Heksaanekstraktsiooni tõhususe parandamine ultraheli abil

Sondtüüpi ultraheli töötlus võib parandada tavapärast heksaanekstraktsiooni, intensiivistades protsessi ja muutes selle oluliselt tõhusamaks. Ultraheliekstraktsioon parandab massiülekannet ja lõhub rakke, et vabastada soovitud bioaktiivsed ained lahustisse, mille tulemusel on ekstraktsioonisaagis suurem kui ainult tavapäraste meetodite puhul. Ultraheliga toetatud ekstraktsioon on väga tõhus õli ekstraktsioonisaagise suurendamisel, sealhulgas rapsiõli ja linaseemneõli puhul, andes kvaliteetse rasvhapete koostise ning bioaktiivsete komponentide suurema sisalduse.

Võimsa ultraheliga parandatud heksaanekstraktsioon

Ultraheliekstraktsioon on protsessi intensiivistamise meetod, mis võib oluliselt parandada tahke aine–vedeliku ja lahustiga ekstraktsiooniprotsesse.

Tavapärase heksaanekstraktsiooni piirangud

Heksaanekstraktsioon on levinud meetod orgaaniliste ühendite, eriti mittepolaarsete ainete eraldamiseks erinevatest allikatest, näiteks taimedest, seemnetest või mullast. Heksaan on süsivesinikulahusti, mis lahustab ja ekstraheerib väga tõhusalt lipiide, õlisid ja teisi mittepolaarseid ühendeid. Heksaani kasutatakse õli ekstraheerimiseks laialdaselt, kuna see lahustab hästi mittepolaarseid ühendeid (nt õlisid), võimaldab õli hilisemat lihtsat eraldamist ning selle keemistemperatuuri vahemik on kitsas (63–69°C).
Heksaanekstraktsiooniprotsesside tõhusus võib siiski suuresti varieeruda sõltuvalt toormaterjalist ja ekstraktsioonist : ekstraktsioonisaagis ja ekstraktsiooniaeg on suuresti omavahel seotud. See tähendab, et suure ekstraktisaagise saavutamiseks on vaja biomassi pikemat viibimisaega heksaanlahustis. Teine piirav tegur on sageli heksaani ebapiisav tungimine biomassi maatriksisse. Jäigad rakustruktuurid saavad heksaaniga enamasti märjaks vaid pinnalt, samas kui raku sisemus puutub heksaaniga kokku vaid osaliselt. Selline ebapiisav tungimine põhjustab mittetäieliku ekstraktsiooniprotsessi, kuna soovitud ained, näiteks lipiidid (st rasvhapped, rasvad, õlid), jäävad raku maatriksi sisemusse.

Lahendus: ultraheliga intensiivistatud heksaanekstraktsioon

Sondtüüpi ultraheli töötlus ehk ultraheli sondiga sonikeerimine on meetod, mis kasutab suure intensiivsusega ultraheli laineid akustiliste kavitatsioonimullide tekitamiseks vedelas keskkonnas. Need mullid kollapseeruvad kiiresti, tekitades intensiivseid lokaalseid energiavälju ning mikroturbulentse ja suure nihkejõuga tingimused lahustis.
Tänu nendele ultraheli tekitatud suure energiatihedusega tingimustele võib sondtüüpi ultraheli töötlus intensiivistada ja parandada heksaanekstraktsiooniprotsessi mitmel viisil:

• Parem massiülekanne: Ultraheli töötlus parandab massiülekannet tahke proovi ja lahusti vahel. Mikroturbulents ja kavitatsioonimullide kiire kollaps tekitavad tugevaid nihkejõude ja lokaalseid rõhumuutusi. See häirib tahke proovi ümbritsevat piirkihti, soodustades sihtühendite vabanemist lahustisse ning parandades seeläbi ekstraktsiooni tõhusust.
• Kiirendatud ekstraktsioon: Ultraheli töötlus kiirendab ekstraktsioonikineetikat, suurendades lahusti ja tahke proovi kokkupuutepinda. Kavitatsioonimullid tekitavad segamist ja homogeense segu, tagades, et lahusti puutub tihedalt kokku tahke materjali kogu pinnaga, mis kiirendab ekstraktsiooni.
• Rakustruktuuride lõhkumine: Taimsete materjalide ekstraktsioonil võib ultraheli töötlus lõhkuda rakustruktuure, näiteks rakuseinu ja membraane, hõlbustades rakusiseste komponentide vabanemist. See võimaldab tõhusamalt ekstraheerida lipiide ja teisi sihtühendeid, mis võivad olla rakkudes suletud.
• Lühem ekstraktsiooniaeg: Suurenenud massiülekannet ja kiirendatud ekstraktsioonikineetikat ühendades võib sondtüüpi ultraheli töötlus oluliselt lühendada soovitud saagise saamiseks vajalikku ekstraktsiooniaega. See võib olla eriti kasulik suurte proovimahtude töötlemisel või ajatundlike rakenduste puhul.

