Väga tõhus vee ekstraheerimine võimsuse ultraheli abil
Botaaniliste ühendite vee ekstraheerimist (nt külma või kuuma vee ekstraheerimine, survestatud vee ekstraheerimine ja subkriitiline vee ekstraheerimine) saab ultraheliga tõhusalt parandada. Ultraheli abil vee ekstraheerimine ei anna mitte ainult suuremat saagikust ja vähendab töötlemisaega, vaid toob kaasa ka väiksema energiatarbimise, kergemad ekstraheerimistingimused ja kvaliteetsed ekstraktid võrreldes tavapäraste ekstraheerimismeetoditega. Ultraheli vee ekstraheerimist kasutatakse edukalt paljude taimset päritolu ühendite, sealhulgas alkaloidide, flavonoidide, glükosiidide, fenoolsete ühendite ja polüsahhariidide ekstraheerimiseks.
Bioaktiivsete ühendite ultraheli vee ekstraheerimine
Vesi on kõige polaarsem lahusti, mis muudab selle polaarsete ühendite jaoks suurepäraseks lahustiks. Mittetoksilise ja keskkonnasõbraliku olemuse tõttu oleks vesi ideaalne lahusti mis tahes botaanilise ekstrakti jaoks. Kuid vähem polaarsed ja mittepolaarsed komponendid lahustuvad vees halvasti või üldse mitte. Lisaks oleks ilma massiülekande edendamiseta vees kaevandamine uskumatult aeglane ja seega ebaökonoomne. Kõrge intensiivsusega, madala sagedusega ultraheli on väga tõhus ekstraheerimistehnika, mis tagab intensiivse segamise ja massiülekande. Seetõttu on ultraheli ekstraheerimine hästi teada, et see annab olulisi eeliseid tavapäraste ekstraheerimismeetoditega võrreldes. Nende eeliste hulka kuuluvad suurem saagikus, kiire töötlemine, kiire partii käive, samuti pidev inline ekstraheerimine, roheliste lahustite kasutamine, kerged ekstraheerimistingimused, mis säilitavad ekstraktiühendid, tööohutus ja lihtne skaleeritavus suurte läbilaskevõimete jaoks kaubanduslikuks tootmiseks. (vrd Zabot et al., 2021)
Kuuma vee ekstraheerimine paranes ultraheliga
Parameetrid, mis määravad botaaniliste ainete ekstraheerimise vee ekstraheerimise ajal, on temperatuur, aeg, rõhk ja taimse materjali pindala. Kuuma vee ekstrakti saab vee kõrge temperatuuri tõttu valmistada suhteliselt lühikese aja jooksul.
Lahendus: Saagist ja ekstraheerimise kiirust saab ultraheli segamisel oluliselt suurendada. Ainuüksi kuumal veel on vaid piiratud võime murda rakustruktuure ja kõrged temperatuurid kahjustavad või hävitavad sageli kuumalabiilseid ühendeid, nii et ekstrakti kvaliteet kannatab. Kui ultraheli ekstraheerimine on kombineeritud kuuma vee ekstraheerimisega, saab temperatuuri drastiliselt vähendada (nt 100 ° C-lt 50 ° C-ni), mis takistab ekstraheeritud botaaniliste koostisosade termilist lagunemist, suurendab kogusaagist ja säästab energiat. Ultraheli kavitatsioon on ultraheli ekstraheerimise nähtuse põhimõte. Ultraheli (või akustiline) kavitatsioon on puhtalt mehaanilised jõud, mis purustavad rakuseinad, vabastavad sihtühendid ja parandavad massiülekannet raku sisemuse ja vee (lahusti) vahel. Seega annab ultraheli vee ekstraheerimine suurepäraseid ekstraheerimistulemusi.
Külma vee ekstraheerimine paranes ultraheliga
Külma vee ekstraheerimine (külma vee infusioon) on oluliselt ebaefektiivsem, kuna kuuma vee kasutamist välditakse. Külm või toatemperatuuriline vesi ei eralda botaanilisi ühendeid väga hästi, kuna külm vesi leotatakse taimsesse materjali väga aeglaselt ja massiülekanne on peaaegu tühine. Külma vee ekstraheerimise eelis seisneb temperatuuri tõusu vältimises, vältides seeläbi soojustundlike ühendite termilist lagunemist. Kuid väga halb ekstraheerimise dünaamika muudab tavapärase külma vee ekstraheerimise kaubandusliku tootmise jaoks teostamatuks. Sellepärast kasutatakse külma vee infusiooni peaaegu eranditult eksperimentaalses etapis aegluse ja ebaefektiivsuse tõttu.
Lahendus: Ultraheli kasutuselevõtuga külma vee ekstraheerimisel on külma vee leotamise aeglus ja ebaefektiivsus kergesti ületatav. Ultraheliga intensiivistatud külma vee ekstraheerimine võimaldab säilitada külma ekstraheerimistemperatuuri, ühendades samal ajal intensiivsed nihkejõud tahke-vedelasse keskkonda. Ultraheli ekstraheerimismehhanismi tulemusena avatakse rakuseinad ja botaanilised ühendid vabanevad kiiresti vette. Ultraheli külma vee ekstraheerimine ja infusioon muudab külma leotamise väga tõhusaks protsessiks, mis annab lühikese ekstraheerimisaja jooksul kõrge saagise, kvaliteetsed ekstraktid.
