in schwarzen Karotten, Beeren, Trauben, violettem Mais und anderen pflanzlichen Rohstoffen vorkommen. Tief-eutektische Lösungsmittel eignen sich gut für die Anthocyan-Extraktion, da ihr Netzwerk aus Wasserstoffbrückenbindungen so angepasst werden kann, dass es den Anforderungen dieser Farbstoffe an Polarität und Stabilität entspricht. In Kombination mit der Sonden-Ultraschallbehandlung wird die DES-Extraktion deutlich effizienter: Die Ultraschallkavitation zerstört pflanzliche Zellstrukturen, verbessert das Eindringen des Lösungsmittels und beschleunigt die Freisetzung der Anthocyane in das Extraktionsmedium. Eine Studie zu Anthocyanen aus schwarzen Karotten unter Verwendung des Ultraschallgeräts UP400St zeigt, dass DES auf Cholinchloridbasis, insbesondere in Kombination mit ultraschallunterstützter Extraktion, eine nachhaltige und effektive Alternative zur herkömmlichen Extraktion mit angesäuertem Ethanol oder Methanol darstellen kann. (vgl. Türker et al., 2021)

Ultraschall-Extraktion von Polyphenolen mit DES

Polyphenole, darunter Flavonoide, Phenolsäuren und verwandte antioxidative Verbindungen, sind wichtige Zielmoleküle bei der Extraktion in den Bereichen Botanik, Lebensmittel, Nutrazeutika und Kosmetik. Glycerinbasierte tief-eutektische Lösungsmittel sind für die Polyphenolgewinnung besonders attraktiv, da ihre Polarität und ihre Fähigkeit zur Wasserstoffbrückenbindung die Solubilisierung phenolischer Verbindungen begünstigen. Sonden-Ultraschall intensiviert den Prozess zusätzlich, indem er den Stoffaustausch erhöht, die Extraktionszeit verkürzt und den Kontakt zwischen dem tief-eutektischen Lösungsmittel und der Pflanzenmatrix verbessert.
In einer Forschungsstudie wurde ein Glycerin-Ammoniumacetat-DES unter Einsatz von ultraschallunterstützter Extraktion bei optimierten Parametern wie Temperatur, DES-Konzentration und Ultraschallamplitude verwendet. Das Ergebnis zeigte, dass die ultraschallunterstützte DES-Extraktion eine effiziente Gewinnung von Gesamtphenolen, Flavonoiden und antioxidativer Aktivität aus Chinaberry-Früchten ermöglichte, was das Potenzial der Ultraschallextraktion mit DES als umweltfreundliche Extraktionsmethode für die industrielle pflanzliche Verarbeitung demonstrierte. (vgl. Jamshed et al., 2022)

Vorteile der Ultraschallextraktion mit stark eutektischen Lösungsmitteln

  • Hocheffizient
  • schnelles Verfahren
  • nicht toxisch
  • Exakt abstimmbar auf den spezifische botanischen Stoff
  • Milde Verarbeitungsbedingungen
  • Batch- und Durchfluss-Modus
  • einfach und sicher
  • Umweltfreundlich / biologisch abbaubar
  • Recycelbar
  • Nicht entflammbar
  • Kosteneffizient
  • Leicht zugänglich

Was sind tief eutektische Lösungsmittel (DES)?