Tänu nendele paranenud protsessiteguritele võib sondtüüpi ultraheli töötlus heksaanekstraktsiooni oluliselt tõhustada. Ultraheliga heksaanekstraktsiooni saab optimeerida vastavalt ekstraheeritavatele ühenditele ja mahtudele. Ultraheli intensiivsust (amplituudi), kestust, temperatuuri, rõhku ja ekstraktsiooniseadet saab kohandada nii, et optimaalne ekstraktisaagis saavutatakse lühema ekstraktsiooniaja jooksul.

• Vetikaõli
• Taimeõlid (soja-, lina-, raps-, päevalille-, riisikliiõli jne)
• Eeterlikud õlid
• Karüofülleen
• Vanilje oleoresiin vanilježaunadest
• Luteiin munakollasest
• Astaksantiin vetikatest
• Putukate rasvatustamine

Ultraheliga intensiivistatud Soxhleti ekstraktsioon heksaani kui lahustiga

Ultraheliga intensiivistatud Soxhleti ekstraktsioon on protsess, mis ühendab traditsioonilise Soxhleti ekstraktsiooni ultraheli lainetega, et parandada ekstraktsiooniprotsessi tõhusust. Soxhleti ekstraktsioon on meetod, mida kasutatakse tavaliselt laborites ja väiksemate ekstraktimahtude, näiteks eeterlike õlide või teatud bioaktiivsete ühendite tootmiseks.
Heksaan on selle protsessi jaoks sageli kasutatav lahusti, kuna see ekstraheerib tõhusalt lipiide erinevatest allikatest, sealhulgas seemneõlidest, vetikaõlist ning lipiidipõhistest bioaktiivsetest ühenditest. Ultraheli töötlus lõhub rakustruktuure ja soodustab tahke aine–vedeliku ekstraktsiooni suurenenud massiülekande ja ühendite lahustisse vabanemise kaudu. Kuna lahusti, näiteks heksaan, võib tahkesse materjali paremini tungida ja õlisid (lipiide, rasvhappeid) tõhusalt lahustada. Seetõttu ekstraktsiooniprotsess kiireneb, lühendades soovitud ühendite ekstraheerimiseks vajalikku aega. Lisaks võib ultraheli kasutamine vähendada vajaliku lahusti kogust, muutes selle keskkonnasõbralikumaks valikuks.

Ultraheliekstraktsioon võimaldab kasutada leebemaid, mittetoksilisi lahusteid

Ultraheli töötlus mitte ainult ei paranda heksaanekstraktsiooni, vaid võimaldab kasutada ka leebemaid, mittetoksilisi lahusteid, näiteks etanooli, vesilahust etanooli, vett või looduslikke sügaveutektilisi lahusteid (DES, NADES). Ultraheli sondtüüpi ekstraktorite pakutav väga tõhus rakkude lõhkumine ja massiülekanne annab leebemate lahustitega suurepäraseid tulemusi. Seega võimaldab ultraheliekstraktsioon koos leebemate, mittetoksiliste ja keskkonnasõbralikumate lahustitega toota kvaliteetseid toidukvaliteediga ekstrakte, säästa kulusid ning rakendada rohelist ekstraktsiooniprotsessi.

Suure jõudlusega ultraheli seadmed täiustatud heksaanekstraktsiooniks

Hielscher Ultrasonics projekteerib, toodab ja tarnib suure jõudlusega ultraheli ekstraktoreid, mida saab hõlpsasti integreerida olemasolevatesse heksaanekstraktsiooniseadmetesse või Soxhleti ekstraktoritesse. Lisaks tarnele, paigaldusele ja hooldusteenusele nõustab ja juhendab Hielscher oma kliente teostatavustestide, protsessi optimeerimise ja tehase projekteerimise ajal kuni ekstraktsiooniprotsessi lõpliku paigaldamise ja kasutuselevõtuni.
Hielscheri ultraheli seadmete peamised eelised on täielik protsessikontroll, lineaarne skaleeritavus ning kõigi tööstuslike ultraheliprotsessorite võime tagada väga suured amplituudid. Kuni 200µm amplituude saab hõlpsasti ja pidevalt kasutada ööpäevaringses 24/7 töös. Suured amplituudid on eriti olulised kõvemate rakustruktuuride, näiteks seemnete ja tuumade ekstraheerimisel.
Meie tehnilised töötajad ja täielikult varustatud protsessilabor toetavad teid teadmiste ja nõuannetega!

Disain, tootmine ja nõustamine – Saksamaal valmistatud kvaliteet

Hielscheri ultraheli seadmed on tuntud oma kõrgeima kvaliteedi ja disainistandardite poolest. Töökindlus ja lihtne käsitsemine võimaldavad meie ultraheli seadmete sujuvat integreerimist tööstuslikesse rajatistesse. Hielscheri ultraheli seadmed saavad hõlpsasti hakkama karmide tingimuste ja nõudlike keskkondadega.

Hielscher Ultrasonics on ISO sertifitseeritud ettevõte ning pöörab erilist tähelepanu suure jõudlusega ultraheli seadmetele, mis põhinevad tipptehnoloogial ja on kasutajasõbralikud. Loomulikult vastavad Hielscheri ultraheli seadmed CE nõuetele ning UL-i, CSA ja RoHs-i nõuetele.

Alljärgnev tabel annab ülevaate meie sonikaatorite ligikaudsest töötlusvõimsusest: