Ultraheli ekstraheerimine ja selle tööpõhimõte
Ultraheli ekstraheerimine on eelistatud meetod bioaktiivsete ühendite eraldamiseks botaanilistest ainetest. Sonikatsioon saavutab täieliku ekstraheerimise ja seeläbi saadakse väga lühikese ekstraheerimisaja jooksul paremad ekstrakti saagised. Olles selline tõhus ekstraheerimismeetod, on ultraheli ekstraheerimine kulu- ja ajasäästlik, mille tulemuseks on kvaliteetsed ekstraktid, mida kasutatakse toidu, toidulisandite ja ravimite jaoks.
ultraheli ekstraheerimine
Ultraheli ekstraheerimist kasutatakse toidus, toidulisandites ja farmaatsiatööstuses, et vabastada bioaktiivseid ühendeid, nagu vitamiinid, polüfenoolid, polüsahhariidid, kannabinoidid ja muud fütokemikaalid botaanilistest ainetest. Ultraheli abil ekstraheerimine põhineb akustilise või ultraheli kavitatsiooni tööpõhimõttel.
- kõrge saagikus
- Ülim kvaliteet
- Täielikud spektriekstraktid
- kiire protsess
- Ühildub mis tahes lahustiga
- lihtne ja ohutu kasutada
- lineaarne mastaapsus
- keskkonnasõbralik
- Kiire ROI
Ultraheli sond UP400St botaaniliste ühendite ekstraheerimiseks tinktuuride ja botaaniliste infusioonide tootmiseks.
Kuidas akustiline kavitatsioon töötab?
Ultraheli ekstraheerimine saavutatakse siis, kui suure võimsusega, madala sagedusega ultraheli lained on ühendatud läga, mis koosneb botaanilisest materjalist lahustis. Suure võimsusega ultraheli lained on ühendatud sondi tüüpi ultraheli protsessori kaudu läga. Väga energilised ultraheli lained liiguvad läbi vedeliku, luues vahelduvaid kõrgsurve / madala rõhu tsükleid, mille tulemuseks on akustilise kavitatsiooni nähtus. Akustiline või ultraheli kavitatsioon viib lokaalselt äärmuslike temperatuuride, rõhkude, kütte- / jahutuskiiruste, rõhuerinevuste ja kõrge nihkejõuni söötmes. Kui kavitatsioonimullid implodeeruvad tahkete ainete (näiteks osakeste, taimerakkude, kudede jne) pinnale, tekitavad mikrojoad ja interparticlular kokkupõrge selliseid mõjusid nagu pinna koorumine, erosioon, osakeste lagunemine, sonoporatsioon (rakuseinte ja rakumembraanide perforatsioon) ja rakkude häired. Lisaks tekitab kavitatsioonimullide implosioon vedelas keskkonnas makroturbulentsi ja mikro-segamist. Ultraheli kiiritamine kujutab endast tõhusat viisi massiülekandeprotsesside suurendamiseks, kuna ultrahelitöötluse tulemuseks on kavitatsioon ja sellega seotud mehhanismid, nagu mikros-liikumine vedelate joadega, materjali kokkusurumine ja dekompressioon koos järgneva rakuseinte katkemisega, samuti kõrged kuumutamis- ja jahutuskiirused.
Sondi tüüpi ultrasonikaatorid võivad tekitada väga kõrgeid amplituudi, mis on vajalik mõjusa kavitatsiooni tekitamiseks. Hielscher Ultrasonic toodab suure jõudlusega ultraheli ekstraktoreid, mis võivad kergesti luua amplituudid 200 μm pidevas 24/7 töös. Veelgi suuremate amplituudide jaoks pakub Hielscher täpsustatud suure amplituudiga sonotroode (sondid).
Kavitatsiooni intensiivistamiseks kasutatakse survestatavaid ultraheli reaktoreid ja voolurakke. Suurenevate rõhkude korral muutuvad kavitatsiooni- ja kavitatsioonilised nihkejõud hävitavamaks ja parandavad seeläbi ultraheli ekstraheerimise mõjusid.