Tief eutektische Lösungsmittel werden in Kombination mit Ultraschallextraktion zur Herstellung organischer Pflanzenextrakte verwendetTief-eutektische Lösungsmittel (DES) sind Gemische aus mindestens einem Wasserstoffbrückenakzeptor (HBA) und einem Wasserstoffbrückendonor (HBD), darunter Carbonsäuren und andere erneuerbare Verbindungen. Laut Cai et al. (2019) „Die starke Wasserstoffbrückenbindung zwischen HBA und HBD ist der wichtigste Faktor für die Bildung von DES.“ [Cai et al. 2019]
Als Wasserstoffbrückenbindungsdonatoren werden häufig Verbindungen wie Zucker, Aminosäuren, Carbonsäuren (z. B. Benzoesäure, Zitronensäure, Bernsteinsäure) oder Amine (z. B. Harnstoff, Benzamid) verwendet. Das chemische Wechselwirkungspotenzial der Wasserstoffbrückenbindungsdonatoren ist der Hauptfaktor für die Bildung und die Effizienz von tief eutektischen Lösungsmitteln. Halogenidsalze wie Cholinchlorid oder Zinkchlorid können ebenfalls in Verbindung mit den Wasserstoffbrückenbindungsspendern verwendet werden. Andere tief eutektische Lösungsmittel auf Cholinchloridbasis werden mit Malonsäure, Phenol oder Glycerin gebildet. Aufgrund der starken Wasserstoffbrückenbindungen ist der Schmelzpunkt von tief eutektischen Lösungsmitteln im Vergleich zu ihren Einzelkomponenten deutlich reduziert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungsmitteln (z. B. Ethanol, Methanol, Hexan, Butan usw.) sind tief eutektische Lösungsmittel nicht flüchtig, d. h. sie haben einen sehr niedrigen Dampfdruck und sind daher schwer entflammbar. Die Toxizität tief eutektischer Lösungsmittel ist gering, ihre biologische Abbaubarkeit ist hoch, und die erforderlichen Ausgangsstoffe sind preiswert, leicht und reichlich verfügbar sowie erneuerbar.
Natürliche tief-eutektische Lösungsmittel (engl. Natural deep eutectic solvents - NADES) sind sogar noch umweltfreundlicher, da alle Ausgangsstoffe aus natürlichen Quellen stammen. (Natürlich) tief eutektische Lösungsmittel bieten zudem eine gut einstellbare Löslichkeit, die entsprechend der Chemie des gelösten Stoffes und der zur Herstellung tief eutektischer Lösungsmittel verwendeten Spezies angepasst wird. Einige natürliche tief eutektische Lösungsmittel weisen eine hohe Viskosität auf und sind daher für die Batch-Extraktion nicht sehr geeignet. Natürliche tief eutektische Lösungsmittel mit höherer Viskosität können jedoch erfolgreich als Lösungsmittel in der Durchflussextraktion mit Ultraschall eingesetzt werden.

Die nachstehende Tabelle zeigt einige beispielhafte Zusammensetzungen natürlicher tief eutektischer Lösungsmittel (NADES) für die Extraktion von Phytochemikalien:

NADES-Zusammensetzung Molarer Quotient
Cholinchlorid:Milchsäure 1:2
Cholinchlorid:Zitronensäure:Wasser 1:1:2
Cholinchlorid:Apfelsäure:Wasser 1:1:2
Cholinchlorid:Weinsäure 1:2
Cholinchlorid:Glycerin 1:2
Cholinchlorid:1,2-Propandiol 1:3
Cholinchlorid:Sorbitol 1:1
Cholinchlorid:Glukose:Wasser 2:1:1
Cholinchlorid:Fruktose:Wasser 2:1:1
Cholinchlorid:Harnstoff 1:2

 

Botanische Ultraschallextraktion - Wie man Ultraschallgeräte zur Extraktion botanischer Verbindungen verwendetIn dieser Präsentation führen wir Sie in die Herstellung botanischer Extrakte ein. Wir erläutern die Herausforderungen bei der Herstellung hochwertiger botanischer Extrakte und wie ein Sonicator Ihnen helfen kann, diese Herausforderungen zu meistern. Diese Präsentation zeigt Ihnen, wie die Ultraschallextraktion funktioniert. Sie erfahren, welche Vorteile Sie bei der Verwendung eines Sonicators für die Extraktion erwarten können und wie Sie einen Ultraschallextraktor in Ihre Extraktproduktion integrieren können.
In dieser Präsentation führen wir Sie in die Herstellung botanischer Extrakte ein. Wir erläutern die Herausforderungen bei der Herstellung hochwertiger botanischer Extrakte und wie ein Sonicator Ihnen helfen kann, diese Herausforderungen zu meistern. Diese Präsentation zeigt Ihnen, wie die Ultraschallextraktion funktioniert. Sie erfahren, welche Vorteile Sie bei der Verwendung eines Sonicators für die Extraktion erwarten können und wie Sie einen Ultraschallextraktor in Ihre Extraktproduktion integrieren können.

