Βαθιά ευτηκτικοί διαλύτες για εξαιρετικά αποτελεσματική εκχύλιση
Οι βαθιοί ευτηκτικοί διαλύτες (DESs) και οι φυσικοί βαθιά ευτηκτικοί διαλύτες (NADES) προσφέρουν πλεονεκτήματα ως διαλύτες εκχύλισης σε πολλά επίπεδα και ως εκ τούτου είναι μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση στους συμβατικούς οργανικούς διαλύτες. Ο βαθύς ευτηκτικός διαλύτης λειτουργεί άριστα σε συνδυασμό με την εκχύλιση με υπερήχους και δίνει υψηλές αποδόσεις εκχυλισμάτων υψηλής ποιότητας. Μάθετε περισσότερα σχετικά με την εκχύλιση με υπερήχους χρησιμοποιώντας φυσικούς βαθιούς ευτηκτικούς διαλύτες.
Πώς υπερήχους βελτιώνει την εκχύλιση με βαθιές ευτηκτικές διαλύτες?
Υπερήχων καθετήρα-τύπου εκχύλιση χρησιμοποιώντας βαθιά ευτηκτικούς διαλύτες και φυσικά βαθιά ευτηκτικούς διαλύτες μπορεί να προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα για την εκχύλιση των βιοδραστικών ενώσεων. Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα είναι η αυξημένη αποτελεσματικότητα εκχύλισης φαινολικών ενώσεων και άλλων φυτοχημικών από φυσικές πηγές. Οι βαθιοί ευτηκτικοί διαλύτες είναι γνωστοί για την υψηλή αποτελεσματικότητα εκχύλισης, η οποία μπορεί να ενισχυθεί ακόμη και με υπερήχων υποβοηθούμενη εκχύλιση. Λόγω της μη τοξικότητάς τους, είναι μια εξαιρετική επιλογή διαλύτη για φαρμακευτικά προϊόντα και τρόφιμα. Αυτό καθιστά την εκχύλιση με υπερήχους χρησιμοποιώντας βαθιούς ευτηκτικούς διαλύτες μια πράσινη και βιώσιμη μέθοδο για την ανάκτηση βιοδραστικών ενώσεων. Η συνεργική χρήση υπερήχων με βαθιούς ευτηκτικούς διαλύτες έχει αποδειχθεί επιστημονικά ότι οδηγεί σε υψηλότερες αποδόσεις διαφόρων βιοδραστικών ενώσεων. Συνολικά, υπερήχων εκχύλιση τύπου καθετήρα χρησιμοποιώντας βαθιά ευτηκτικούς διαλύτες και φυσικούς βαθιούς ευτηκτικούς διαλύτες παρέχει μια πιο αποτελεσματική και φιλική προς το περιβάλλον προσέγγιση για την εκχύλιση των βιοδραστικών ενώσεων.
Υπερήχων εκχύλιση με (φυσικό) βαθιά ευτηκτική διαλύτες είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική μέθοδος για ανώτερα βοτανικά εκχυλίσματα. Η εικόνα δείχνει τον επεξεργαστή υπερήχων UP400St (400W) με παρτίδα 8L για βοτανική εκχύλιση.
