Ultraheli ületab teisi ekstraheerimismeetodeid kiirusega
Ultraheli ekstraheerimise kiire protseduur ja sellest tulenev aja kokkuhoid ekstrakti tootmisel on üks paljudest bioaktiivsete ühendite ultraheli ekstraheerimise eelistest taimedest. Ultraheli ekstraheerimist on teaduslikult võrreldud alternatiivsete ekstraheerimismeetoditega, nagu superkriitiline CO2 ekstraheerimine, leotamine, soojuse refluks, Soxhlet või mikrolaine ekstraheerimine ja uurimistulemused tõestavad ultraheli olulist eelist ekstraheerimise kiiruse ja saagise osas.
Ultraheli kui kiire ekstraheerimise protseduur
Bioaktiivsete ühendite ultraheli ekstraheerimine on tuntud oma kõrge saagise, kvaliteetsete ekstraktide, lühikese ekstraheerimisaja, madala energiatarbimise ja võime töötada väga kergete lahustitega. Kõik need tegurid aitavad kaasa taimsetest materjalidest bioaktiivsete koostisosade ultraheli ekstraheerimise erakordsele üldisele efektiivsusele.
Allpool leiate valiku teaduslikke uurimisaruandeid, milles ultraheli ekstraheerimine (ka ultraheli abil ekstraheerimine / UAE) võrreldi teiste ekstraheerimismeetoditega, nagu leotamine, Soxhlet, kuumuse refluks, ülekriitiline CO2ja mikrolaine ekstraheerimine.
Ultrasonikaator UP400St botaaniliste valmististe kiireks ekstraheerimiseks partiirežiimis
| Ekstraheerimise rakendus | Ultraheli ekstraheerimise aeg | Alternatiivne ekstraheerimismeetodi aeg | Lisateave | Allikas |
|---|---|---|---|---|
| Antotsüaniini ekstraheerimine mürti marjadest | 5 minutit | 15 minutit mikrolaine |
Ultrasonikaator UP200S | Gonzalez jt, 2019 |
| Boldo lahkub ekstraheerimisest | 5-30 min | 15-90 min leotamine |
Ultrasonikaator UIP1000hdT "Me näeme, et 5 kuni 30 min ultrahelitöötlust, saagis on võrdne tavapärase leotamise saagisega 15 kuni 90 minuti jooksul: UAE Vajab kolmandiku ajast lehtede lahustuva materjali ekstraheerimiseks tavapärasel leotamisel." |
Petigny jt, 2013 |
| Fenoolide ja flavonoidide ekstraheerimine salveist | 11 minutit | 30 minutit tavapärane ekstraheerimine veevanni loksutiga temperatuuril 60ºC |
Ultraheli ekstraktorid UP100H, UP400S |
Dent jt, 2015 |
| Oliivilehtede polüfenoolide ekstraheerimine | 21 minutit | 60 minutit tavapärane kuum-tagasijooksu ekstraheerimine |
Ultrasonikaator UP400S | Dobrinčić jt, 2020 |
| Bioaktiivsete fenoolide ekstraheerimine Malva sylvestrise lehtedest | 49 minutit 48 ° C 110W juures |
5 tundi Segatava voodi ekstraheerimine kiirusel 150 pööret minutis |
Ultrasonikaator UP200S HPLC analüüs näitas, et bioaktiivsete fenoolide kontsentratsioon suurenes optimaalsel tasemel märkimisväärselt (p≺0,05) UAE Tingimused. |
Bimakr jt, 2017 |
| Lipiidide ekstraheerimine talvise meloni (Benincasa hispida) seemnest | ∼36 min | Ülekriitiline süsinikdioksiidi ekstraheerimine koos rõhu kõikumise tehnikaga (SCE-PST) (∼50 min), ülikriitiline CO2 (∼97 min) ja tavapärane Soxhleti ekstraheerimine (∼360 min) | Ülekriitilise süsinikdioksiidi (sCO) võrdlus2), ultraheli abil ekstraheerimine (UAE), ülekriitiline süsinikdioksiidi ekstraheerimine koos rõhu kõikumise tehnikaga (SCE-PST) ja Soxhleti ekstraheerimine näitab, et AÜE on kõige tõhusam ja kiirem ekstraheerimistehnika. | Bimakr jt (2015) |
Ülekriitilise süsinikdioksiidi (sCO) võrdlus2), ultraheli abil ekstraheerimine (UAE), ülekriitiline süsinikdioksiidi ekstraheerimine koos rõhu kõikumise tehnikaga (SCE-PST) ja Soxhleti ekstraheerimine näitab, et UAE on kõige tõhusam ja kiirem ekstraheerimistehnika.