 

Industrieller Ultraschallhomogenisator UIP4000hdT mit Durchflusszellen – Anlage für die Produktion mit hohem Durchsatz. Ultraschall-Durchflusszellen für die Inline-Verarbeitung erleichtern die Skalierung auf große Durchsätze erheblich.

Industrie-Sonicator UIP4000hdT mit Durchflusszellen für die kontinuierliche Inline-Extraktion

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Wie funktioniert die Ultraschallextraktion mit tief eutektischen Lösungsmitteln?

Die Ultraschallkavitation wird für vielfältige Prozesse wie Homogenisieren, Dispergieren, Emulgieren und Extrahieren eingesetzt.Die Ultraschallextraktion basiert auf der sonomechanischen Wirkung von hochintensivem, niederfrequentem Ultraschall. Um die Extraktion von Pflanzenstoffen (d. h. bioaktiven Substanzen) durch Ultraschall zu fördern und zu intensivieren, werden Hochleistungs-Ultraschallwellen über eine Ultraschallsonde (auch Ultraschallhorn oder Sonotrode genannt) in das flüssige Medium, d. h. die Aufschlämmung, bestehend aus dem pflanzlichen Rohstoff und dem (natürlichen) tiefen eutektischen Lösungsmittel, eingekoppelt. Die Ultraschallwellen wandern durch die Flüssigkeit und erzeugen abwechselnde Niederdruck-/Hochdruckzyklen. Während der Niederdruckzyklen entstehen winzige Vakuumblasen (sogenannte Kavitationsblasen), die über mehrere Druckzyklen wachsen. Während dieser Zyklen des Blasenwachstums treten die in der Flüssigkeit gelösten Gase in die Vakuumblase ein, so dass sich die Vakuumblase in wachsende Gasblasen verwandelt. Nach dem Wachstum über mehrere Zyklen erreichen die Vakuumblasen eine bestimmte Größe, bei der sie keine Energie mehr aufnehmen können, so dass sie während eines Hochdruckzyklus gewaltsam implodieren. Die Blasenimplosion ist durch intensive Kavitationskräfte gekennzeichnet, die sehr hohe Temperaturen und Drücke von bis zu 4000K bzw. 1000atm sowie entsprechend hohe Temperatur- und Druckdifferenzen beinhalten. Diese durch Ultraschall erzeugten Turbulenzen und Scherkräfte brechen Pflanzenzellen auf und setzen die intrazellulären bioaktiven Verbindungen in das (natürliche) tiefe eutektische Lösungsmittel frei. Die Ultraschallextraktion öffnet die Zellstruktur der Pflanzen und intensiviert den Stoffaustausch zwischen Pflanzenmaterial und Lösungsmittel. Die Beschallung fördert dadurch die Wirksamkeit der natürlichen tiefen eutektischen Lösungsmittel. Die Ultraschallextraktion mit (natürlichen) tief eutektischen Lösungsmitteln führt zu außergewöhnlich hohen Ausbeuten innerhalb einer sehr kurzen Verarbeitungszeit.

Die ultraschall-gestützte Extraktion basiert auf dem Prinzip der durch akustischen Kavitation, welche Zellstrukturen aufbricht und den Stofftransfer fördert.

Leistungsstarke Ultraschallwellen brechen die Zellstruktur der Pflanzen auf, setzen die bioaktiven Verbindungen frei und fördern den Stoffaustausch zwischen dem Pflanzenmaterial und dem Lösungsmittel (z.B. dem tief eutektische Lösungsmittel).

Die Kombination von Ultraschallextraktion mit (natürlichen) tief eutektischen Lösungsmitteln bietet Ihnen die Möglichkeit, die prozessverstärkende Kraft des Ultraschalls mit den bemerkenswerten lösenden Effekten und der hervorragenden Gestaltungsmöglichkeit tief eutektischer Lösungsmittel zu kombinieren. Aufgrund der überlegenen Effizienz der Ultraschallextraktion, werden Ultrasonicators auch erfolgreich zur besonders schonenden Kaltwasserextraktion eingesetzt..
Kontaktieren Sie uns jetzt, um mehr über die leistungsstarke Anwendung der Ultraschallextraktion mit tief eutektischen Lösungsmitteln zu erfahren!