- Υψηλή απόδοση
- ταχεία διαδικασία
- Μη τοξικό
- Ακριβώς ρυθμιζόμενο στο συγκεκριμένο βοτανικό
- Ήπιες συνθήκες επεξεργασίας
- Λειτουργία παρτίδας και ροής
- Εύκολο και ασφαλές
- Φιλικό προς το περιβάλλον / βιοδιασπώμενο
- Ανακυκλώσιμο
- Μη εύφλεκτο
- Φτηνός
- Εύκολα προσβάσιμο
Τι είναι οι βαθιοί ευτηκτικοί διαλύτες (DES);
Οι εν τω βάθει ευτηκτικοί διαλύτες (DES) είναι μείγματα τουλάχιστον ενός δέκτη δεσμού υδρογόνου (HBA) και ενός δότη δεσμού υδρογόνου (HBD), συμπεριλαμβανομένων των καρβοξυλικών οξέων και άλλων ανανεώσιμων ενώσεων. Σύμφωνα με τους Cai et al. (2019), «η ισχυρή αλληλεπίδραση δεσμών υδρογόνου μεταξύ HBA και HBD είναι ο σημαντικότερος παράγοντας για το σχηματισμό DES». [Cai et al. 2019]
Για τους δότες δεσμών υδρογόνου, χρησιμοποιούνται συχνά ενώσεις όπως σάκχαρα, αμινοξέα, καρβοξυλικά οξέα (π.χ. βενζοϊκό οξύ, κιτρικό οξύ, ηλεκτρικό οξύ) ή αμίνες (π.χ. ουρία, βενζαμίδιο). Το δυναμικό χημικής αλληλεπίδρασης των δοτών δεσμών υδρογόνου είναι οι κύριοι παράγοντες που συμβάλλουν στο σχηματισμό και την αποτελεσματικότητα των βαθιών ευτηκτικών διαλυτών. Τα άλατα αλογονιδίων όπως η χλωριούχος χολίνη ή το χλωριούχο ψευδάργυρο μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με τους δότες δεσμών υδρογόνου. Άλλοι βαθιοί ευτηκτικοί διαλύτες με βάση τη χλωριούχο χολίνη σχηματίζονται με μηλονικό οξύ, φαινόλη ή γλυκερίνη. Ως αποτέλεσμα των ισχυρών αλληλεπιδράσεων δεσμών υδρογόνου, το σημείο τήξης των βαθιών ευτηκτικών διαλυτών μειώνεται σημαντικά σε σύγκριση με τα μεμονωμένα συστατικά του. Σε αντίθεση με τους συμβατικούς διαλύτες (π.χ. αιθανόλη, μεθανόλη, εξάνιο, βουτάνιο κ.λπ.), οι βαθείς ευτηκτικοί διαλύτες είναι μη πτητικοί, πράγμα που σημαίνει ότι έχουν πολύ χαμηλή τάση ατμών και επομένως είναι δύσκολα εύφλεκτοι. Η τοξικότητα των βαθιών ευτηκτικών διαλυτών είναι χαμηλή, η βιοδιασπασιμότητά τους υψηλή και οι απαραίτητες πρόδρομες ουσίες είναι φθηνές, εύκολα και άφθονες διαθέσιμες καθώς και ανανεώσιμες.
Οι φυσικοί βαθιά ευτηκτικοί διαλύτες (NADES) είναι ακόμη πιο φιλικοί προς το περιβάλλον, καθώς όλες οι πρόδρομες ουσίες προέρχονται από φυσικές πηγές. Οι βαθιοί ευτηκτικοί διαλύτες προσφέρουν επίσης μια ρυθμιζόμενη φερεγγυότητα με βάση τη χημεία της διαλελυμένης ουσίας και τα είδη που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία βαθιών ευτηκτικών διαλυτών. Μερικοί φυσικοί εν τω βάθει ευτηκτικοί διαλύτες παρουσιάζουν υψηλό ιξώδες και επομένως δεν είναι πολύ κατάλληλοι για εκχύλιση κατά παρτίδες. Ωστόσο, οι φυσικοί βαθιοί ευτηκτικοί διαλύτες με υψηλότερα ιξώδη μπορούν να εφαρμοστούν με επιτυχία ως διαλύτες στην εκχύλιση με υπερήχους.
Ο παρακάτω πίνακας δείχνει μερικές υποδειγματικές συνθέσεις φυσικών βαθιών ευτηκτικών διαλυτών (NADES) για την εκχύλιση φυτοχημικών:
| Σύνθεση NADES | Μοριακή αναλογία |
|---|---|
| Χλωριούχος χολίνη: Γαλακτικό οξύ | 1:2 |
| Χλωριούχος χολίνη: Κιτρικό οξύ: Νερό | 1:1:2 |
| Χλωριούχος χολίνη: Μηλικό οξύ: Νερό | 1:1:2 |
| Χλωριούχος χολίνη: Τρυγικό οξύ | 1:2 |
| Χλωριούχος χολίνη: Γλυκερόλη | 1:2 |
| Χλωριούχος χολίνη:1,2-προπανοδιόλη | 1:3 |
| Χλωριούχος χολίνη: Σορβιτόλη | 1:1 |
| Χλωριούχος χολίνη: Γλυκόζη: Νερό | 2:1:1 |
| Χλωριούχος χολίνη: Φρουκτόζη: Νερό | 2:1:1 |
| Χλωριούχος χολίνη: Ουρία | 1:2 |
Πώς υπερήχων εκχύλιση με βαθιά ευτηκτική διαλύτες εργασίας?
