Hielscher Ultraschalltechnik

Ultraschall-Extraktion von Holunderbeeren

Holunderbeerextrakte sind für ihre antiviralen Eigenschaften bekannt und werden daher in großem Umfang als Naturheilmittel zur Linderung von Grippesymptomen wie Fieber, Husten und Halsschmerzen eingesetzt. Um Holunderbeerextrakte mit einem hohen Polyphenol- und Antioxidantiengehalt herzustellen, ist eine milde, aber effiziente Extraktionsmethode erforderlich. Die Ultraschall-Extraktion als nicht-thermische, milde Technik wird bei der Herstellung hochwertiger botanischer Extrakte weit verbreitet eingesetzt. Die Ultraschall-Extraktion erhöht die Extraktionsrate, den Ertrag und die Qualität von Holunderbeerenextrakten.

Holunderbeeren-Extrakt

Polyphenols, flavonoids and vitamins are efficiently extracted from elderberry fruits and flowers by ultrasonicationHolunderbeeren sind die Frucht des Schwarzen Holunders (Sambucus nigra L.). Holunderfrüchte und -blüten sind bekannt für ihren Reichtum an Flavonoiden und Vitaminen. Die Beeren enthalten einen hohen Gehalt an bestimmten Anthocyanen, und sowohl Beeren als auch Blüten enthalten einen hohen Gehalt an bestimmten Flavonolen. Flavonoide wie Anthocyane, Proanthocyanidine, Flavonole, Flavanone und Flavone sind polyphenolische Antioxidantien, die das Immunsystem unterstützen und verschiedene Vorteile für die allgemeine Gesundheit aufweisen. Darüber hinaus hat Holunderbeere antivirale, antibakterielle und krebshemmende Eigenschaften und verbessert nachweislich die kardiovaskuläre Gesundheit. Insbesondere die Flavonoide verleihen Holunderprodukten ihre außergewöhnlichen antiviralen Eigenschaften.
Um den größten Nutzen aus den gesundheitsfördernden Eigenschaften des Holunders zu ziehen, werden die bioaktiven Verbindungen wie Polyphenole, Flavonoide, Anthocyane und Vitamine aus Holunderfrüchten und -blüten extrahiert und zu einem konzentrierten, hochwirksamen Gesundheitsprodukt formuliert.
Kommerzielle Holunderpräparate zur Behandlung der Erkältung und Grippe sind in verschiedenen Formen erhältlich, darunter Flüssigkeiten, Sirupe, Kapseln, Tabletten, Lutschtabletten und Gummis.

Ultraschall-Extraktion – Eine Turbo-Extraktionstechnik

Um große Mengen an hochwertigem Holunderbeerenextrakt herzustellen, ist eine effiziente, aber dennoch schonende Extraktionstechnik erforderlich. Die Milde des Extraktionsverfahrens ist wichtig, um den Abbau der bioaktiven Verbindungen zu vermeiden. Beispielsweise sind viele Phytonährstoffe thermolabil, d.h. sie werden durch Wärme abgebaut. Die Ultraschallextraktion ist eine nicht-thermische Technik, deren Mechanismus rein mechanisch ist. Die Ultraschallextraktion beruht auf der Erzeugung von akustischer Kavitation, die Scherkräfte und Turbulenzen in der Extraktionsflüssigkeit erzeugt. Diese kavitativen Scherkräfte stören die Zellmatrix der Pflanze und setzen die bioaktiven Verbindungen, wie Polyphenole, Anthocyane, Flavonoide und Vitamine, in die umgebende Extraktionsflüssigkeit/Lösungsmittel frei. Aufgrund der Wirksamkeit der Ultraschall-Kavitation kann die Ultraschall-Extraktion die gesamte Menge an bioaktiven Phyto-Nährstoffen aus dem botanischen Rohstoff freisetzen. Die Ultraschall-Extraktion liefert außergewöhnlich hohe Ausbeuten in einer sehr kurzen Verarbeitungszeit.