Die Ultraschallextraktion kann mit tief eutektischen Lösungsmitteln kombiniert werden, um eine höhere Effizienz und Umweltfreundlichkeit zu erreichen.

Ultraschall-Extraktor UIP2000hdT (2kW) zur Herstellung von botanischen Extrakten

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Ultraschall-Extraktoren für die DES-Extraktion im Labor, im Pilotmaßstab und in der Industrie

Industrieller Ultraschallextraktor für die Inline-Extraktion von pflanzlichen Stoffen in großem Maßstab.Die Ultraschallextraktion ist eine zuverlässige Prozesstechnologie, welche die Herstellung von hochwertigen Extrakten aus verschiedenen pflanzlichen sowie mit beliebigen Lösungsmitteln vereinfacht und beschleunigt. Die Ultraschallextraktion ist in hohem Maße mit (natürlichen) tief eutektischen Lösungsmitteln kompatibel, welche aufgrund ihres hervorragenden Lösungsvermögens, der Anpassungsfähigkeit an den Extrakt, der Nachhaltigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und der Umweltfreundlichkeit als besonders vorteilhaft gelten. Die Kombination der Prozessintensivierung durch Leistungsultraschalls mit den Vorteilen (natürlicher) tief eutektischer Lösungsmittel verleiht dieser Verfahrenstechnik Überlegenheit auf vielen Ebenen. Das Portfolio von Hielscher Ultrasonics reicht vom kompakten Labor-Ultraschallgerät bis zur industriellen Extraktionsanlage. Alle Geräte sind natürlich für die Extraktion mit tief eutektischen Lösungsmitteln geeignet.
Unsere langjährig erfahrenen Mitarbeiter begleiten Sie von der Machbarkeitsprüfung über die Prozessoptimierung bis hin zur Installation Ihres Ultraschallsystems auf finaler Produktionsebene.

Absaugvolumen Empfohlener Ultraschallzerkleinerer
Methodenentwicklung, R&D, Screening UP100H (100W), UP200Ht (200W), UP400St (400W)
Chargen mit viskosem DES/NADES UIP500hdT (500W), UIP1000hdT (1000W)
Pilotproduktion UIP1000hdT oder UIP2000hdT (2000 W)
Kontinuierliche industrielle Absaugung UIP4000hdT (4000 W), UIP6000hdT (6000 W), UIP16000hdT (16kW) oder Cluster

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Teilen Sie uns Ihr Ausgangsmaterial, die Zielverbindung, die Zusammensetzung des Lösungsmittels, die Chargengröße oder Durchflussrate sowie den erforderlichen Durchsatz mit. Unser technisches Team wird Ihnen einen geeigneten Ultraschallextraktor und eine geeignete Prozesskonfiguration für Ihre DES- oder NADES-Extraktion empfehlen.





 