Υπερήχων εκχύλιση βασίζεται στις sonomechanical επιδράσεις της υψηλής έντασης, χαμηλής συχνότητας υπερήχων. Για την προώθηση και την εντατικοποίηση της εκχύλισης βοτανικών ενώσεων (δηλαδή, βιοδραστικές ουσίες) μέσω υπερήχων, τα κύματα υπερήχων υψηλής ισχύος συνδέονται μέσω ενός υπερηχητικού καθετήρα (που ονομάζεται επίσης υπερηχητικό κέρατο ή sonotrode) στο υγρό μέσο, δηλαδή στον πολτό που αποτελείται από τη βοτανική πρώτη ύλη και τον (φυσικό) βαθύ ευτηκτικό διαλύτη. Τα κύματα υπερήχων ταξιδεύουν μέσω του υγρού και δημιουργούν εναλλασσόμενους κύκλους χαμηλής / υψηλής πίεσης. Κατά τη διάρκεια κύκλων χαμηλής πίεσης, δημιουργούνται λεπτές φυσαλίδες κενού (οι λεγόμενες φυσαλίδες σπηλαίωσης), οι οποίες αναπτύσσονται σε αρκετούς κύκλους πίεσης. Κατά τη διάρκεια αυτών των κύκλων ανάπτυξης φυσαλίδων, τα διαλυμένα αέρια στο υγρό εισέρχονται στη φυσαλίδα κενού, έτσι ώστε η φυσαλίδα κενού να μετατραπεί σε αναπτυσσόμενες φυσαλίδες αερίου. Αφού αναπτυχθούν σε αρκετούς κύκλους, οι φυσαλίδες κενού φτάνουν σε ένα ορισμένο μέγεθος στο οποίο δεν μπορούν να απορροφήσουν περισσότερη ενέργεια, έτσι ώστε να εκραγούν βίαια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Η κατάρρευση φυσαλίδων χαρακτηρίζεται από έντονες δυνάμεις σπηλαίωσης, συμπεριλαμβανομένης της πολύ υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης που φτάνει μέχρι 4000K και 1000atm, αντίστοιχα. καθώς και αντίστοιχες διαφορές υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης. Αυτές οι υπερηχητικά παραγόμενες αναταράξεις και δυνάμεις διάτμησης διασπούν τα φυτικά κύτταρα και απελευθερώνουν τις ενδοκυτταρικές βιοδραστικές ενώσεις στον (φυσικό) βαθύ ευτηκτικό διαλύτη. Η εκχύλιση με υπερήχους ανοίγει την κυτταρική δομή των βοτάνων και εντείνει τη μεταφορά μάζας μεταξύ φυτικού υλικού και διαλύτη. Κατεργασία με υπερήχους προωθεί με αυτόν τον τρόπο την αποτελεσματικότητα των φυσικών βαθιών ευτηκτικών διαλυτών. Η εκχύλιση με υπερήχους με (φυσικούς) βαθιούς ευτηκτικούς διαλύτες έχει ως αποτέλεσμα εξαιρετικά υψηλές αποδόσεις μέσα σε πολύ σύντομο χρόνο επεξεργασίας.
Τα κύματα υπερήχων ισχύος διαταράσσουν την κυτταρική δομή των βοτάνων, απελευθερώνουν τις βιοδραστικές ενώσεις και προάγουν τη μεταφορά μάζας μεταξύ του φυτικού υλικού και του διαλύτη (π.χ. βαθείς ευτηκτικοί διαλύτες).
Ο συνδυασμός της εκχύλισης με υπερήχους με (φυσικούς) βαθιούς ευτηκτικούς διαλύτες σας δίνει την ευκαιρία να συνδυάσετε τη διαδικασία εντατικοποίησης της δύναμης των υπερήχων με τα αξιοσημείωτα διαλυτοποιητικά αποτελέσματα και την εξαιρετική σχεδιασιμότητα των βαθιών ευτηκτικών διαλυτών. Λόγω της ανώτερης αποτελεσματικότητας της εκχύλισης με υπερήχους, Ultrasonicators χρησιμοποιούνται επίσης με επιτυχία για την εκχύλιση νερού.
Επικοινωνήστε μαζί μας τώρα για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την ισχυρή εφαρμογή εκχύλισης υπερήχων χρησιμοποιώντας βαθιούς ευτηκτικούς διαλύτες!