Ultraheli ekstraheerimine põhineb akustilisel kavitatsioonil ja selle hüdrodünaamilistel nihkejõududel
Ultraheli ekstraheerimise mõju
Ultraheli rakkude katkemine ja massiülekande suurenemine
Ultraheli võib aidata ekstraheerimisprotsesse nii rakkude katkestamise kaudu kui ka suurendades massiülekannet tahket maatriksit ümbritsevas piirikihis.
Sonoporatsioon, rakuseinte ja membraanide perforatsioon, suurendab rakuseinte ja membraanide läbilaskvust ning on sageli vaheetapp enne, kui rakud ultrahelitöötlusega täielikult katkevad.
Ultraheli poolt indutseeritud kavitatsiooni mehaanilised mõjud, nagu soojuse ja rõhu erinevused, lööklained, nihkejõud, vedelikujoad ja mikrovoogesitus, intensiivistavad lahusti tungimist raku sisemusse ja parandavad massiülekannet raku ja lahusti vahel nii, et rakkudevahelised materjalid kantakse lahustisse.
Ultraheli ekstraheerimine taimerakkudest: mikroskoopiline põiklõige (TS) näitab toimemehhanismi ultraheli ekstraheerimisel rakkudest (suurendus 2000x) [ressurss: Vilkhu et al. 2011]
Ultraheli homogenisaator UIP2000hdT (2kW) pidevalt segatava partiireaktoriga
ultraheli ekstraheerimisseadmed
Hielscher Ultrasonics protsessorid on suure jõudlusega ekstraheerimissüsteemid, mis on lihtsad ja ohutud kasutada. Vastavalt teie toorainele, protsessivõimsusele ja väljundi eesmärgile pakub Hielscher teile kõige sobivamat ultrasonikaatorit. Meie tooteportfell ulatub kompaktsetest, võimsatest käeshoitavatest ultrasonikaatoritest üle pink-top süsteemi kuni täielikult tööstuslike ultraheli üksusteni, mis on võimelised töötlema mitu tonni tunnis.
Hielscher Ultrasonics ekstraktoreid saab kasutada partii ja pideva inline ekstraheerimise jaoks ning neid saab kasutada koos mis tahes lahustiga.
Erinevad tarvikud, nagu erineva suuruse ja kujuga sonotroodid (sondid), võimendussarved, erineva mahu ja geomeetriaga voolurakud, ühendatavad temperatuuri- ja rõhuandurid ning paljud muud vidinad, on saadaval teie ekstraheerimisprotsessi jaoks ideaalse ultraheli seadistuse kokkupanekuks.
Kõik meie digitaalsed mudelid on varustatud intelligentse tarkvaraga, mis võimaldab teil reguleerida, jälgida ja seadistada ekstraheerimisparameetreid. Tänu amplituudi, ultrahelitöötluse aja ja töötsüklite täpsele kontrollile on võimalik saavutada optimaalsed protsessitulemused, nagu parem saagikus ja kõrgeim ekstrakti kvaliteet. Ultrahelitöötluse protsessi automaatne andmete salvestamine on protsessi standardimise ja reprodutseeritavuse / korratavuse alused, mis on vajalikud heade tootmistavade (GMP) jaoks.
Hielscher Ultrasonics tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades.
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!
Kirjandus / Viited
- 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.
Faktid, mida tasub teada
Botaanilised ekstraktid
Botaanilised ekstraktid on bioaktiivsed ühendid, mis on eraldatud taimsest materjalist, nagu maitsetaimed, lilled, lehed, varred, juured ja muud taimeosad. Bioaktiivseid ühendeid, nagu vitamiinid, antioksüdandid, polüfenoolid, polüsahhariidid, kannabinoidid ja muud taimemolekulid, kasutatakse funktsionaalsete toidulisandite, toitainete, kosmetseutikumide, ravimite ja looduslike värvainetena.