Survestatud vee ekstraheerimine koos ultraheliga
Ultraheli ekstraheerimist iseloomustab mikro-segamine, mis vibratsiooni kaudu soodustab lahusti suuremat difusiooni osakesesse ja osakese sisemusest pinnale, intensiivistades massiülekannet. Lisaks vähendab ultraheliuuring rakulise materjali osakeste suurust, mis toob kaasa ultraheli abil survestatud vedeliku ekstraheerimise parema mõju. Väiksematel, umbes 0,68 mm suurustel osakestel on suurem saagikus kui suurematel osakestel (umbes 1,05 mm), kuna suurem pindala võimaldab oluliselt suuremat massiülekannet ja seeläbi paremat ekstraheerimissaagist. (vrd Zabot et al., 2021)
- Suurepärane saagikus
- Kiire ekstraheerimine
- Kvaliteetsed ekstraktid
- Kerge, mittetermiline protseduur
- rohelised lahustid
- Kulutõhus
- Lihtne ja ohutu kasutamine
- Madalad investeerimis- ja tegevuskulud
- 24/7 operatsioon raskeveokite all
- Roheline, keskkonnasõbralik meetod
Efektiivne survestatud külma vee ekstraheerimine Power-ultraheliga
Kõrge rõhu all hõlbustatakse külma vee tungimist taimekudedesse ja vees lahustuvad fütokemikaalid lahustatakse termilist lagunemist põhjustamata. Kõrgsurve külma vee ekstraheerimise meetodit saab kombineerida ultraheliga polaarsete ja mittepolaarsete botaaniliste koostisosade paremaks eraldamiseks. Vesi kui mittetoksiline, odav ja keskkonnasõbralik lahusti on atraktiivne alternatiiv orgaanilisele lahustile, eriti kui tegemist on taimse toidu, ravimite ja toidulisandite tootmisega.
Ultraheliga intensiivistatud survestatud külma vee ekstraheerimiseks on ultraheli sond (sonotrode) integreeritud ekstraheerimispaaki või voolurakku. Paaki või voolukambrit survestatakse tavaliselt rõhuga 5 kuni 100 barg, sõltuvalt sihitud ekstraktiühenditest. Hielscher Ultrasonics varustab isegi kohandatud tööstuslikke ultraheli reaktoreid ja voolurakku, mis võib survestada kuni 300barg, võimaldades seada teie ekstraheerimisprotsessi optimaalse rõhu.
Superkriitiline vee ekstraheerimine paranes ultrahelitöötlusega
Ultraheli täiustatud subkriitiline vee ekstraheerimine on veel üks sünergiline tehnika, kus võimsuse ultraheli parandab massiülekannet tahke ja vedeliku vahel. Subkriitiline vee ekstraheerimine (SWE) – tuntud ka kui survestatud kuuma vee ekstraheerimine või ülekuumendatud vee ekstraheerimine – on harvemini kasutatav meetod madalama polaarsusega botaaniliste ühendite ekstraheerimiseks. Subkriitilise vee ekstraheerimisel kasutatakse lahustina vett selle ülekriitilises olekus.
Mis on subkriitiline vesi ja miks on subkriitiline vesi hea lahusti vähem polaarsete taimsete ühendite ekstraheerimiseks? "Veel on palju termodünaamilisi omadusi, mida mõjutavad suuresti temperatuur ja rõhk. Sõltuvalt tingimustest saab muuta selle füüsilist olekut (tahke, vedel või gaas), termilist käitumist, tihedust või viskoossust. Tõstes temperatuuri ja rõhku üle kriitilise punkti (defineeritud 221 baari ja 374 °C juures), võib vesi saavutada ülekriitilise oleku. Subkriitilistes tingimustes, mis vastavad aurustumise vältimiseks temperatuuridele vahemikus 100 °C kuni kriitiline temperatuur (374 °C) ja rõhk vahemikus 1 bar kuni kriitiline rõhk (221 baari), väheneb vee polaarsus; see muudab vee paremaks lahustiks erinevate orgaaniliste bioaktiivsete ühendite ekstraheerimiseks." (Li ja Chemat, 2019)
Kui ultraheli kombineeritakse subkriitilise vee ekstraheerimisega, saab ekstraheerimise efektiivsust parandada, suurendades ekstrakti saagist ja vähendades ekstraheerimisaega. Optimaalsete tulemuste saavutamiseks peaks rõhk suletud survepartiireaktoris või vooluelemendireaktoris ulatuma vähemalt kaks korda kõrgemale kui vee aururõhk. (Vee aururõhu tabeli leiate selle lehe lõpust.)
