Εκχύλιση με υπερκρίσιμα ρευστά βελτιωμένη με υπερήχους ισχύος
Η εκχύλιση με υπερήχους μόνη της ή σε συνδυασμό με εναλλακτικές μεθόδους εκχύλισης όπως η εκχύλιση με διαλύτες ή με εκχυλιστήρες υπερκρίσιμου CO2 χρησιμοποιείται επιτυχώς για την εκχύλιση ολόκληρου του φάσματος των κανναβινοειδών από το φυτό της κάνναβης (κλωστική κάνναβη και μαριχουάνα). Στη μαριχουάνα, το κύριο κανναβινοειδές συστατικό είναι η Δ9-τετραϋδροκανναβινόλη (Δ9-THC), με τις γνωστές ψυχοτρόπες επιδράσεις της. Άλλα σημαντικά κανναβινοειδή με μικρότερη ή καθόλου ψυχοτρόπο δράση απαντούν τόσο στην κλωστική κάνναβη όσο και στη μαριχουάνα και περιλαμβάνουν το κανναβιδιολικό οξύ (CBDA), την κανναβιδιόλη (CBD), την κανναβιγερόλη (CBG), την κανναβιχρωμένη (CBC), την κανναβινόλη (CBN) και την κανναβικυκλόλη (CBL), μαζί με άλλα συναφή ομόλογα C19.
Εκχύλιση με υπερκρίσιμο CO2 βελτιωμένη με υπερήχους
Ο συνδυασμός υπερήχων υψηλής ισχύος και εκχυλιστήρων υπερκρίσιμων ρευστών (SFE) είναι μια ιδιαίτερα αποδοτική και καθαρή μέθοδος για την επιτάχυνση και τη βελτίωση των διεργασιών μεταφοράς μάζας. Η μεταφορά μάζας μεταξύ της πρώτης ύλης (π.χ. φυτικών υλών όπως φύλλα, άνθη, οφθαλμοί κ.λπ.) και του διαλύτη (π.χ. υπερκρίσιμο CO2) είναι ο περιοριστικός παράγοντας κατά τις διεργασίες εκχύλισης. Λόγω της περιορισμένης μεταφοράς μάζας, η αποδοτικότητα της εκχύλισης μειώνεται. Για να αντισταθμιστεί η ανεπαρκής αποδοτικότητα, πρέπει είτε να αυξηθεί ο χρόνος εκχύλισης είτε να θυσιαστεί μέρος της απόδοσης εκχύλισης.
Η κατεργασία με υπερήχους υψηλής ισχύος είναι μια αποδεδειγμένη τεχνολογία για την εντατικοποίηση αργών αντιδράσεων μέσω της βελτίωσης της μεταφοράς μάζας μεταξύ δύο φάσεων. Μέσω έντονων δονήσεων, δυνάμεων διάτμησης και τυρβώδους ανάδευσης, οι υπέρηχοι ισχύος εκθέτουν την πρώτη ύλη της εκχύλισης στον διαλύτη με σημαντικά αυξημένο ρυθμό. Αυτό οδηγεί σε ανώτερες αποδόσεις εκχύλισης και μειωμένο χρόνο εκχύλισης. Η κατεργασία με υπερήχους ενισχύει την αποδοτικότητα εκχύλισης κάθε τύπου εκχυλιστήρα υπερκρίσιμων ρευστών:
- αυξάνοντας την απόδοση
- συντομεύοντας τον χρόνο εκχύλισης
- μειώνοντας την απαιτούμενη πίεση
- βελτιώνοντας τη συνολική παραγωγική δυναμικότητα
Ο UIP2000hdT είναι εκχυλιστήρας υπερήχων που μπορεί να συνδεθεί με φλάντζα σε στήλες εκχύλισης με υπερκρίσιμο CO
Η ενίσχυση της μεταφοράς μάζας με υπερήχους σε διεργασίες εκχύλισης με υπερκρίσιμο CO2 μπορεί να επιτευχθεί εύκολα με την ενσωμάτωση ενός καθετήρα υπερήχων υψηλής απόδοσης, όπως ενός Cascatrode, στον εκχυλιστήρα υπερκρίσιμων ρευστών. Οι καθετήρες της Hielscher Ultrasonics (γνωστοί και ως κέρατα υπερήχων ή ηχοτρόδια) μπορούν να συνδεθούν μέσω τυποποιημένης στεγανοποίησης φλάντζας και είναι συμβατοί με συνδέσμους swedge lock. Αυτό καθιστά την εγκατάσταση και τη λειτουργία απλές και ασφαλείς. Όπως όλες οι συσκευές υπερήχων της Hielscher, που είναι γνωστές για την ανθεκτικότητα και τη συνεχή απόδοσή τους, το σύστημα απαιτεί ελάχιστη συντήρηση μετά την εγκατάστασή του.
Οι συσκευές και οι καθετήρες υπερήχων της Hielscher διατίθενται για
- εκχυλιστήρες υπερκρίσιμων ρευστών μικρής κλίμακας / εργαστηρίου
- ημιβιομηχανική κλίμακα
- βιομηχανική κλίμακα
Εκχυλιστήρας υπερήχων ενσωματωμένος σε σύστημα υπερκρίσιμου CO2 για τη βελτίωση της μεταφοράς μάζας. Αυτό αυξάνει την απόδοση εκχύλισης και μειώνει τον χρόνο και τη θερμοκρασία εκχύλισης.