Ultrasonic extractor UP400St + sonotrode S24d22L2D with 8L extraction batch for botanical extraction

Der UP400St ist ein 400 Watt starker Ultraschall-Extraktor zur Freisetzung und Isolierung von Phyto-Nährstoffen aus Pflanzen

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Ultraschall-Extraktion mit dem Ultraschall-Extraktor UP200Ht
Ein weiterer Vorteil ist die Kompatibilität von Ultraschall mit jeder Art von Lösungsmitteln. Während herkömmliche Extraktionsverfahren wie Einweichen, Mazeration oder Soxhlet-Extraktion oft harte und toxische Lösungsmittel erfordern, können Sie bei der Ultraschallextraktion das Lösungsmittel Ihrer Wahl wählen. Die Ultraschallextraktion kann mit Wasser, Wasser/Alkohol-Gemischen, Ethanol, Pflanzenölen und anderen milden Lösungsmitteln durchgeführt werden. Insbesondere (wässriges) Ethanol hat sich als wirksames und zuverlässiges Lösungsmittel erwiesen, das nach der Extraktion leicht verdampft werden kann und Restspurenmengen im Extrakt ungiftig sind.
Ultraschall ist ein etabliertes Verfahren zur Herstellung hochwertiger Extrakte aus Pflanzen, z.B. Holunderfrüchten und -blüten. Hochleistungs-Ultraschall ist eine prozessverstärkende Technik: Sie macht die Extraktion durch höhere Erträge effizienter und beschleunigt den Prozess. Daher wird die Beschallung auch als Turboextraktionsverfahren bezeichnet.

Vorteile der Ultraschall-Extraktion von Holunderbeeren

  • Höhere Erträge
  • schnelle Extraktion
  • Hochwertiger Extrakt
  • Nicht-thermische Behandlung
  • Freie Wahl des Lösungsmittels
  • einfach und sicher zu bedienen

Turbo-Extraktion botanischer Verbindungen mit Ultraschall

Als Turboextraktionsverfahren extrahiert Ultraschall wesentlich intensiver als andere konventionelle Extraktionsverfahren (z.B. Kalteinweichung, Infusion, Mazeration, Perkolation etc.). Dies ist auf die ultraschallinduzierte Vermischung, die Zerkleinerung der Partikel und den dadurch verbesserten Stoffaustausch zurückzuführen. Mit einem erhöhten Stoffübergang wird das Konzentrationsgleichgewicht zwischen pflanzlichem Material (Biomasse) und dem umgebenden Lösungsmittel wesentlich schneller erreicht. Sobald dieses Konzentrationsgleichgewicht erreicht ist, ist der Extraktionsschritt abgeschlossen, da das Lösungsmittel nicht mehr bioaktive Moleküle aufnehmen kann. Durch das Mischen, Dispergieren und Reduzieren der pflanzlichen Feststoffe mittels Ultraschall werden die Zielmoleküle aus der Zellmatrix der Pflanze in das Lösungsmittel gespült. Während andere Extraktionsmethoden oft mehrere Stunden oder Tage benötigen, wird die Ultraschallextraktion innerhalb weniger Minuten erreicht. Die kurze, nicht-thermische Ultraschallbehandlung verhindert den temperaturbedingten Abbau der aktiven Moleküle.

Hochleistungs-Ultraschall-Extraktoren für die Holunderbeerextraktion

Alle Extraktionsergebnisse, die in kleinem Maßstab erzielt werden, können linear auf größere Produktionskapazitäten skaliert werden. Das große Produktportfolio von Hielscher Ultrasonics vom Labor bis hin zu industriellen Extraktionssystemen bietet den am besten geeigneten Ultraschall-Indikator für Ihre geplante Prozesskapazität. Unser langjährig erfahrenes Personal begleitet Sie von Machbarkeitstests und Prozessoptimierung bis hin zur Installation Ihrer Ultraschallanlage auf Endproduktionsniveau.

