Υπερηχητική εκχύλιση και η αρχή εργασίας της
εκχύλιση Υπερήχων
Υπερήχων εκχύλιση χρησιμοποιείται στα τρόφιμα, συμπλήρωμα διατροφής και φαρμακευτική βιομηχανία για την απελευθέρωση βιοδραστικών ενώσεων όπως βιταμίνες, πολυφαινόλες, πολυσακχαρίτες, κανναβινοειδή και άλλα φυτοχημικά από βότανα. Η εκχύλιση με τη βοήθεια υπερήχου βασίζεται στην αρχή της λειτουργίας της ακουστικής ή υπερηχητικής σπηλαίωσης.
Πώς λειτουργεί η ακουστική σπηλαίωση;
Η εκχύλιση με υπερήχους επιτυγχάνεται όταν τα κύματα υπερήχων υψηλής ισχύος, χαμηλής συχνότητας συνδέονται σε έναν υδαρή κοπριά που αποτελείται από βοτανικό υλικό σε διαλύτη. Τα υψηλής ισχύος υπερηχητικά κύματα συνδέονται μέσω ενός υπερηχητικού επεξεργαστή τύπου καθετήρα στην υδαρή κοπριά. τα ιδιαίτερα ενεργητικά κύματα υπερήχων ταξιδεύουν μέσω του υγρού δημιουργώντας εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής πίεσης/ χαμηλής πίεσης, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα το φαινόμενο της ακουστικής σπηλαίωσης. Η ακουστική ή υπερηχητική σπηλαίωση οδηγεί τοπικά σε ακραίες θερμοκρασίες, πιέσεις, ρυθμούς θέρμανσης/ψύξης, διαφορικά πίεσης και υψηλές δυνάμεις διάτμησης στο μέσο. Όταν οι φυσαλίδες σπηλαίωσης καταρρέουν στην επιφάνεια των στερεών (όπως σωματίδια, φυτικά κύτταρα, ιστοί κ.λπ.), οι μικροπίδακες και η διμεριστική σύγκρουση παράγουν επιδράσεις όπως απολέπιση επιφάνειας, διάβρωση, διάσπαση σωματιδίων, sonoporation (διάτρηση κυτταρικών τοιχωμάτων και κυτταρικών μεμβρανών) και διαταραχή των κυττάρων. Επιπλέον, η κατάρρευση των φυσαλίδων σπηλαίωσης σε υγρά μέσα δημιουργούν μακροαναταράξεις και μικρο-ανάμειξη. Υπερηχητική ακτινοβολία αντιπροσωπεύει έναν αποτελεσματικό τρόπο για την ενίσχυση των διαδικασιών μεταφοράς μάζας, δεδομένου ότι η υπερήχηση οδηγεί σε σπηλαίωση και τους σχετικούς μηχανισμούς της, όπως η μικροκίνηση από υγρά αεριωθούμενα αεροπλάνα, συμπίεση και αποσυμπίεση στο υλικό με την επακόλουθη διαταραχή των κυτταρικών τοιχωμάτων, καθώς και υψηλά ποσοστά θέρμανσης και ψύξης.
Οι υπερηχητικοί τύπου καθετήρα μπορούν να δημιουργήσουν πολύ υψηλά πλάγια, τα οποία είναι απαραίτητα για τη δημιουργία κρουστικής σπηλαίωσης. Hielscher Υπερήχων κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων απορροφητές, η οποία μπορεί εύκολα να δημιουργήσει πλάτος των 200μm σε συνεχή λειτουργία 24 / 7. Για ακόμα υψηλότερα πλάδια, hielscher προσφέρει συγκεκριμένες υψηλής πλάτος sonotrodes (ανιχνευτές).
Οι αντιδραστήρες υπερήχων και τα κύτταρα ροής που μπορούν να συμπιεστούν χρησιμοποιούνται για να εντείνουν τη σπηλαίωση. Με τις αυξανόμενες πιέσεις, η σπηλαίωση και οι σπηλαιώδες δυνάμεις κουράς γίνονται πιό καταστρεπτικές και βελτιώνουν με αυτόν τον τρόπο τα υπερηχητικά αποτελέσματα εξαγωγής.
Υπερήχων εκχύλιση βασίζεται στην ακουστική Σπηλαίωση και τις υδροδυναμικές δυνάμεις διάτμησης της
UP400St Υπερηχητική εξαγωγή βοτανικού υλικού σε παρτίδα 8L
Επιπτώσεις των Υπερήχων Εκχύλιση
Υπερηχητική διαταραχή των κυττάρων και την αύξηση της μαζικής μεταφοράς
Ο υπέρηχος μπορεί να βοηθήσει τις διαδικασίες εξαγωγής τόσο μέσω της διαταραχής των κυττάρων όσο και μέσω της ενίσχυσης της μεταφοράς μάζας στο οριακό στρώμα που περιβάλλει τη στερεά μήτρα.
Η sonoporation, η διάτρηση των κυτταρικών τοιχωμάτων και των μεμβρανών, ενισχύει τη διαπερατότητα των κυτταρικών τοιχωμάτων και των μεμβρανών και είναι συχνά ένα ενδιάμεσο βήμα πριν τα κύτταρα διαταράσσονται εντελώς από την υπερήχηση.