σχήμα και μελέτη: Hu et al. 2007
Μελέτη περίπτωσης για την ενισχυμένη με υπερήχους εκχύλιση με υπερκρίσιμο CO2
Εκχύλιση τζίντζερ: Οι Balachandran et al. (2006) διερεύνησαν την αποδοτικότητα της υποβοηθούμενης με υπερήχους εκχύλισης με υπερκρίσιμο CO2 χρησιμοποιώντας τη συσκευή της Hielscher για κατεργασία με υπερήχους UIP500hdT. Μελέτησαν την επίδραση των υπερήχων στην υπερκρίσιμη εκχύλιση χρησιμοποιώντας λυοφιλιωμένο τζίντζερ. «Η απόδοση των ενώσεων που προσδίδουν την καυστική γεύση στο τζίντζερ αυξάνεται σημαντικά υπό την επίδραση των υπερήχων, με βελτιώσεις έως και 30% προς το τέλος της περιόδου εκχύλισης.» (Balachandran et al. 2006)
Διαβάστε περισσότερα για την εκχύλιση τζίντζερ με υπερήχους!
Εικόνες FESEM σωματιδίων τζίντζερ. (A) Πειράματα χωρίς κατεργασία με υπερήχους, (B) πειράματα με κατεργασία με υπερήχους χρησιμοποιώντας το UIP500hdT .
Εικόνα και μελέτη: Balachandran et al. 2006
- να εντατικοποιούν τη μεταφορά μάζας κατά την SFE
- να αυξάνουν τις αποδόσεις εκχυλισμάτων
- να επιταχύνουν την εκχύλιση SFE
- να αντεπεξέρχονται εύκολα σε υψηλές πιέσεις
- να επεξεργάζονται διάφορες πρώτες ύλες
- να ενσωματώνονται εκ των υστέρων σε υπάρχοντα συστήματα SFE
- να εγκαθίστανται με ευελιξία
- να ελέγχονται με ακρίβεια
- να ελέγχονται εξ αποστάσεως
- να λειτουργούν με ασφάλεια
Εκχυλιστήρες υπερήχων υψηλής ισχύος για εκχύλιση με υπερκρίσιμα ρευστά
Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher μπορούν να ενσωματωθούν εύκολα σε οποιονδήποτε συνήθη εκχυλιστήρα υπερκρίσιμου CO2 για τη βελτίωση της μεταφοράς μάζας και, κατά συνέπεια, την αύξηση της απόδοσης εκχύλισης.
Οι καθετήρες υπερήχων τύπου CascatrodeTM είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι για ενσωμάτωση σε εκχυλιστήρα CO2 καθώς οι καθετήρες cascatrode της Hielscher διαθέτουν μεγάλη επιφάνεια, η οποία δημιουργεί έντονη σπηλαίωση στις μεγάλες δεξαμενές των συστημάτων εκχύλισης με CO2 , και μπορούν έτσι να επεξεργάζονται εύκολα μεγάλους όγκους. Οι ανθεκτικοί και αξιόπιστοι βιομηχανικοί επεξεργαστές υπερήχων της Hielscher Ultrasonics μπορούν να παρέχουν πολύ υψηλά πλάτη ταλάντωσης. Πλάτη ταλάντωσης έως και 200µm μπορούν να διατηρούνται εύκολα και συνεχώς σε λειτουργία 24/7. Για ακόμη υψηλότερα πλάτη ταλάντωσης διατίθενται εξατομικευμένα ηχοτρόδια υπερήχων. Η αξιόπιστη συνεχής λειτουργία σε υψηλά πλάτη ταλάντωσης, καθώς και η ανθεκτικότητα και οι χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης των εκχυλιστήρων υπερήχων της Hielscher, τους καθιστούν τον ιδανικό εξοπλισμό για ενσωμάτωση σε εκχυλιστήρες υπερκρίσιμου / υποκρίσιμου CO2 για R&D και εμπορική χρήση.
- σταθερά υψηλή απόδοση
- λειτουργία 24/7/365
- ακριβής έλεγχος της διεργασίας
- ανθεκτικότητα
- χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης
- ασφαλής και εύκολη λειτουργία
- απομακρυσμένος έλεγχος μέσω προγράμματος περιήγησης
Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Παροχή | Συνιστώμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL/min | UP200St, UP400St |
| 0,1 έως 8L | 0,2 έως 2L/min | UIP500hdT |
| 0,1 έως 20L | 0,2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 έως 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | μεγαλύτερη | συστοιχία συσκευών UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- 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.
Υπέρηχοι υψηλής απόδοσης! Η γκάμα προϊόντων της Hielscher καλύπτει ολόκληρο το φάσμα, από τη συμπαγή εργαστηριακή συσκευή υπερήχων και τις επιτραπέζιες μονάδες έως τα πλήρως βιομηχανικά συστήματα υπερήχων.