Hielscher Ultrasonics – Hochentwickelte Extraktionsausrüstung

Das Produktportfolio von Hielscher Ultrasonics umfasst die gesamte Palette von Hochleistungs-Ultraschall-Absaugern von klein bis groß. Zusätzliches Zubehör ermöglicht die einfache Montage der für Ihren Prozess am besten geeigneten Ultraschallgerätekonfiguration. Die optimale Ultraschallkonfiguration hängt von der geplanten Kapazität, dem Volumen, dem Rohmaterial, der Charge oder dem Inline-Prozess und der Zeitachse ab.

Batch und Inline

Hielscher-Ultraschallgeräte können für Batch- und kontinuierliche Durchflussverarbeitung eingesetzt werden. Abhängig von Ihrem Prozessvolumen und Ihrem stündlichen Durchsatz kann eine Inline-Verarbeitung empfohlen werden. Während das Chargenverfahren zeit- und arbeitsintensiver ist, ist ein kontinuierliches Inline-Mischverfahren effizienter, schneller und erfordert deutlich weniger Arbeitsaufwand. Hielscher Ultrasonics hat die am besten geeignete Extraktionseinrichtung für Ihr Extraktionsvolumen und Ihre Prozessziele.

Ultraschall-Extraktoren für jede Produktkapazität

UIP4000hdT Ultraschallreaktor für die Inline-Beschallung im industriellen MaßstabDie Produktpalette von Hielscher Ultrasonics deckt das gesamte Spektrum der Ultraschallprozessoren ab, von kompakten Labor-Ultraschallgeräten über Tisch- und Pilotsysteme bis hin zu vollindustriellen Ultraschallprozessoren mit der Kapazität zur Bearbeitung von LKW-Ladungen pro Stunde. Die vollständige Produktpalette ermöglicht es uns, Ihnen den für Ihr Rohmaterial, Ihre Prozesskapazität und Ihre Produktionsziele am besten geeigneten Ultraschall-Absauger anzubieten.
Ultraschall-Tischsysteme sind ideal für Machbarkeitstests und Prozessoptimierung. Das lineare Scale-up auf der Grundlage etablierter Prozessparameter macht es sehr einfach, die Verarbeitungskapazitäten von kleineren Losen bis hin zur vollständig kommerziellen Produktion zu erhöhen. Das Up-Scaling kann entweder durch die Installation einer leistungsfähigeren Ultraschall-Absaugeinheit oder durch die Bündelung mehrerer Ultraschallgeräte parallel erfolgen. Mit dem UIP16000 bietet Hielscher den weltweit leistungsstärksten Ultraschall-Absauger an.

Präzise kontrollierbare Amplituden für optimale Ergebnisse

Alle Hielscher-Ultraschallgeräte sind präzise steuerbar und damit zuverlässige Arbeitspferde in der Produktion. Die Amplitude ist einer der entscheidenden Prozessparameter, die die Effizienz und Effektivität der Ultraschall-Extraktion von bioaktiven Fotonährstoffen aus Pflanzen beeinflussen.
Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.Rohmaterial wie weiche Beeren erfordern eine mildere Beschallung und niedrigere Amplitudeneinstellungen, während dicke Blätter oder Samen mit einer robusten und harten Schale eine Beschallung mit höheren Amplituden erfordern, um die intrazellulären Verbindungen freizusetzen. Alle Hielscher-Ultraschall‘ Prozessoren ermöglichen die präzise Einstellung der Amplitude. Sonotroden und Booster-Hörner sind Zubehörteile, die es erlauben, die Amplitude in einem noch größeren Bereich zu verändern. Die industriellen Ultraschallprozessoren von Hielscher können sehr hohe Amplituden liefern und liefern die erforderliche Ultraschallintensität für anspruchsvolle Anwendungen. Amplituden von bis zu 200µm können problemlos im 24/7-Betrieb kontinuierlich betrieben werden.
Präzise Amplitudeneinstellungen und die permanente Überwachung der Ultraschallprozessparameter über eine intelligente Software geben Ihnen die Möglichkeit, Ihre Seeds unter den effektivsten Ultraschallbedingungen zu behandeln. Optimale Beschallung für beste Extraktionsergebnisse!
Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht einen 24/7-Betrieb bei hoher Beanspruchung und in anspruchsvollen Umgebungen. Das macht die Ultraschallgeräte von Hielscher zu einem zuverlässigen Arbeitsgerät, das Ihre Absauganforderungen erfüllt.