Ultraschall-Extraktion von pflanzlichen Stoffen - 1000 Watt Sonicator Hielscher UIP100hdTIn diesem kurzen Clip stellen wir Ihnen die Leistungsfähigkeit der Ultraschallextraktion mit dem Hielscher Sondensonicator UIP1000hdT vor! Sehen Sie, wie die Beschallung die überlegene Technik für die Extraktion wertvoller Phytochemikalien, Lipide und Nährstoffe aus Kräutern und Pflanzenmaterialien ist. Dieses nicht-thermische, schonende Verfahren bricht die Zellstrukturen auf und sorgt für hohe Ausbeuten und schnellere Extraktionsraten ohne Beeinträchtigung der Extraktqualität. Die Ultraschallextraktion ist mit jedem Lösungsmittel kompatibel, einfach zu bedienen und umweltfreundlich. Sie bietet ein komplettes Spektrum an Extrakten von höchster Qualität mit kurzen Verarbeitungszeiten und skalierbaren Ergebnissen.
Nutzen Sie die Vorteile der Ultraschallextraktion und verwenden Sie einen Hielscher Sonicator zur Pflanzenextraktion mit unübertroffener Effizienz und Nachhaltigkeit!
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Ultraschallextraktion von Enzianwurzeln mit Glyzerin als Lösungsmittel - Sonicator UP200HtIn diesem kurzen Clip demonstrieren wir Ihnen die Ultraschallextraktion von Bitterstoffen wie Amarogentin aus der Enzianwurzel mit einer 50%igen Glyzerin-Wasser-Mischung als Lösungsmittel. Das 200 Watt starke Sondenmodell UP200Ht ist ein zuverlässiger Sonicator für die botanische Extraktion mit dem Lösungsmittel Ihrer Wahl. Das bedeutet, dass Ultraschall häufig in Kombination mit reinem Glycerin oder Glycerinmischungen als Extraktionslösungsmittel verwendet wird.
Glycerin (Glycerin) ist in der Lage, die Integrität bioaktiver Verbindungen zu bewahren, was es in Verbindung mit seiner ungiftigen und biologisch abbaubaren Beschaffenheit zu einem attraktiven Lösungsmittel für die Pharma-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie macht. In Verbindung mit den milden Extraktionsbedingungen der Ultraschallbehandlung weisen Glyzerinextrakte mit Ultraschall eine ausgezeichnete Qualität und Bioverfügbarkeit auf. Der Beschallungsprozess gewährleistet höchste Effizienz, was zu hohen Ausbeuten, verkürzter Extraktionszeit und niedrigen Verarbeitungskosten führt! Verwenden Sie das Lösungsmittel Ihrer Wahl, erzielen Sie exzellente Extraktionsausbeuten und überlegene Extraktqualität mit Hielscher Sonicators!

Häufig gestellte Fragen zur Ultraschallextraktion mit tief-eutektischen Lösungsmitteln

Was ist die Ultraschallextraktion mit tief-eutektischen Lösungsmitteln?

Bei der Ultraschallextraktion mit tief-eutektischen Lösungsmitteln wird die Ultraschallbehandlung mittels Sonde mit DES- oder NADES-Lösungsmittelsystemen kombiniert. Die Ultraschallsonde leitet hochintensive Schallwellen in die Pflanzen-Lösungsmittel-Suspension ein. Die dadurch entstehende Kavitation zerstört die pflanzlichen Zellstrukturen, verbessert das Eindringen des Lösungsmittels und beschleunigt den Übergang bioaktiver Verbindungen in das tief-eutektische Lösungsmittel.

Warum wird bei der DES- und NADES-Extraktion Ultraschall eingesetzt?

Ultraschall verbessert die DES- und NADES-Extraktion, indem er den Stoffaustausch fördert, die Extraktionszeit verkürzt und dazu beiträgt, dass das Lösungsmittel intrazelluläre Verbindungen effektiver erreicht. Dies ist besonders nützlich bei pflanzlichen Materialien, bei denen die Zielverbindungen im Inneren von Pflanzenzellen, Fasern oder harzartigen Strukturen eingeschlossen sind.

Welche Verbindungen lassen sich mit DES und NADES mittels Ultraschall extrahieren?

Die Ultraschall-DES- und NADES-Extraktion kann für viele bioaktive Verbindungen eingesetzt werden, darunter Polyphenole, Flavonoide, Anthocyane, Terpene, Cannabinoide, Alkaloide, Antioxidantien, Pigmente, Aromastoffe und andere sekundäre Pflanzenstoffe. Die Zusammensetzung des Lösungsmittels sollte entsprechend der Polarität, Stabilität und Löslichkeit der Zielverbindung ausgewählt werden.

Sind tief-eutektische Lösungsmittel mit den Ultraschallextraktoren von Hielscher kompatibel?

Ja. Die Sonden-Ultraschallgeräte von Hielscher eignen sich für die Extraktion mit tief-eutektischen Lösungsmitteln, natürlichen tief-eutektischen Lösungsmitteln, Lösungsmittelsystemen auf Glycerinbasis, Wasser, Ethanol und vielen anderen Extraktionsmedien. Für viskose DES- oder NADES-Systeme ist ein leistungsstarker Sonden-Ultraschallapparat besonders nützlich, da er für intensives Mischen, Kavitation und Stoffaustausch direkt in der Flüssigkeit sorgt.

Kann das Ultraschall-DES-Extraktionsverfahren hochviskose Lösungsmittel verarbeiten?

