Υπερήχους υπερασπίζει άλλες μεθόδους εκχύλισης με την ταχύτητα
Η ταχεία διαδικασία εκχύλισης υπερήχων και η επακόλουθη εξοικονόμηση χρόνου στην παραγωγή εκχυλίσματος είναι ένα από τα πολλά πλεονεκτήματα της εκχύλισης υπερήχων βιοδραστικών ενώσεων από φυτά. Υπερήχων εκχύλιση έχει επιστημονικά συγκριθεί με εναλλακτικές τεχνικές εκχύλισης, όπως υπερκρίσιμα εκχύλιση CO2, διαβροχή, θερμότητα-παλινδρόμηση, Soxhlet, ή εκχύλιση μικροκυμάτων και ερευνητικά αποτελέσματα αποδεικνύουν το σημαντικό πλεονέκτημα της υπερήχων σχετικά με την ταχύτητα εκχύλισης και την απόδοση.
Υπερήχους ως ταχεία διαδικασία εκχύλισης
Υπερήχων εκχύλιση βιοδραστικών ενώσεων είναι γνωστή για τις υψηλές αποδόσεις της, υψηλής ποιότητας εκχυλίσματα, σύντομο χρόνο εκχύλισης, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και την ικανότητα να εργάζονται με πολύ ήπιους διαλύτες. Όλοι αυτοί οι παράγοντες συμβάλλουν στην εξαιρετική συνολική απόδοση της εκχύλισης με υπερήχους βιοδραστικών συστατικών από φυτικά υλικά.
Παρακάτω μπορείτε να βρείτε μια επιλογή από επιστημονικές ερευνητικές εκθέσεις, στις οποίες υπερήχων εκχύλιση (επίσης υπερήχων-υποβοηθούμενη εκχύλιση / UAE) συγκρίθηκαν με άλλες τεχνικές εκχύλισης όπως διαβροχή, Soxhlet, παλινδρόμηση θερμότητας, υπερκρίτρια CO2και εξαγωγή μικροκυμάτων.
υπερηχοχοιρωτής UP400St για εκχύλιση υψηλής ταχύτητας βοτανικών σε κατάσταση παρτίδας
| Εφαρμογή εξαγωγής | Υπερηχητικός χρόνος εξαγωγής | Εναλλακτικός χρόνος μεθόδου εκχύλισης | Πρόσθετες πληροφορίες | Πηγή |
|---|---|---|---|---|
| Εκχύλιση ανθοκυανίνης από μούρα μυρτιάς | 5 λεπτά | 15 λεπτά Φούρνο μικροκυμάτων |
Υπερήχων UP200S | Γκονζάλες κ.ά., 2019 |
| Εκχύλιση αποχώρησης Boldo | 5-30 λεπτά | 15-90 λεπτά Διαβροχή |
υπερήχων UIP1000hdT "Μπορούμε να δούμε ότι από 5 έως 30 λεπτά κατεργασίας με υπερήχους, η απόδοση ισοδυναμεί με την απόδοση της συμβατικής διαβροχής σε 15 έως 90 λεπτά: UAE απαιτεί το ένα τρίτο του χρόνου για την εξαγωγή του διαλυτού υλικού των φύλλων σε συμβατική διαβροχή." |
Πετίνι κ.ά., 2013 |
| Εκχύλιση ολικών φαινολών και φλαβονοειδών από φασκόμηλο | 11 λεπτά | 30 λεπτά συμβατική εκχύλιση με αναδευτήρα υδρόλουτρου στους 60ºC |
Υπερήχων Αναρροφητήρες UP100H, Up400s |
Dent et al., 2015 |
| Εκχύλιση πολυφαινολών φύλλων ελιάς | 21 λεπτά | 60 λεπτά συμβατική εκχύλιση θερμότητας-παλινδρόμησης |
υπερήχων UP400S | Ντόμπριντσιτς κ.ά., 2020 |
| Εκχύλιση βιοδραστικών φαινολικών από φύλλα Malva sylvestris | 49 λεπτά 48°C σε 110W |
5 ώρες ταραγμένη εξαγωγή κρεβατιών στις 150 σ.α.λ. |
Υπερήχων UP200S Η ανάλυση HPLC αποκάλυψε ότι η συγκέντρωση βιοδραστικών φαινολικών αυξήθηκε σημαντικά (σ≺0,05) UAE συνθήκες. |
