Ülekriitilise vedeliku ekstraktsiooni täiustamine võimsusultraheli abil
Ultraheli ekstraheerimist kasutatakse edukalt kas eraldi või koos alternatiivsete ekstraheerimismeetoditega, näiteks lahustiekstraktsiooniga või ülekriitilise CO2 ekstraktoritega kannabinoidide täisspektri ekstraheerimiseks kannabisetaimest (kanep ja marihuaana). Marihuaanas on peamine kannabinoidne koostisosa Δ9-tetrahüdrokannabinool (Δ9-THC), millel on tuntud psühhotroopne toime. Teisi olulisi vähese või puuduva psühhotroopse toimega kannabinoide leidub nii kanepis kui ka marihuaanas ning nende hulka kuuluvad kannabidioolhape (CBDA), kannabidiool (CBD), kannabigeroll (CBG), kannabikromeen (CBC), kannabinool (CBN) ja kannabitsüklool (CBL), samuti muud C19 seotud homoloogid.
Ultraheli abil täiustatud ülekriitiline CO2 ekstraktsioon
Kõrgvõimsusliku ultraheli ja ülekriitilise vedeliku ekstraktorite (SFE) kombinatsioon on väga tõhus ja puhas meetod massiülekandeprotsesside kiirendamiseks ja parandamiseks. Massiülekanne toormaterjali (nt taimsed materjalid, nagu lehed, õied, pungad jne) ja lahusti (nt ülekriitiline CO2) vahel on ekstraheerimisprotsessides piiravaks teguriks. Piiratud massiülekande tõttu väheneb ekstraheerimise tõhusus. Puuduliku tõhususe kompenseerimiseks tuleb kas pikendada ekstraheerimisaega või ohverdada ekstraktisaagis.
Kõrgvõimsusega ultraheli töötlus (sonikeerimine) on hästi tõestatud tehnoloogia aeglaste reaktsioonide intensiivistamiseks, parandades massiülekannet kahe faasi vahel. Intensiivsete vibratsioonide, nihkejõudude ja segavate turbulentside abil allutab võimsusultraheli ekstraheeritava toormaterjali lahustile oluliselt suuremal kiirusel. Selle tulemuseks on parem ekstraktisaagis ja lühem ekstraheerimisaeg. Ultraheli töötlus tõstab igat tüüpi ülekriitilise vedeliku ekstraktori ekstraheerimistõhusust:
- saagise suurendamise teel
- ekstraheerimisaja lühendamise teel
- vajaliku rõhu vähendamise teel
- üldise tootmisvõimsuse parandamise teel
UIP2000hdT ultraheli ekstraktori saab flantsiga ühendada ülekriitilise CO
Massiülekande ultraheliga tugevdamist ülekriitilise CO2 ekstraktsiooniprotsessides saab hõlpsasti realiseerida, paigaldades ülekriitilise vedeliku ekstraktorisse suure jõudlusega ultraheli sondi, näiteks Cascatrode’i. Hielscher Ultrasonicsi sondid (tuntud ka kui ultraheli sarved, sonotroodid) saab ühendada standardse äärikuga tihendamise abil ning need sobivad swedge lock ühenduste jaoks. See muudab paigaldamise ja kasutamise lihtsaks ja ohutuks. Nagu kõik Hielscheri ultraheli seadmed, mis on tuntud oma vastupidavuse ja pideva jõudluse poolest, vajab ka kord paigaldatud süsteem vähe hooldust.
Hielscheri ultraheli seadmed ja sondid on saadaval järgmistele:
- väikesemahulised / laboratoorsed ülekriitilise vedeliku ekstraktorid
- pooltööstuslik mastaap
- tööstuslik mastaap
Ülekriitilisse CO2 süsteemi integreeritud ultraheli ekstraktor massiülekande parandamiseks. See suurendab ekstraktisaagist ning vähendab ekstraheerimisaega ja -temperatuuri.
joonis ja uuring: Hu et al. 2007
Juhtumiuuring ultraheli abil täiustatud ülekriitilise CO2 ekstraktsiooni kohta
Ingveri ekstraheerimine: Balachandran et al. (2006) uurisid ultraheli abil toetatud ülekriitilise CO2 ekstraktsiooni tõhusust, kasutades Hielscheri ultraheli seadet UIP500hdT. Nad uurisid ultraheli mõju ülekriitilisele ekstraktsioonile, kasutades külmkuivatatud ingverit. “Ingveri teravate ühendite saagis suureneb ultraheli mõjul oluliselt, ekstraheerimisperioodi lõpu poole kuni 30% paranemisega.” (Balachandran et al. 2006)
Loe lähemalt ingveri ultraheliga ekstraheerimise kohta!