(2010) uuris madala sagedusega, suure võimsusega ultraheli ekstraheerimise mõju koos subkriitilise vee ekstraheerimisega. Seetõttu on ultraheli sond ühendatud subkriitilise vee ekstraheerimise seadme veekeetjaga, et eraldada Lithospermum erütrorhizonist lenduvat õli. Tulemused näitasid, et ultraheli abil 20 KHz võimendav toime oli parem kui 36 KHz ja suurenes väljundvõimsusega (0 kuni 250 W). Subkriitilise vee ekstraheerimise saagis suurenes 1,87% -lt 2,39% -ni ultraheli võnkumise kaudu (250 W, 20 KHz) temperatuuril 160 ° C ja rõhul 5 MPa 25-minutilise ekstraheerimisprotseduuri ajal. Ultraheli võib parandada mitte ainult ekstraheerimise saagist, vaid ka ekstraheerimise kiirust, säästes seeläbi aega.
Ultraheli abil subkriitiline vee ekstraheerimine võib toimuda madalamatel rõhkudel (nt 5barg) kui tavaline subkriitiline vee ekstraheerimine (nt 10MPa), mis säästab energiakulusid ja muudab ekstraheerimisprotseduuri ohutumaks.
Ultraheli botaanilise ekstraheerimise eelised
Nii teadusuuringud kui ka tööstuslik rakendamine näitavad, et ultraheli abil ekstraheerimine on usaldusväärne ja hõlpsasti kasutatav tehnika, mis ei vaja tehnilist tausta ega intensiivset koolitust. Väga kõrge ekstraheerimise efektiivsus, kõrge saagikus, madalad tegevuskulud ja madalad investeerimiskulud (eriti võrreldes teiste meetoditega, nagu CO2 ekstraktorid) ja madalad energiakulud on sondi tüüpi ultraheli ekstraktorite peamised eelised.
Täiendavad eelised, mis muudavad ultraheli ekstraheerimistehnoloogia eelistatud meetodiks, on kvaliteetsed ekstraktid madalate ekstraheerimistemperatuuride tõttu, usaldusväärsed tulemused (korratavus / reprodutseeritavus), täiesti lineaarne mastaapsus mis tahes tootmistasemele ja madal hooldus.
"Muud ultraheli sondi tüüpi ekstraheerimise kasutamisega seotud eelised on ekstrakti lihtne käitlemine, kiire täitmine, jääkide puudumine, kõrge saagikus, keskkonnasõbralik, parem kvaliteet ja ekstrakti lagunemise ennetamine."
(vrd Chemat ja Khan, 2011)
Suure jõudlusega ultrasonikaatorid vee ekstraheerimiseks
Hielscher Ultrasonics ekstraktorid on botaanilise ekstraheerimise valdkonnas hästi välja kujunenud, olenemata sellest, millist lahustit kasutatakse. Ekstrakti tootjad – nii väiksemad, eksklusiivsed nišiekstraktide tootjad kui ka suured masstootjad – leida Hielscheri laiast seadmete portfellist ideaalne ultraheli ekstraheerimisseade nende tootmisnõuete jaoks. Nii partii kui ka pideva tekstisisese protsessi seadistused on hõlpsasti saadaval ja neid saab riiulilt saata. Sobib töötamiseks mis tahes lahustiga, ultraheli ekstraheerimist saab paindlikult rakendada mis tahes taimse materjali ekstraheerimiseks. Vee kasutamine lahustitena võimaldab toota orgaaniliselt sertifitseeritud ekstrakte ilma väga kalli "orgaanilise" etanooli kasutamiseta. (Loomulikult peab taimne materjal olema orgaaniliselt kasvatatud, et saada orgaanilist veeekstrakti).
Kõrge efektiivsusega ekstraheerimine Hielscheri ultraheliga
Hielscher Ultraheli ekstraktorid häirivad tõhusalt taimerakke, suurendavad taimse materjali pindala lahusti tungimiseks ja massiülekannet fütokemikaalide (sekundaarsete metaboliitide) vabanemiseks. Kasutajasõbralikkuse huvides loodud Hielscheri ekstraktorid on kiiresti paigaldatud ning neid saab ohutult ja intuitiivselt kasutada.
Kõrgeimate kvaliteedistandardite täitmine – Kavandatud & Toodetud Saksamaal
Hielscheri ultrasonikaatorite keerukas riistvara ja nutikas tarkvara on loodud selleks, et tagada usaldusväärsed ultraheli ekstraheerimise tulemused teie botaanilisest toorainest reprodutseeritavate tulemustega ja kasutajasõbralik, ohutu töö. Töökindlus, usaldusväärsus, 24/7 töö täiskoormusel ja lihtne töö töötaja vaatenurgast on täiendavad kvaliteeditegurid, mis muudavad Hielscheri ultrasonikaatorid soodsaks.
Hielscher Ultrasonics ekstraktoreid kasutatakse kogu maailmas kvaliteetses fütokeemilises ekstraheerimises. Tõestatud, et see annab kvaliteetseid botaanilisi ühendeid, Hielscheri ultraheli ekstraktoreid ei kasuta mitte ainult väiksemad eri- ja butiikekstraktide käsitöölised, vaid enamasti laialdaselt kaubanduslike kättesaadavate ekstraktide, toidulisandite ja terapeutiliste ravimite tööstuslikul tootmisel. Tänu oma tugevale riistvarale ja nutikale tarkvarale saab Hielscheri ultraheli protsessoreid kergesti kasutada ja jälgida.