Μπιμάκρ και λοιποί, 2017 |
| Εξαγωγή λιπιδίων από το χειμερινό πεπόνι (Benincasa hispida) Σπόρος | ∼36 λεπτά | Υπερκρίτες εκχύλιση διοξειδίου του άνθρακα σε συνδυασμό με τεχνική ταλάντευσης πίεσης (SCE-PST) (∼50 λεπτά), υπερκρίτες CO2 (∼97 λεπτά), και συμβατική εκχύλιση soxhlet (∼360 λεπτά), | σύγκριση του υπερκρίτου διοξειδίου του άνθρακα (sCO2), εκχύλιση με υπερήχους (UAE), υπερκρίτες εκχύλιση διοξειδίου του άνθρακα σε συνδυασμό με τεχνική ταλάντευσης πίεσης (SCE-PST) και η εξαγωγή soxhlet δείχνει ότι τα ΗΑΕ είναι η πιο αποτελεσματική και ταχεία τεχνική εκχύλισης. | Μπιμάκρ και λοιποί (2015) |
σύγκριση του υπερκρίτου διοξειδίου του άνθρακα (sCO2), εκχύλιση με υπερήχους (UAE), υπερκρίτες εκχύλιση διοξειδίου του άνθρακα σε συνδυασμό με τεχνική ταλάντευσης πίεσης (SCE-PST) και η εξαγωγή soxhlet δείχνει ότι UAE είναι η πιο αποτελεσματική και ταχεία τεχνική εκχύλισης.
- Υψηλή αποδοτικότητα εξαγωγής
- Ανώτερες αποδόσεις εκχύλισης
- ταχεία διαδικασία
- Χαμηλές θερμοκρασίες
- Κατάλληλο για την εξαγωγή θερμολαμπικών ενώσεων
- Συμβατό με οποιοδήποτε διαλύτη
- Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας
- Πράσινη τεχνική εκχύλισης
- Εύκολη και ασφαλή λειτουργία
- Χαμηλές επενδύσεις και λειτουργικές δαπάνες
- 24/7 επιχείρηση υπό βαρύ δασμό
Υψηλής απόδοσης υπερήχων εξολκείς για σαφή απομόνωση των ενώσεων
Ο υπερσύγχρονος υπερηχητικός εξοπλισμός της Hielscher επιτρέπει την ταχεία εκχύλιση βιο-μορίων υψηλής ποιότητας από φυτά. Ο πλήρης έλεγχος των παραμέτρων της διαδικασίας, όπως το πλάτος, η θερμοκρασία, η πίεση και η εισροή ενέργειας, επιτρέπουν τις πιο αποτελεσματικές και ηπιότερες συνθήκες εκχύλισης που παράγουν μη κατεστραμμένα, εξαιρετικά βιοδραστικά εκχυλίσματα. Η βελτιστοποίηση παραμέτρων εκχύλισης υπερήχων, όπως το μέγεθος σωματιδίων πρώτης ύλης, ο τύπος διαλύτη, η αναλογία στερεού προς διαλύτη και ο χρόνος εκχύλισης μπορούν να βελτιστοποιηθούν για υψηλότερη απόδοση και καλύτερα συνολικά αποτελέσματα. Δεδομένου ότι υπερήχων εκχύλιση είναι μια μη θερμική εκχύλιση μέθοδος, θερμική υποβάθμιση των βιοδραστικών συστατικών μπορεί να αποφευχθεί με αποτέλεσμα την ανώτερη ποιότητα εκχυλίσματος.
Συνολικά, πλεονεκτήματα όπως η υψηλή απόδοση, ο σύντομος χρόνος εκχύλισης, η χαμηλή θερμοκρασία εκχύλισης και οι μειωμένες απαιτήσεις διαλύτη καθιστούν την κατεργασία με υπερήχους την προτιμώμενη μέθοδο εκχύλισης.
Υπερήχους υπερτερεί μικροκυμάτων στην εκχύλιση ανθοκυανίνης από μούρα μυρτιάς. Κατεργασία με υπερήχους είναι τρεις φορές ταχύτερη από την εκχύλιση μικροκυμάτων.
