Υπερήχων εκχύλιση και αρχή λειτουργίας της
Υπερήχων εκχύλιση είναι η προτιμώμενη τεχνική για την απομόνωση βιοδραστικών ενώσεων από βότανα. Κατεργασία με υπερήχους επιτυγχάνει μια πλήρη εκχύλιση και έτσι οι ανώτερες αποδόσεις εκχυλίσματος λαμβάνονται σε πολύ σύντομο χρόνο εκχύλισης. Όντας μια τέτοια αποτελεσματική μέθοδος εκχύλισης, η εκχύλιση με υπερήχους εξοικονομεί κόστος και χρόνο, ενώ έχει ως αποτέλεσμα υψηλής ποιότητας εκχυλίσματα, τα οποία χρησιμοποιούνται για τρόφιμα, συμπληρώματα και φαρμακευτικά προϊόντα.
Εκχύλιση με υπερήχους
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 υπερήχους βασίζεται στην αρχή λειτουργίας της ακουστικής ή υπερηχητικής σπηλαίωσης.
- υψηλές αποδόσεις
- Ανώτερη ποιότητα
- Εκχυλίσματα πλήρους φάσματος
- ταχεία διαδικασία
- Συμβατό με οποιοδήποτε διαλύτη
- εύκολο και ασφαλές στη λειτουργία
- γραμμική επεκτασιμότητα
- φιλικό προς το περιβάλλον
- Γρήγορη απόδοση επένδυσης
Υπερηχητικός καθετήρας UP400St για την εκχύλιση βοτανικών ενώσεων για την παραγωγή βάμματα και βοτανικές εγχύσεις.
Πώς λειτουργεί η ακουστική σπηλαίωση;
Η εκχύλιση με υπερήχους επιτυγχάνεται όταν τα κύματα υπερήχων υψηλής ισχύος, χαμηλής συχνότητας συνδυάζονται σε πολτό που αποτελείται από βοτανικό υλικό σε διαλύτη. Τα υπερηχητικά κύματα υψηλής ισχύος συνδέονται μέσω ενός επεξεργαστή υπερήχων τύπου καθετήρα στον πολτό. Υψηλής ενέργειας κύματα υπερήχων ταξιδεύουν μέσω του υγρού δημιουργώντας εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής / 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, διαφορές πίεσης και υψηλές δυνάμεις διάτμησης στο μέσο. Όταν οι φυσαλίδες σπηλαίωσης εκρήγνυνται στην επιφάνεια των στερεών (όπως σωματίδια, φυτικά κύτταρα, ιστοί κ.λπ.), οι μικροπίδακες και η διατμηματική σύγκρουση δημιουργούν αποτελέσματα όπως επιφανειακό ξεφλούδισμα, διάβρωση, διάσπαση σωματιδίων, sonoporation (διάτρηση κυτταρικών τοιχωμάτων και κυτταρικών μεμβρανών) και κυτταρική διαταραχή. Επιπλέον, η κατάρρευση φυσαλίδων σπηλαίωσης σε υγρά μέσα δημιουργεί μακρο-αναταράξεις και μικρο-ανάμιξη. Υπερήχων ακτινοβολία αντιπροσωπεύει έναν αποτελεσματικό τρόπο για την ενίσχυση των διαδικασιών μεταφοράς μάζας, δεδομένου ότι κατεργασία με υπερήχους οδηγεί σε σπηλαίωση και τους σχετικούς μηχανισμούς της, όπως μικρο-κίνηση από υγρούς πίδακες, συμπίεση και αποσυμπίεση στο υλικό με την επακόλουθη διάσπαση των κυτταρικών τοιχωμάτων, καθώς και υψηλά ποσοστά θέρμανσης και ψύξης.
Οι υπερήχων τύπου καθετήρα μπορούν να δημιουργήσουν πολύ υψηλά πλάτη, τα οποία είναι απαραίτητα για τη δημιουργία εντυπωσιακής σπηλαίωσης. Hielscher υπερήχων κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων εξολκέες, η οποία μπορεί εύκολα να δημιουργήσει πλάτη 200μm σε συνεχή 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργίας. Για ακόμη υψηλότερα πλάτη, Hielscher προσφέρει συγκεκριμένα sonotrodes μεγάλου πλάτους (ανιχνευτές).
Οι αντιδραστήρες υπερήχων υπό πίεση και τα κύτταρα ροής χρησιμοποιούνται για την εντατικοποίηση της σπηλαίωσης. Με την αύξηση των πιέσεων, σπηλαίωση και σπηλαίωση δυνάμεις διάτμησης γίνονται πιο καταστροφικές και να βελτιώσει με αυτόν τον τρόπο τα αποτελέσματα εκχύλισης υπερήχων.
Η εκχύλιση με υπερήχους βασίζεται στην ακουστική σπηλαίωση και τις υδροδυναμικές δυνάμεις διάτμησης
Επιδράσεις της εκχύλισης με υπερήχους
Υπερήχων κυτταρική διαταραχή και αύξηση της μεταφοράς μάζας
Ο υπέρηχος μπορεί να βοηθήσει τις διαδικασίες εκχύλισης τόσο μέσω της κυτταρικής διαταραχής όσο και ενισχύοντας τη μεταφορά μάζας στο οριακό στρώμα που περιβάλλει τη στερεά μήτρα.