Ja. Viele DES- und NADES-Formulierungen weisen eine höhere Viskosität auf als herkömmliche Lösungsmittel. Ultraschallprozessoren von Hielscher eignen sich gut für viskose Extraktionsmedien, da die Sonotrode Ultraschall mit hoher Amplitude direkt in das Lösungsmittel-Material-Gemisch einbringt. Bei größeren Volumina oder in der kontinuierlichen Verarbeitung können Durchflussreaktoren die Durchmischung, die Temperaturregelung und die Prozessgleichmäßigkeit verbessern.

Eignet sich die Ultraschall-DES-Extraktion für die Herstellung von Lebensmitteln, Nutrazeutika und Kosmetika?

Ja. DES und NADES werden häufig für Anwendungen gewählt, bei denen eine geringe Flüchtigkeit, geringere Gefahren durch Lösungsmittel und eine anpassbare Extraktionsleistung wichtig sind. Je nach den gewählten Lösungsmittelkomponenten und den gesetzlichen Anforderungen kann die Ultraschall-DES-Extraktion für Lebensmittelzutaten, nutrazeutische Extrakte, kosmetische Wirkstoffe, pflanzliche Konzentrate und Extrakte in Forschungsqualität eingesetzt werden.

Lässt sich die Ultraschallextraktion mit DES auf größere Maßstäbe übertragen?

Ja. Die Ultraschallextraktion ist in hohem Maße skalierbar, da dieselben Prozessparameter – wie Amplitude, Energiezufuhr, Verweilzeit, Temperatur und Feststoff-Flüssigkeits-Verhältnis – von Laborversuchen auf die Pilot- und industrielle Produktion übertragen werden können. Hielscher liefert Ultraschallextraktoren für kleine Laborproben, die Optimierung im Labormaßstab, Pilotchargen und die kontinuierliche industrielle Durchlaufextraktion.

Sollte ich bei DES-Prozessen die Chargen- oder die Inline-Ultraschallextraktion verwenden?

Die Chargenextraktion eignet sich oft am besten für Laboruntersuchungen, das Screening von Formulierungen und kleine Produktionsmengen. Die Inline-Ultraschallextraktion wird in der Regel für die Pilot- und Industrieproduktion bevorzugt, da sie eine kontrollierte Verweilzeit, eine verbesserte Reproduzierbarkeit, eine einfachere Kühlung und einen kontinuierlichen Durchsatz bietet. Die optimale Konfiguration hängt von der Viskosität, dem Pflanzenmaterial, dem Lösungsmittelverhältnis, der Zielverbindung und der Produktionskapazität ab.

Wie wähle ich den richtigen Ultraschallextraktor für die DES-Extraktion aus?

Die Wahl des richtigen Ultraschallextraktionsgeräts hängt von Ihrem Probenvolumen, der Chargengröße, der Durchflussrate, der Viskosität des Lösungsmittels, der Zielverbindung, der Extraktionstemperatur und dem Produktionsziel ab. Kleine Laboreinheiten eignen sich für die Methodenentwicklung, während industrielle Ultraschallgeräte der UIP-Serie für die DES-Extraktion im Pilot- und Produktionsmaßstab eingesetzt werden. Hielscher kann Ihnen eine Konfiguration empfehlen, die auf Ihrem Ausgangsmaterial, Ihrem Lösungsmittelsystem und dem erforderlichen Durchsatz basiert.

Welche Prozessparameter sind bei der Ultraschall-DES-Extraktion von Bedeutung?

Zu den wichtigen Parametern zählen die Ultraschallamplitude, die Energiezufuhr, die Extraktionszeit, die Temperatur, die Zusammensetzung von DES oder NADES, der Wassergehalt, das Feststoff-Flüssigkeits-Verhältnis, die Partikelgröße, die Viskosität und die Durchflussrate. Diese Parameter sollten für jedes pflanzliche Ausgangsmaterial und jede Zielverbindung optimiert werden, um eine hohe Ausbeute, eine gute Extraktqualität und eine reproduzierbare Produktion zu erzielen.

Literatur / Literaturhinweise

Hielscher Ultrasonics liefert Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren vom Labor- bis zum Industriemaßstab.

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.


Wir besprechen gerne Ihren Prozess mit Ihnen.