Η σύγκριση του υπερήχων έναντι του συμβατικού με ένα αναδευτήρα μπάνιου νερού δείχνει σημαντικά μειωμένο χρόνο εκχύλισης για συνολικές φαινόλες και φλαβονοειδή από φασκόμηλο όταν χρησιμοποιείται εκχύλιση με υπερήχους. Υπερήχων εκχύλιση απαιτεί μόνο το ένα τρίτο του χρόνου εκχύλισης με ένα αναδευτήρα λουτρό νερού.
Εκχύλιση υπερήχων: Ιδρύθηκε στο εργαστήριο και τη βιομηχανία
Υπερήχων εκχύλιση εφαρμόζεται ευρέως για την εκχύλιση οποιουδήποτε είδους βιοδραστική ένωση από βοτανικά, μύκητες, φύκια, βακτήρια και κύτταρα θηλαστικών. Υπερήχων εκχύλιση έχει καθιερωθεί ως μια απλή, οικονομικά αποδοτική και ιδιαίτερα αποτελεσματική που υπερέχει άλλες παραδοσιακές τεχνικές εκχύλισης με υψηλότερες αποδόσεις εκχύλισης και μικρότερη διάρκεια επεξεργασίας.
Με εργαστήριο, πάγκο-κορυφή και πλήρως βιομηχανικά συστήματα υπερήχων άμεσα διαθέσιμα, υπερήχων εκχύλιση είναι σήμερα μια καλά εδραιωμένη και αξιόπιστη τεχνολογία. Hielscher υπερήχων εξολκείς εγκαθίστανται σε όλο τον κόσμο σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις επεξεργασίας για την παραγωγή τροφίμων και φαρμακευτικών βαθμού βιοδραστικές ενώσεις.
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!
Hielscher Υπερήχων κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές για την ανάμειξη εφαρμογών, διασποράς, γαλακτωματοποίηση και εκχύλιση σε εργαστήριο, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.
Λογοτεχνία / Αναφορές
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- 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.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζουμε
Αρχή εργασίας της εκχύλισης υπερήχων
Υπερήχων εκχύλιση είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος για την απομόνωση και τον διαχωρισμό βιοδραστικών συστατικών από φυτικά υλικά. Δεδομένου ότι η κατεργασία με υπερήχους είναι συμβατή με οποιοδήποτε είδος διαλύτη, η διαδικασία εκχύλισης υπερήχων μπορεί να σχεδιαστεί βέλτιστα όσον αφορά τις βιοδραστικές ενώσεις (δηλαδή, τις στοχευμένες ενώσεις), την πολικότητα, τη διαλυτότητα, την ευαισθησία στη θερμότητα και άλλους παράγοντες. Προσαρμόζοντας τη διαδικασία κατεργασίας με υπερήχους ειδικά σε μια συγκεκριμένη ένωση ή διάφορες ενώσεις, η πιο ιδανική ρύθμιση μπορεί να επιλεγεί για να ληφθεί ένα εκχύλισμα εξαιρετικά υψηλής ποιότητας.
Τα κύματα υπερήχων σε συνδυασμό με ένα υγρό ή πολτού δημιουργούν έντονες δονήσεις και ακουστική σπηλαίωση. Ακουστική aka υπερήχων σπηλαίωση καθορίζεται από τοπικά εξαιρετικά υψηλής πίεσης διαφορικά, δυνάμεις διάτμησης και υγρούς πίδακες. Αυτές οι δυνάμεις σπάνε τα κυτταρικά τοιχώματα, διαταράσσουν τα φυτικά κύτταρα και εντείνουν τη μαζική μεταφορά μεταξύ του εσωτερικού των κυττάρων και του διαλύτη. Με αυτόν τον τρόπο, τα βιοδραστικά συστατικά απελευθερώνονται αποτελεσματικά στον περιβάλλοντα διαλύτη, από όπου τα μόρια-στόχοι μπορούν εύκολα να απομονωθούν και να καθαριστούν (π.χ. με εξάτμιση στροφέα, απόσταξη ατμού ή HPLC).
Υπερήχων εκχύλιση από φυτικά κύτταρα: το μικροσκοπικό εγκάρσιο τμήμα (TS) δείχνει το μηχανισμό των ενεργειών κατά τη διάρκεια υπερήχων εκχύλιση από τα κύτταρα (μεγέθυνση 2000x)
[πηγή: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από Εργαστήριο προς την βιομηχανικό μέγεθος.