Sonoporation, η διάτρηση των κυτταρικών τοιχωμάτων και μεμβρανών, ενισχύει τη διαπερατότητα των κυτταρικών τοιχωμάτων και μεμβρανών και είναι συχνά ένα ενδιάμεσο βήμα πριν τα κύτταρα διαταραχθούν εντελώς με υπερήχους.
Οι μηχανικές επιδράσεις της σπηλαίωσης που προκαλείται από υπερήχους, όπως οι διαφορές θερμότητας και πίεσης, τα κρουστικά κύματα, οι δυνάμεις διάτμησης, οι πίδακες υγρού και η μικροροή, εντείνουν τη διείσδυση του διαλύτη στο εσωτερικό του κυττάρου και βελτιώνουν τη μεταφορά μάζας μεταξύ κυττάρου και διαλύτη έτσι ώστε τα ενδοκυτταρικά υλικά να μεταφέρονται στον διαλύτη.
Υπερήχων εκχύλιση από φυτικά κύτταρα: το μικροσκοπικό εγκάρσιο τμήμα (TS) δείχνει τον μηχανισμό των δράσεων κατά τη διάρκεια της εκχύλισης με υπερήχους από κύτταρα (μεγέθυνση 2000x) [πόρος: Vilkhu et al. 2011]
Υπερηχητικός ομογενοποιητής UIP2000hdT (2kW) με αντιδραστήρα παρτίδας συνεχούς ανάδευσης
Υπερήχων εξοπλισμός εκχύλισης
Hielscher υπερήχων επεξεργαστές είναι υψηλής απόδοσης συστήματα εκχύλισης, τα οποία είναι απλά και ασφαλή στη λειτουργία. Σύμφωνα με την πρώτη ύλη σας, τις ικανότητες επεξεργασίας και τον στόχο παραγωγής, Hielscher σας προσφέρει το πιο κατάλληλο υπερήχων. Το χαρτοφυλάκιο προϊόντων μας κυμαίνεται από συμπαγείς, ισχυρούς φορητούς υπερήχους πάνω από το σύστημα πάγκου σε πλήρως βιομηχανικές μονάδες υπερήχων ικανές να επεξεργαστούν αρκετούς τόνους ανά ώρα.
Hielscher υπερήχων εκχυλιστές μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παρτίδα και συνεχή inline εκχύλιση και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με οποιοδήποτε διαλύτη.
Διάφορα εξαρτήματα, όπως sonotrodes (ανιχνευτές) διαφόρων μεγεθών και σχημάτων, ενισχυτικά κέρατα, κύτταρα ροής με διάφορους όγκους και γεωμετρίες, pluggable αισθητήρες θερμοκρασίας και πίεσης και πολλά άλλα gadgets είναι διαθέσιμα για να συναρμολογήσουν την ιδανική ρύθμιση υπερήχων για τη διαδικασία εκχύλισης σας.
Όλα τα ψηφιακά μοντέλα μας είναι εξοπλισμένα με έξυπνο λογισμικό, το οποίο σας επιτρέπει να προσαρμόζετε, να παρακολουθείτε και να ορίζετε παραμέτρους εξαγωγής. Λόγω του ακριβούς ελέγχου του πλάτους, του χρόνου υπερήχων και των κύκλων λειτουργίας, μπορούν να επιτευχθούν βέλτιστα αποτελέσματα διαδικασίας, όπως ανώτερη απόδοση και υψηλότερη ποιότητα εκχυλίσματος. Η αυτόματη καταγραφή δεδομένων της διαδικασίας υπερήχων είναι οι βάσεις για την τυποποίηση της διαδικασίας και την αναπαραγωγιμότητα / επαναληψιμότητα, οι οποίες απαιτούνται για τις ορθές παρασκευαστικές πρακτικές (GMP).
Hielscher Υπέρηχοι βιομηχανική υπερήχων επεξεργαστές μπορεί να παραδώσει πολύ υψηλά πλάτη. Πλάτη έως 200μm μπορούν εύκολα να λειτουργούν συνεχώς σε 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία. Για ακόμη υψηλότερα πλάτη, διατίθενται προσαρμοσμένα υπερηχητικά sonotrodes. Η ευρωστία του εξοπλισμού υπερήχων Hielscher επιτρέπει 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία σε βαρέα καθήκοντα και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.
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!
Υψηλής ισχύος ομογενοποιητές υπερήχων από εργαστήριο προς πιλότος και βιομηχανικός κλίμακα.
Βιβλιογραφία / 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 γνωρίζετε
Βοτανικά εκχυλίσματα
Τα βοτανικά εκχυλίσματα είναι βιοδραστικές ενώσεις, οι οποίες απομονώνονται από φυτικό υλικό όπως βότανα, λουλούδια, φύλλα, μίσχους, ρίζες και άλλα μέρη του φυτού. Βιοδραστικές ενώσεις όπως βιταμίνες, αντιοξειδωτικά, πολυφαινόλες, πολυσακχαρίτες, κανναβινοειδή και άλλα φυτικά μόρια χρησιμοποιούνται ως λειτουργικά πρόσθετα τροφίμων, φαρμακοτρόφιμα, καλλυντικά, φαρμακευτικά προϊόντα καθώς και φυσικές χρωστικές ουσίες.