υπερήχων απαγωγέας UIP2000hdT (2kW) για την παραγωγή εκχυλισμάτων βοτάνων
Υψηλής απόδοσης υπερήχων εκχυλιστές για τη χρήση βαθιών ευτηκτικών διαλυτών
Υπερήχων εκχύλιση είναι μια αξιόπιστη τεχνολογία επεξεργασίας, η οποία διευκολύνει και επιταχύνει την παραγωγή υψηλής ποιότητας εκχυλίσματα από διάφορα βοτανικά, καθώς και κάθε διαλύτη. Η εκχύλιση με υπερήχους είναι εξαιρετικά συμβατή με (φυσικούς) βαθιούς ευτηκτικούς διαλύτες, οι οποίοι είναι ευνοϊκοί λόγω της εξαιρετικής διαλυτοποιητικής τους δύναμης, της δυνατότητας σχεδιασμού στο εκχύλισμα, της βιωσιμότητας, της βιοδιασπασιμότητας και της φιλικότητας προς το περιβάλλον. Ο συνδυασμός της εντατικοποίησης της διαδικασίας υπερήχων ισχύος με τα πλεονεκτήματα των (φυσικών) βαθιών ευτηκτικών διαλυτών δίνει σε αυτή τη διαδικασία τεχνολογική υπεροχή σε πολλά επίπεδα. Hielscher Υπέρηχοι χαρτοφυλάκιο καλύπτει το πλήρες φάσμα από συμπαγές εργαστήριο υπερήχων σε βιομηχανικά συστήματα εκχύλισης. Όλα αυτά είναι φυσικά κατάλληλα για την εκχύλιση με βαθιούς ευτηκτικούς διαλύτες.
Το μακροχρόνιο έμπειρο προσωπικό μας θα σας βοηθήσει από τις δοκιμές σκοπιμότητας και τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας στην εγκατάσταση του συστήματος υπερήχων σας στο τελικό επίπεδο παραγωγής.
- Ισχύς υπερήχων υψηλής απόδοσης
- υψηλή αξιοπιστία
- πολύ μεγάλα πλάτη
- Λειτουργία σε λειτουργία παρτίδας και ροής
- Επαναλαμβανόμενα / Αναπαραγώγιμα αποτελέσματα
- Λειτουργία 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα/365
- Ευρωστία
- έξυπνο λογισμικό
- Τηλεχειριστήριο προγράμματος περιήγησης
- φιλικότητα προς το χρήστη
- χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης
- Ασφάλεια
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100Η |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L / λεπτό | UIP4000hdT |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές για την ανάμειξη εφαρμογών, διασπορά, γαλακτωματοποίηση και εκχύλιση σε εργαστήριο, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- Türker, D.A., Doğan, M. (2021): Application of deep eutectic solvents as a green and biodegradable media for extraction of anthocyanin from black carrots. LWT – Food Science and Technology, Volume 138, March 2021.
- Duygu Aslan Türker, Mahmut Doğan (2022): Ultrasound-assisted natural deep eutectic solvent extraction of anthocyanin from black carrots: Optimization, cytotoxicity, in-vitro bioavailability and stability. Food and Bioproducts Processing, Volume 132, 2022. 99-113.
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Optimization of ultrasound-assisted extraction of valuable compounds from fruit of Melia azedarach with glycerol-choline chloride deep eutectic solvent. Sustainable Chemistry and Pharmacy, Volume 29, 2022.
- Křížek, et al. (2018): Menthol-based Hydrophobic Deep Eutectic Solvents: Towards Greener and Efficient Extraction of Phytocannabinoids. Journal of Cleaner Production, 193, 2018. 391-396.
- Chemat F, et al. (2019): Review of Alternative Solvents for Green Extraction of Food and Natural Products: Panorama, Principles, Applications and Prospects. Molecules, vol.24, no.16, 2019. 3007.
- Lores, H.; Romero, Vanesa; Costas Mora, Isabel; Bendicho, Carlos; Lavilla, Isela (2016): Natural deep eutectic solvents in combination with ultrasonic energy as a green approach for solubilisation of proteins: application to gluten determination by immunoassay. Talanta 2017. 453-459.
- Cai, et al. (2019): Green Extraction of Cannabidiol from Industrial Hemp (Cannabis sativa L.) Using Deep Eutectic Solvents Coupled with Further Enrichment and Recovery by Macroporous Resin. Journal of Molecular Liquids, 2019.
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.