Automaatne andmete protokollimine
Toidu, toidulisandite ja terapeutiliste toodete tootmisstandardite täitmiseks tuleb tootmisprotsesse üksikasjalikult jälgida ja need registreerida. Hielscher Ultrasonics digitaalsed ultraheli seadmed on automaatne andmete protokollimine. Selle nutika funktsiooni tõttu salvestatakse kõik olulised protsessiparameetrid, nagu ultraheli energia (kogu- ja netoenergia), temperatuur, rõhk ja aeg, automaatselt sisseehitatud SD-kaardile niipea, kui seade on sisse lülitatud. Protsesside jälgimine ja andmete salvestamine on olulised protsesside pideva standardimise ja toote kvaliteedi jaoks. Automaatselt salvestatud protsessiandmetele juurde pääsedes saate vaadata varasemaid ultrahelitöötluse käike ja hinnata tulemust.
Teine kasutajasõbralik funktsioon on meie digitaalsete ultraheli süsteemide brauseri kaugjuhtimispult. Brauseri kaugjuhtimispuldi kaudu saate oma ultraheli protsessorit käivitada, peatada, reguleerida ja jälgida eemalt kõikjalt.
Kas soovite rohkem teada saada taimsetest materjalidest ultraheli vee ekstraheerimise eeliste kohta? Võtke meiega kohe ühendust, et arutada oma botaanilise ekstrakti tootmisprotsessi! Meie kogenud töötajad jagavad hea meelega rohkem teavet ultraheli ekstraheerimise, meie ultraheli süsteemide ja hinnakujunduse kohta!
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
---|---|---|
1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Tehniline teave ultraheli vee ekstraheerimise kohta
Taimedest ravimühendite ekstraheerimisel kasutatakse tavaliselt tavapäraseid ekstraheerimismeetodeid, nagu leotamine, infusioon, perkolatsioon, keetmine, tagasijooksu ekstraheerimine, aurdestilleerimine, sublimatsioon ja pressimine. Nende meetodite puuduseks on aeganõudev protsess, halb puhtus ja madal efektiivsus.
Protsessi parameetrid, mis mõjutavad ultraheli ekstraheerimist
Ultraheli abil ekstraheerimine on tuntud oma ainulaadsete omaduste ja eeliste poolest, mis muudavad ultrahelitöötluse suurepäraseks ekstraheerimistehnikaks võrreldes botaaniliste ühendite tavapäraste ekstraheerimismeetoditega. Ultraheli abil ekstraheerimise peamine eelis seisneb ultraheli töötlemistegurite (nagu amplituud, aeg, temperatuur, rõhk) täpses kohanemisvõimes, mis võimaldab ultraheli protsessi optimaalselt sihtühendile häälestada. Igal taimsel materjalil on ideaalsed ekstraheerimisparameetrid, mille puhul saavutatakse parim saagikus, kvaliteet ja ekstraheerimise kiirus. Ultraheli ekstraheerimisprotsess võimaldab neid optimaalseid ekstraheerimistingimusi suurepäraselt kohandada.
Ultraheli amplituud
Amplituud on ultraheli sondi (sonotrode) vibratsiooniline nihe. Mida suurem on amplituud, seda intensiivsem on vibratsioon ja kavitatsioon ultraheliga töödeldud vedelikus. Hielscher Ultrasonics on spetsiifiline suure jõudlusega sondi tüüpi ultrasonikaatorites, mis suudavad pakkuda täpselt reguleeritavaid amplituudi. Kohandatud sondid, mis suudavad pidevas 24/7 töös anda kuni 200 μm, on riiulilt hõlpsasti saadaval. Veelgi suuremate amplituudide jaoks saab hõlpsasti valmistada ka kohandatud ultraheli sonotroode.
Amplituud on üks – kui mitte kõige rohkem – oluline parameeter taimede tõhusaks ekstraheerimiseks. Kõrge amplituudiga tekivad vajalikud jõud rakuseinte lõhkumiseks ja rakusisese materjali vabastamiseks. Seega muutub suure jõudlusega ultraheliuuring botaanilisel ekstraheerimisel nii tõhusaks.
Ultraheliravi aeg / kestus
Ultraheli abil ekstraheerimine on tavaliselt palju lühem kui traditsioonilised meetodid, kuna ultrahelitöötlus vabastab botaanilised ühendid oluliselt suurema ekstraheerimise kiirusega. Ultraheli võimaldab lühemaid ekstraheerimisprotseduure, mis säilitavad ekstraheeritud ühendid ületöötlemise vastu. Lühem töötlemine ultraheli tõttu tähendab suuremat läbilaskevõimet ja kõrgemat ekstrakti kvaliteeti.