Οι μηχανικές επιδράσεις της δημιουργίας υπερήχων, όπως διαφορικά θερμότητας και πίεσης, κρουστικά κύματα, δυνάμεις διάτμησης, υγρά αεριωθούμενα αεροπλάνα και μικροροή, εντείνουν τη διείσδυση του διαλύτη στο εσωτερικό των κυττάρων και βελτιώνουν τη μεταφορά μάζας μεταξύ κυττάρων και διαλύτη, έτσι ώστε τα διακυτταρικά υλικά να μεταφέρονται στο διαλύτη.
Εκχύλιση με υπερήχους από φυτικά κύτταρα: το μικροσκοπικό εγκάρσιο τμήμα (TS) δείχνει τον μηχανισμό των ενεργειών κατά τη διάρκεια της εκχύλισης με υπερήχους από τα κύτταρα (μεγέθυνση 2000 x) [πόρος: Vilkhu et al. 2011]
- υψηλές αποδόσεις
- Ανώτερη ποιότητα
- Εκχυλίσματα πλήρους φάσματος
- ταχεία διαδικασία
- Συμβατό με οποιοδήποτε διαλύτη
- Εύκολος και ασφαλής να λειτουργήσει
- γραμμική επεκτασιμότητα
- φιλικό προς το περιβάλλον
- γρήγορο RoI
Υπερήχων ομογενοποίησης UIP2000hdT (2kW) με συνεχώς ανατρεπτό αντιδραστήρα παρτίδας
Υπερήχων Εκχύλιση Εξοπλισμός
Οι επεξεργαστές Hielscher Ultrasonics είναι υψηλής απόδοσης συστήματα εξαγωγής, τα οποία είναι απλά και ασφαλή για τη λειτουργία. Σύμφωνα με την πρώτη ύλη, τις ικανότητες διαδικασίας και το στόχο παραγωγής, Hielscher σας προσφέρει τον καταλληλότερο υπερηχητικό. Το χαρτοφυλάκιο των προϊόντων μας κυμαίνεται από συμπαγή, ισχυρό χειρός ultrasonicators πάνω πάγκο-top σύστημα σε πλήρως βιομηχανικές μονάδες υπερήχων σε θέση να επεξεργάζονται αρκετούς τόνους ανά ώρα.
Οι υπερηχητικοί απορροφητές Hielscher μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την batch και τη συνεχή ενσωματωμένη εξαγωγή και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με οποιοδήποτε διαλύτη.
Διάφορα εξαρτήματα όπως sonotrodes (καθετήρες) των διάφορων μεγεθών και των μορφών, αναμνηστικά κέρατα, κύτταρα ροής με τους διάφορους όγκους και γεωμετρίες, οι pluggable αισθητήρες θερμοκρασίας και πίεσης και πολλές άλλες συσκευές είναι διαθέσιμες για να συγκεντρώσουν την ιδανική υπερηχητική οργάνωση για τη διαδικασία εξαγωγής σας.
Όλα τα ψηφιακά μοντέλα μας είναι εξοπλισμένα με έξυπνο λογισμικό, το οποίο σας επιτρέπει να προσαρμόσετε, να παρακολουθείτε και να οποιείτε παραμέτρους εξαγωγής. Λόγω του ακριβούς ελέγχου του πλάτους, του χρόνου υπερήχησης και των κύκλων καθήκοντος, μπορούν να επιτευχθούν τα βέλτιστα αποτελέσματα της διαδικασίας, όπως η ανώτερη απόδοση και η υψηλότερη ποιότητα εκχυλίσματος. Η αυτόματη καταγραφή δεδομένων της διαδικασίας υπερήχησης είναι οι βάσεις για την τυποποίηση της διαδικασίας και την αναπαραγωγιμότητα / επαναληψιμότητα, οι οποίες απαιτούνται για τις ορθές πρακτικές κατασκευής (GMP).
Hielscher Υπέρηχοι’ Βιομηχανικοί υπερήχων επεξεργαστές μπορεί να παραδώσει πολύ υψηλή πλάτη. Πλάτη έως και 200 μm μπορούν εύκολα να εκτελεστούν συνεχώς σε λειτουργία 24/7. Για ακόμη υψηλότερα πλάτη, προσαρμοσμένα υπερήχων sonοτροδών είναι διαθέσιμα. Η ευρωστία του εξοπλισμού Υπερήχων Hielscher επιτρέπει για 24/7 λειτουργία σε βαρύ καθήκον και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη για την κατά προσέγγιση ικανότητα επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Μαζική Όγκος | Ρυθμός ροής | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200 ml / λεπτό | UP100H |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 έως 20 λίτρα | 0.2 έως 4 λίτρα / λεπτό | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10 λίτρα / λεπτό | UIP4000hdT |
| μ.δ. | 10 έως 100 λίτρα / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερος | σύμπλεγμα UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Υψηλής ισχύος υπερήχων Ομογενοποιητές από Εργαστήριο προς την πιλότος και Βιομηχανικός κλίμακα.
Λογοτεχνία / Αναφορές
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζουμε
Βοτανικός Αποσπάσματα
Τα βοτανικά εκχυλίσματα είναι βιοδραστικές ενώσεις, οι οποίες απομονώνονται από φυτικά υλικά όπως βότανα, λουλούδια, φύλλα, μίσχους, ρίζες και άλλα μέρη των φυτών. Βιοδραστικές ενώσεις όπως βιταμίνες, αντιοξειδωτικά, πολυφαινόλες, πολυσακχαρίτες, κανναβινοειδή και άλλα φυτικά μόρια χρησιμοποιούνται ως λειτουργικά πρόσθετα τροφίμων, nutraceuticals, cosmeceuticals, φαρμακευτικά προϊόντα καθώς και φυσικά χρωστικές ουσίες.