Einfache, risikofreie Tests

Ultraschallprozesse können vollständig linear skaliert werden. Das bedeutet, dass jedes Ergebnis, das Sie mit einem Labor- oder Tisch-Ultraschallgerät erzielt haben, auf exakt die gleiche Leistung mit den exakt gleichen Prozessparametern skaliert werden kann. Dies macht Ultraschall ideal für risikofreie Machbarkeitsprüfungen, Prozessoptimierung und die anschließende Implementierung in die kommerzielle Fertigung. Kontaktieren Sie uns, um zu erfahren, wie die Beschallung Ihre Keimausbeute und -qualität steigern kann.

Höchste Qualität – Entwickelt und hergestellt in Deutschland

Als familiengeführtes Unternehmen setzt Hielscher auf höchste Qualitätsstandards für seine Ultraschallprozessoren. Alle Ultraschallgeräte werden in unserem Hauptsitz in Teltow bei Berlin entwickelt, hergestellt und gründlich getestet. Robustheit und Zuverlässigkeit machen Hielscher Ultraschallgeräte zu einer zuverlässigen Technologie in Ihrer Produktion. Der 24/7-Betrieb unter Volllast und in anspruchsvollen Umgebungen ist ein selbstverständliches Merkmal der Hielscher Hochleistungsmischer.

In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallsysteme:

Batch-Volumen Durchfluss Empfohlenes Ultraschallgerät
1 bis 500ml 10 bis 200ml/min UP100H
10 bis 2000ml 20 bis 400ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 bis 20l 0,2 bis 4l/min UIP2000hdT
10 bis 100l 2 bis 10l/min UIP4000hdT
n.a. 10 bis 100l/min UIP16000
n.a. größere Cluster aus UIP16000

Sie können den Hielscher Ultraschallprozessor in jeder beliebigen anderen Größe und exakt auf Ihre Prozessanforderungen konfiguriert kaufen. Von der Behandlung von Saatgut in einem kleinen Laborbecher bis hin zur kontinuierlichen Durchflussmischung von Saatschlämmen auf industrieller Ebene bietet Hielscher Ultrasonics das passende Ultraschallgerät für Sie! Bitte kontaktieren Sie uns – wir empfehlen Ihnen gerne den idealen Ultraschallaufbau!

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Hielscher Ultrasonics stellt leistungsstarke Ultraschall-Homogenisatoren für die Dispersion, Emulgierung und Zellenextraktion her.

Leistungsstarke Ultraschall-Homogenisatoren von Labor bis Pilot- und industrielle Maßstab.

Literatur / Literaturhinweise



Wissenswertes

Holunderbeerhaltige Arzneimittel und Nahrungsergänzungsmittel

Schwarzer Holunder und Holunderbeerenextrakte werden entweder als Einzelextrakte oder als schwarze Holunder enthaltende Mehrkräuterprodukte formuliert. Reine Holunderbeerextrakte sind Produkte wie Sambucol® (Sambucol, Pharmacare US Inc., San Diego), Rubini® (Rubini, Iprona AG Via Industria LANA, Italien) und andere S. nigra-Extrakte oder Sirupe sowie schwarze holunderhaltige Mehrkräuterprodukte wie Sinupret® (Sinupret, Bioforce USA). Holunderextrakte und holunderhaltige Produkte werden insbesondere zur Stärkung des Immunsystems und zur Behandlung der Symptome von Erkältung und Grippe verabreicht.