Impulss-ultraheli ravi
Ultraheli pulsatsioon on ravirežiim, kus ultraheliravi katkestatakse määratletud pausitsüklitega (nt 50% töötsükkel: 30 sek. ON, 30 sek. OFF; 100% töötav cyle: pidev ultrahelitöötlus ilma pausideta) Ultraheli töötsükkel (tuntud ka kui impulsi režiim või ultraheli pulsatsioonitsüklid) viitab aja protsendile, mille jooksul ultraheli on ühendatud söötmega (impulsi kestus) ühe impulsi perioodi jooksul. Näiteks 50% tsüklirežiim oleks 30 sek. ON, 30 sek. OFF. Töötsükli pausitsükli ajal tuleb ultraheliga töödeldud vedelik kindlaksmääratud aja jooksul (nt 30 sekundit) tagasi häirimatusse olekusse, mis on hea soojuse hajutamiseks, et säilitada töötlemise sihttemperatuur. Ultrahelitöötluse töötsükkel on ekstraheerimise efektiivsuse jaoks vähem oluline töötsükkel, kuid seda kasutatakse teatud protsessi temperatuuri säilitamiseks.
Hüdrostaatiline rõhk
Rõhk on veel üks väga oluline parameeter ultraheli protsesside jaoks. Hüdrostaatilise rõhu rakendamine ultrahelitöötlusega töödeldud söötmele mõjutab kavitatsiooni intensiivsust. Kõrgendatud rõhu tingimustes suureneb ultraheli (akustilise) kavitatsiooni intensiivsus. Hielscher Ultrasonics pakub erinevat tüüpi ultraheli partii reaktoreid ja voolurakke, mida saab survestada intensiivsemate ultrahelitöötluse tulemuste saamiseks.
Ekstraheerimise temperatuur
Nagu iga mehaaniline ravi, põhjustab ultraheliuuring temperatuuri tõusu, mis on kooskõlas termodünaamika 2. seadusega. Sellegipoolest on ultraheliuuring mittetermiline töötlemistehnika, kuna ultraheliga toetatavad ravimeetodid põhinevad puhtalt mehaanilistel jõududel (mida nimetatakse ka sonomehaanilisteks jõududeks). Ekstraheerimistemperatuuri ultraheli ekstraheerimise ajal saab tõhusalt kontrollida ja hoida teatud valitud temperatuurivahemikus. Kõik Hielscheri digitaalsed ultraheli protsessorid on varustatud ühendatava temperatuurianduriga ja nutika tarkvaraga, kus protsessile saab määrata teatud temperatuurivahemiku. Kui see temperatuurivahemik on ületatud, peatub ultrasonikaator, kuni temperatuur on uuesti valitud vahemikus ja jätkab seejärel automaatselt ultrahelitöötlusprotseduuri. See Hielscheri ultrasonikaatorite nutikas omadus võimaldab täpselt kontrollitavat ultrahelitöötlusprotsessi ja ideaalseid tulemusi.
Kuna ekstraheerimistemperatuur võib olla erinev mis tahes botaanilistest ühenditest ja taimedest, on temperatuur oluline tegur, mida ei tohiks ultraheli protsessi optimeerimisel tähelepanuta jätta. Näiteks leiti, et 80 °C on ideaalne Sophora flavescens'ist pärit flavonoidide maksimaalse saagikuse saavutamiseks, samas kui parimad tulemused saadi 50 °C juures arabinoksülaani ekstraheerimiseks nisukliidest.
Kasutage ultraheli ekstraheerimiseks mis tahes lahustit
Erinevatel botaanilistel ühenditel on erinevad polaarsused, mis mõjutavad nende lahustuvust erinevates lahustites. Näiteks saponiinid ja polüsahhariidid on polaarsemad ja seetõttu on neil hea lahustuvus vees, kuna vesi on väga polaarne. Fenoolsed ühendid, nagu antotsüaniinid ja klorogeenhape, on seevastu üsna ebapolaarsed ja lahustuvad seetõttu paremini vähempolaarse lahustiga nagu etanool. Seega tuleks lahusti valik teha vastavalt sihtühendite lahustuvusele, et saavutada kõrge ekstraheerimise efektiivsus. Näiteks on vesi hea lahusti polaarsete ühendite, näiteks seentest psilotsübiini, samuti oligosahhariidide, glükosiidide ja flavanoidide ekstraheerimiseks; samas kui etanooli-vee segu ja etanooli kontsentratsioon 60% (V / V) sobib ultraheli abil ekstraheerimiseks, nt apigeniini, baikaliin ja luteoliiniühendid.
Loe lähemalt lahustite, lahusti polaarsuse ja ultraheli ekstraheerimiseks kõige sobivamate lahustite kohta!
Vesi ekstrahentina
Vesi on kõige polaarsem lahusti ja sobib paljude polaarsete ühendite ekstraheerimiseks. Selle peamisteks eelisteks on võime lahustada mitmesuguseid aineid. Lisaks on see odav, mittetoksiline, ohutu ja mittesüttiv. Selle puuduseks on polaarsete ühendite tugev selektiivsus selle kõrge polaarsuse tõttu. Kõrge keemistemperatuuri (100 °C) tõttu nõuab ekstrakti kontsentratsioon (nt destilleerimise või rootori aurustamise teel) palju energiat. Lisaks on vesi kalduvus bakterite ja hallituse kasvule.
Ultraheli sagedus
Ultraheli sagedus umbes 20kHz on osutunud kõige võimsamaks ja tõhusamaks botaaniliseks ekstraheerimiseks. mõjutab ultraheli abil ekstraheerimise efektiivsust ravimühendite ekstraheerimisel taimedest. Üldiselt tekitab madal ultraheli sagedus (st umbes 20 kHz juures) intensiivsemat kavitatsiooni (sonomehaanilised mõjud), mille tulemuseks on ekstraheerimisprotseduuri suurem efektiivsus.