Ingveriosakeste FESEM-pildid. (A) Katsed ilma sonikeerimiseta, (B) katsed sonikeerimisega, kasutades seadet UIP500hdT .
Pilt ja uuring: Balachandran et al. 2006
- kasutada massiülekande intensiivistamiseks SFE ajal
- kasutada ekstraktisaagise suurendamiseks
- kasutada SFE ekstraheerimise kiirendamiseks
- hõlpsasti kasutada kõrgrõhu tingimustes
- kasutada erinevate toormaterjalide töötlemiseks
- paigaldada järelpaigaldusena olemasolevatesse SFE süsteemidesse
- paindlikult paigaldada
- täpselt juhtida
- kaugjuhtida
- ohutult kasutada
Kõrgvõimsusega ultraheli ekstraktorid ülekriitilise vedeliku ekstraktsiooniks
Hielscheri ultraheli seadmeid saab hõlpsasti integreerida mis tahes tavalisse ülekriitilise CO2 ekstraktorisse, et parandada massiülekannet ja suurendada seeläbi ekstraktisaagist.
Ultraheli sondid tüübist CascatrodeTM sobivad eriti hästi integreerimiseks CO2 ekstraktorisse, kuna Hielscheri cascatrode’id pakuvad suurt pindala, mis kiirgab tugevat kavitatsiooni CO2 ekstraktsioonisüsteemide suurtesse mahutitesse ja suudab seeläbi hõlpsasti töödelda suuri mahtusid. Hielscher Ultrasonicsi vastupidavad ja töökindlad tööstuslikud ultraheli protsessorid suudavad pakkuda väga suuri amplituude. Amplituude kuni 200µm saab hõlpsasti pidevalt käitada 24/7 töörežiimis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Suurte amplituudide töökindel pidev kasutamine ning Hielscheri ultraheli ekstraktorite vastupidavus ja vähene hooldusvajadus teevad neist ideaalse seadme integreerimiseks teadus- ja arendustegevuse ning kommertslikesse ülekriitilistesse / alamkriitilistesse CO2 ekstraktoritesse.
- pidevalt kõrge jõudlus
- 24/7/365 töö
- täpne protsessijuhtimine
- vastupidavus
- vähene hooldusvajadus
- ohutu ja lihtne kasutada
- kaugjuhtimine brauseri kaudu
Allolev tabel annab ülevaate meie ultraheli seadmete ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Vooluhulk | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 10 kuni 2000mL | 20 kuni 400mL/min | UP200St, UP400St |
| 0,1 kuni 8L | 0,2 kuni 2L/min | UIP500hdT |
| 0,1 kuni 20L | 0,2 kuni 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 kuni 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurem | klaster seadmetest UIP16000 |
Võtke meiega ühendust! / Küsige meilt!
Kirjandus / viited
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry
Volume 13, Issue 6, Sept. 2006. 471-479. - Yanxiang Gao, Bence Nagy, Xuan Liu, Béla Simándi, Qi Wang (2009): Supercritical CO2 extraction of lutein esters from marigold (Tagetes erecta L.) enhanced by ultrasound. The Journal of Supercritical Fluids. Volume 49, Issue 3, 2009. 345-350.
- E. Riera, A. Blanco, J. García, J. Benedito, A. Mulet, J. A. Gallego-Juárez, M. Blasco (2010): High-power ultrasonic system for the enhancement of mass transfer in supercritical CO2 extraction processes. Ultrasonics, 50, 2010, 306-309.
- Ai-jun Hu, Shuna Zhao, Hanhua Liang, Tai-qiu Qiu, Guohua Chen (2007): Ultrasound assisted supercritical fluid extraction of oil and coixenolide from adlay seed. Ultrasonics Sonochemistry Volume 14, Issue 2, Feb. 2007. 219-224.
Kõrgjõudlusega ultraheli! Hielscheri tootevalik hõlmab kogu spektrit kompaktsetest laboratoorsetest ultraheli seadmetest lauaseadmeteni ja täismahus tööstuslike ultraheli süsteemideni.