- Kõrge ekstraheerimise efektiivsus
- Suurepärased ekstraheerimissaagised
- kiire protsess
- Madalad temperatuurid
- Sobib termolabiilsete ühendite ekstraheerimiseks
- Ühildub mis tahes lahustiga
- Madal energiatarbimine
- Rohelise ekstraheerimise tehnika
- Lihtne ja ohutu kasutamine
- Madalad investeerimis- ja tegevuskulud
- 24/7 operatsioon raskeveokite all
Suure jõudlusega ultraheli ekstraktorid ühendite selgesõnaliseks eraldamiseks
Hielscheri tipptasemel ultraheli seadmed võimaldavad kvaliteetsete biomolekulide kiiret ekstraheerimist taimedest. Täielik kontroll protsessi parameetrite üle, nagu amplituud, temperatuur, rõhk ja sisendenergia, võimaldavad kõige tõhusamaid ja leebemaid ekstraheerimistingimusi, mille tulemuseks on kahjustamata, väga bioaktiivsed ekstraktid. Ultraheli ekstraheerimise parameetrite optimeerimist, nagu tooraine osakeste suurus, lahusti tüüp, tahke aine ja lahusti suhe ning ekstraheerimisaeg, saab optimeerida kõrgeima efektiivsuse ja parimate üldtulemuste saavutamiseks. Kuna ultraheli ekstraheerimine on mittetermiline ekstraheerimismeetod, on võimalik vältida bioaktiivsete koostisosade termilist lagunemist, mille tulemuseks on suurepärane ekstrakti kvaliteet.
Üldiselt muudavad sellised eelised nagu kõrge saagis, lühike ekstraheerimisaeg, madal ekstraheerimistemperatuur ja vähendatud lahustinõuded ultrahelitöötluse eelistatud ekstraheerimismeetodiks.
Ultraheli ületab mikrolaineahju antotsüaniini ekstraheerimisel mürtli marjadest. Sonikatsioon on kolm korda kiirem kui mikrolaine ekstraheerimine.
Ultraheli vs tavapärase võrdlus veevanni loksutiga näitab ultraheli ekstraheerimise kasutamisel märkimisväärselt vähenenud ekstraheerimisaega salvei fenoolide ja flavonoidide puhul. Ultraheli ekstraheerimine nõuab ainult ühte kolmandikku veevanni loksutiga ekstraheerimisajast.
Ultraheli ekstraheerimine: asutatud laboris ja tööstuses
Ultraheli ekstraheerimist kasutatakse laialdaselt mis tahes bioaktiivse ühendi ekstraheerimiseks botaanilistest ainetest, seentest, vetikatest, bakteritest ja imetajate rakkudest. Ultraheli ekstraheerimine on loodud lihtsaks, kulutõhusaks ja väga tõhusaks, mis ületab teisi traditsioonilisi ekstraheerimistehnikaid suurema ekstraheerimissaagise ja lühema töötlemiskestusega.
Labori-, pink-top ja täielikult tööstuslike ultraheli süsteemidega, mis on kergesti kättesaadavad, on ultraheli ekstraheerimine tänapäeval väljakujunenud ja usaldusväärne tehnoloogia. Hielscheri ultraheli ekstraktorid on paigaldatud kogu maailmas tööstuslikes töötlemisrajatistes toiduainete ja farmaatsiatoodete bioaktiivsete ühendite tootmiseks.
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!
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
Kirjandus / Viited
- 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.
Faktid, mida tasub teada
Ultraheli ekstraheerimise tööpõhimõte
Ultraheli ekstraheerimine on laialdaselt kasutatav meetod bioaktiivsete komponentide eraldamiseks ja eraldamiseks taimsetest materjalidest. Kuna ultrahelitöötlus sobib kokku mis tahes lahustiga, saab ultraheli ekstraheerimise protseduuri optimaalselt kujundada bioaktiivsete ühendite (st sihitud ühendite), nende polaarsuse, lahustuvuse, soojustundlikkuse ja muude tegurite suhtes. Kohandades ultrahelitöötlusprotsessi konkreetselt teatud ühendile või erinevatele ühenditele, saab valida kõige ideaalsema seadistuse, et saada erakordselt kõrge kvaliteediga ekstrakt.
Vedeliku või läga ühendatud ultraheli lained tekitavad intensiivseid vibratsioone ja akustilist kavitatsiooni. Akustiline ehk ultraheli kavitatsioon määratakse lokaalselt esinevate äärmiselt kõrge rõhu diferentsiaalide, nihkejõudude ja vedelikujoadega. Need jõud purustavad rakuseinu, häirivad taimseid rakke ja intensiivistavad massiülekannet raku sisemuse ja lahusti vahel. Seeläbi vabanevad bioaktiivsed koostisosad tõhusalt ümbritsevasse lahustisse, kust sihtmolekule saab kergesti eraldada ja puhastada (nt rootori aurustamise, aurudestillatsiooni või HPLC abil).
Ultraheli ekstraheerimine taimerakkudest: mikroskoopiline põiklõige (TS) näitab toimemehhanismi ultraheli ekstraheerimisel rakkudest (suurendus 2000x)
[allikas: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.