Taimne materjal
Taimsed materjalid võivad oma rakkude struktuuri ja jäikuse poolest väga erineda. Sõltuvalt rakuseina koostisest, mis võib sisaldada tselluloosi, hemitselluloose, ligniini, pektiinseid polüsahhariide, valke, fenoolseid ja mittetselluloosseid ühendeid ning vett, võivad rakuseinad olla kas tugevad või pehmed. Erinevad taimetüübid ja osad sisaldavad neid rakuseina komponente erinevat tüüpi ja koguses. Seetõttu vajab iga taimetüüp optimaalsete ekstraheerimistulemuste saavutamiseks spetsiifilisi töötlemisparameetreid.
Kuna intensiivsust saab täpselt häälestada, võivad Hielscheri ultraheli ekstraktorid usaldusväärselt murda pehmeid ja kõvaid rakuseinu. Pehmed rakuseinad võivad vajada vähem intensiivset ultraheli, samas kui tugevad rakustruktuurid saavad kasu intensiivsemast ravist.
Botaanilise ekstraheerimise toorainet võib värskelt koristada (märg) või kuivatada. Ultraheli ekstraheerimine sobib nii värsketele / märgadele kui ka kuivatatud taimedele. Taime tahkete ainete osakeste suurus on veel üks oluline tegur: Suur pindala (st väike osakeste suurus) on kasulik, kuna see annab ultraheli kavitatsiooniliste nihkejõudude jaoks suure kontaktpinna, mille tulemuseks on suurem efektiivsus. Seetõttu taimset materjali leotatakse või jahvatatakse väikesteks tükkideks (u 3-5mm).
Miks on ultraheli ekstraheerimine parim meetod?
Tõhusust
- suurem saagikus
- Kiire ekstraheerimisprotsess – mõne minuti jooksul
- Kvaliteetsed ekstraktid – kerge, mittetermiline ekstraheerimine
- Rohelised lahustid (vesi, etanool, glütseriin, taimeõlid, NADES jne)
Lihtsus
- Plug-and-play – seadistamine ja töötamine mõne minutiga
- Suur läbilaskevõime - suuremahuliseks ekstraktide tootmiseks
- Partiipõhine või pidev tekstisisene töö
- Lihtne paigaldamine ja käivitamine
- Kaasaskantav / liikuv – kaasaskantavad või ratastele ehitatud seadmed
- Lineaarne skaala üles – lisage paralleelselt veel üks ultraheli süsteem, et suurendada võimsust
- Kaugjälgimine ja juhtimine – arvuti, nutitelefoni või tahvelarvuti kaudu
- Protsessi järelevalvet pole vaja – seadistamine ja käitamine
- Suure jõudlusega – mõeldud pidevaks 24/7 tootmiseks
- Vastupidavus ja madal hooldus
- Kvaliteetne – projekteeritud ja ehitatud Saksamaal
- Kiire laadimine ja tühjendamine partiide vahel
- Lihtne puhastada
Ohutus
- Lihtne ja ohutu joosta
- Lahustita või lahustipõhine ekstraheerimine (vesi, etanool, taimeõlid, glütseriin jne)
- Ei mingeid kõrgeid rõhke ja temperatuure
- Saadaval on ATEX-sertifikaadiga plahvatuskindlad süsteemid
- Lihtne juhtida (ka kaugjuhtimispuldi kaudu)
Kirjandus / Viited
- Ping-ping Huang, Ri-fu Yang, Tai-qiu Qiu, Wei Zhang & Chun-mei Li (2010): Ultrasound-Enhanced Subcritical Water Extraction of Volatile Oil from Lithospermum erythrorhizon. Separation Science and Technology, 45:10, 1433-1439.
- Zabot, G. L., Viganó, J., & Silva, E. K. (2021): Low-Frequency Ultrasound Coupled with High-Pressure Technologies: Impact of Hybridized Techniques on the Recovery of Phytochemical Compounds. Molecules, 26(17), 2021. 5117.
- Li, Ying; Chemat, Farid (2019): Plant Based “Green Chemistry 2.0”: Moving from Evolutionary to Revolutionary. Springer Science 2019.
- 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.
- Vetikad
- antotsüaniinid
- Artemisinin
- Astragalus
- Baggibuti
- karella-kibekurk
- Kanepi
- tšilli paprika
- kaneel
- Tsitrusviljade koor
- kakao
- kohv
- Cucurmin
- duckweed
- leeder
- küüslauk
- ingver
- roheline tee
- humal
- Kratom
- ravimtaimed
- Silymarin piima ohakast
- munga viljad
- Seened
- oliivilehed
- Granaatõun
- Quercetin
- Quillaja
- safran
- Stevia
- tubakas
- Vanilje
ja palju muud!
Tabel: Vee aururõhk
temperatuur °C juures |
Aururõhk mmHg-s (Torr) |
Aururõhk hektopaskalis hPa |
-80 | 0,00041 | 0,00055 |
-75 | 0,000915 | 0,00122 |
-70 | 0,00196 | 0,00261 |
-65 | 0,00405 | 0,0054 |
-60 | 0,008101 | 0,0108 |
-55 | 0,0157 | 0,02093 |
-50 | 0,02952 | 0,03936 |
-45 | 0,05402 | 0,07202 |
-40 | 0,09631 | 0,1284 |
-39,5 | 0,1019 | 0,1359 |
-39 | 0,1078 | 0,1437 |
-38,5 | 0,114 | 0,1520 |
-38 | 0,1206 | 0,1607 |
-37,5 | 0,1274 | 0,1699 |
-37 | 0,1347 | 0,1796 |
-36,5 | 0,1423 | 0,1897 |
-36 | 0,1503 | 0,2004 |
-35,5 | 0,1587 | 0,2116 |
-35 | 0,1676 | 0,2235 |
-34,5 | 0,1769 | 0,2359 |
-34 | 0,1867 | 0,2490 |
-33,5 | 0,197 | 0,2627 |
-33 | 0,2078 | 0,2771 |
-32,5 | 0,2192 | 0,2923 |
-32 | 0,2311 | 0,3082 |
-31,5 | 0,2437 | 0,3249 |
-31 | 0,2568 | 0,3424 |
-30,5 | 0,2706 | 0,3608 |
-30 | 0,2851 | 0,3801 |
-29,5 | 0,3003 | 0,4004 |
-29 | 0,3162 | 0,4216 |
-28,5 | 0,333 | 0,4439 |
-28 | 0,3505 | 0,4673 |
-27,5 | 0,3688 | 0,4918 |
-27 | 0,3881 | 0,5174 |
-26,5 | 0,4083 | 0,5443 |
-26 | 0,4294 | 0,5725 |
-25,5 | 0,4515 | 0,6020 |
-25 | 0,4747 | 0,6329 |
-24,5 | 0,4989 | 0,6652 |
-24 | 0,5243 | 0,6991 |
-23,5 | 0,5509 | 0,7345 |
-23 | 0,5787 | 0,7716 |
-22,5 | 0,6078 | 0,8104 |
-22 | 0,6383 | 0,851 |
-21,5 | 0,6701 | 0,8934 |
-21 | 0,7034 | 0,9377 |
-20,5 | 0,7381 | 0,9841 |
-20 | 0,77451 | 1,0326 |
-19,5 | 0,81251 | 1,0833 |
-19 | 0,85222 | 1,1362 |
-18,5 | 0,89368 | 1,1915 |
-18 | 0,93698 | 1,2492 |
-17,5 | 0,98222 | 1,3095 |
-17 | 1,0295 | 1,3725 |
-16,5 | 1,0787 | 1,4382 |
-16 | 1,1302 | 1,5068 |
-15,5 | 1,1839 | 1,5783 |
-15 | 1,2399 | 1,653 |
-14,5 | 1,2983 | 1,7309 |
-14 | 1,3593 | 1,8122 |
-13,5 | 1,4228 | 1,8969 |
-13 | 1,489 | 1,9852 |
-12,5 | 1,5581 | 2,0773 |
-12 | 1,6300 | 2,1732 |
-11,5 | 1,705 | 2,2732 |
-11 | 1,7832 | 2,3774 |
-10,5 | 1,8646 | 2,4859 |
-10 | 1,9494 | 2,5990 |
-9,5 | 2,0377 | 2,7168 |
-9 | 2,1297 | 2,8394 |
-8,5 | 2,2254 | 2,9670 |
-8 | 2,325 | 3,0998 |
-7,5 | 2,4287 | 3,2380 |
-7 | 2,5366 | 3,3819 |
-6,5 | 2,6489 | 3,5316 |
-6 | 2,7657 | 3,6873 |
-5,5 | 2,8872 | 3,8492 |
-5 | 3,0134 | 4,0176 |
-4,5 | 3,1448 | 4,1927 |
-4 | 3,2813 | 4,3747 |
-3,5 | 3,4232 | 4,5639 |
-3 | 3,5707 | 4,7606 |
-2,5 | 3,724 | 4,9649 |
-2 | 3,8832 | 5,1772 |
-1,5 | 4,0486 | 5,3977 |
-1 | 4,2204 | 5,6267 |
-0,5 | 4,3987 | 5,8645 |
0 | 4,5840 | 6,1115 |
0,01 | 4,58780 | 6,11657 |
1 | 4,9286 | 6,5709 |
2 | 5,2954 | 7,0599 |
3 | 5,6861 | 7,5808 |
4 | 6,1021 | 8,1355 |
5 | 6,5449 | 8,7258 |
6 | 7,0158 | 9,3536 |
7 | 7,5164 | 10,021 |
8 | 8,0482 | 10,730 |
9 | 8,6130 | 11,483 |
10 | 9,2123 | 12,282 |
11 | 9,8483 | 13,130 |
12 | 10,522 | 14,028 |
13 | 11,237 | 14,981 |
14 | 11,993 | 15,990 |
15 | 12,795 | 17,058 |
16 | 13,642 | 18,188 |
17 | 14,539 | 19,384 |
18 | 15,487 | 20,647 |
19 | 16,489 | 21,983 |
20 | 17,546 | 23,393 |
21 | 18,663 | 24,882 |
22 | 19,841 | 26,453 |
23 | 21,085 | 28,111 |
24 | 22,395 | 29,858 |
25 | 23,776 | 31,699 |
26 | 25,231 | 33,639 |
27 | 26,763 | 35,681 |
28 | 28,376 | 37,831 |
29 | 30,071 | 40,092 |
30 | 31,855 | 42,470 |
31 | 33,730 | 44,969 |
32 | 35,700 | 47,596 |
33 | 37,769 | 50,354 |
34 | 39,942 | 53,251 |
35 | 42,221 | 56,290 |
36 | 44,613 | 59,479 |
37 | 47,121 | 62,823 |
38 | 49,750 | 66,328 |
39 | 52,506 | 70,002 |
40 | 55,391 | 73,849 |
41 | 58,413 | 77,878 |
42 | 61,577 | 82,096 |
43 | 64,886 | 86,508 |
44 | 68,349 | 91,124 |
45 | 71,968 | 95,950 |
46 | 75,749 | 100,99 |
47 | 79,709 | 106,27 |
48 | 83,834 | 111,77 |
49 | 88,147 | 117,52 |
50 | 92,648 | 123,52 |
51 | 97,343 | 129,78 |
52 | 102,24 | 136,31 |
53 | 107,35 | 143,12 |
54 | 112,67 | 150,22 |
55 | 118,23 | 157,62 |
56 | 124,01 | 165,33 |
57 | 130,03 | 173,36 |
58 | 136,29 | 181,71 |
59 | 142,82 | 190,41 |
60 | 149,61 | 199,46 |
61 | 156,67 | 208,88 |
62 | 164,02 | 218,67 |
63 | 171,65 | 228,85 |
64 | 179,59 | 239,43 |
65 | 187,83 | 250,42 |
66 | 196,39 | 261,83 |
67 | 205,28 | 273,68 |
68 | 214,51 | 285,99 |
69 | 224,09 | 298,76 |
70 | 234,03 | 312,01 |
71 | 244,33 | 325,75 |
72 | 255,02 | 340,00 |
73 | 266,11 | 354,78 |
74 | 277,59 | 370,09 |
75 | 289,49 | 385,95 |
76 | 301,82 | 402,39 |
77 | 314,58 | 419,41 |
78 | 327,80 | 437,03 |
79 | 341,48 | 455,27 |
80 | 355,63 | 474,14 |
81 | 370,28 | 493,67 |
82 | 385,43 | 513,87 |
83 | 401,10 | 534,76 |
84 | 417,30 | 556,35 |
85 | 434,04 | 578,67 |
86 | 451,33 | 601,73 |
87 | 469,21 | 625,56 |
88 | 487,67 | 650,17 |
89 | 506,73 | 675,58 |
90 | 526,41 | 701,82 |
91 | 546,72 | 728,90 |
92 | 567,68 | 756,84 |
93 | 589,31 | 785,68 |
94 | 611,61 | 815,41 |
95 | 634,61 | 846,08 |
96 | 658,34 | 877,71 |
97 | 682,78 | 910,30 |
98 | 707,98 | 943,90 |
99 | 733,95 | 978,52 |
100 | 760,00 | 1013,3 |
101 | 787,57 | 1050,0 |
102 | 815,86 | 1087,7 |
103 | 845,12 | 1126,7 |
104 | 875,06 | 1166,7 |
105 | 906,07 | 1208,0 |
106 | 937,92 | 1250,5 |
107 | 970,60 | 1294,0 |
108 | 1004,42 | 1339,12 |
109 | 1038,92 | 1385,11 |
110 | 1074,56 | 1432,63 |
111 | 1111,20 | 1481,48 |
112 | 1148,74 | 1531,53 |
113 | 1187,42 | 1583,10 |
114 | 1227,25 | 1636,20 |
115 | 1267,98 | 1690,50 |
120 | 1489,14 | 1985,36 |
125 | 1740,93 | 2321,05 |
130 | 2026,10 | 2701,24 |
135 | 2347,26 | 3129,42 |
140 | 2710,92 | 3614,26 |
145 | 3116,76 | 4155,34 |
150 | 3570,48 | 4760,25 |
175 | 6694,08 | 8924,71 |
200 | 11659,16 | 15544,27 |
225 | 19123,12 | 25495,40 |
250 | 29817,84 | 39753,85 |
275 | 44580,84 | 59436,23 |
300 | 64432,8 | 85903,3 |
325 | 90447,6 | 120587 |
350 | 124001,6 | 165321,9 |
360 | 139893,2 | 186508,9 |
365 | 148519,2 | 198009,3 |
366 | 150320,4 | 200410,7 |
367 | 152129,2 | 202822,3 |
368 | 153960,8 | 205264,2 |
369 | 155815,2 | 207736,5 |
370 | 157692,4 | 210239,2 |
371 | 159584,8 | 212762,2 |
372 | 161507,6 | 215325,8 |
373 | 163468,4 | 217939,9 |
373,946 | 165452,0 | 220584,5 |