استخراج آب بسیار کارآمد با استفاده از قدرت سونوگرافی

استخراج آب از ترکیبات گیاهی (به عنوان مثال، استخراج آب سرد یا گرم، استخراج آب تحت فشار و استخراج آب زیر بحرانی) را می توان به طور موثر توسط امواج فراصوت بهبود یافته. استخراج آب به کمک سونوگرافی نه تنها بازده بالاتری دارد و زمان پردازش را کاهش می دهد، بلکه در مقایسه با تکنیک های استخراج معمولی، منجر به مصرف انرژی کمتر، شرایط استخراج ملایم تر و عصاره های با کیفیت بالا می شود. استخراج آب اولتراسونیک با موفقیت برای استخراج ترکیبات متعدد مشتق شده از گیاهان از جمله آلکالوئیدها، فلاونوئیدها، گلیکوزیدها، ترکیبات فنلی و پلی ساکاریدها استفاده می شود.

استخراج آب التراسونیک از ترکیبات فعال زیستی

آب قطبی ترین حلال است که آن را به یک حلال عالی برای ترکیبات قطبی تبدیل می کند. با توجه به طبیعت غیر سمی و سازگار با محیط زیست، آب حلال ایده آل برای هر عصاره گیاهی خواهد بود. با این حال، اجزای کمتر قطبی و غیر قطبی ضعیف هستند یا اصلا در آب حل نمی شوند. علاوه بر این، بدون هیچ گونه ارتقاء انتقال انبوه، فرآیند استخراج در آب فوق العاده کند و در نتیجه غیراقتصادی خواهد بود. سونوگرافی با شدت بالا و فرکانس پایین یک روش استخراج بسیار کارآمد است که اختلاط شدید و انتقال جرم را فراهم می کند. از این رو، استخراج التراسونیک به خوبی شناخته شده است به ارائه مزایای قابل توجهی نسبت به روش های استخراج معمولی. این مزایا شامل بازده بالاتر، پردازش سریع، گردش سریع دسته ای سریع و همچنین استخراج مداوم درون خطی، استفاده از حلال های سبز، شرایط استخراج ملایم است که ترکیبات عصاره را حفظ می کند، ایمنی در عملیات، و مقیاس پذیری آسان به توان عملیاتی بزرگ برای تولید تجاری. (رجوع کنید به زابوت و همکاران، 2021)

 

 

استخراج آب گرم بهبود یافته توسط Ultrasonication

پارامترهایی که استخراج گیاهان را در حین استخراج آب تعیین می کنند عبارتند از: دما، زمان، فشار و مساحت سطح مواد گیاهی. عصاره آب گرم را می توان در مدت زمان نسبتا کوتاهی به دلیل دمای بالای آب تهیه کرد.
راه حل: عملکرد و میزان استخراج را می توان به طور قابل توجهی افزایش داد زمانی که همزن اولتراسونیک اعمال می شود. آب گرم به تنهایی توانایی محدودی برای شکستن ساختارهای سلولی دارد و دمای بالا اغلب به ترکیبات مقاوم در برابر گرما آسیب می رساند یا از بین می برد، به طوری که کیفیت عصاره آسیب می بیند. هنگامی که استخراج مافوق صوت با استخراج آب گرم ترکیب می شود، درجه حرارت را می توان به شدت کاهش داد (به عنوان مثال از 100 °C به 50 °C)، که مانع از تخریب حرارتی مواد گیاهی استخراج، افزایش عملکرد کل، و صرفه جویی در انرژی. کاویتاسیون التراسونیک اصل پشت پدیده استخراج مافوق صوت است. کاویتاسیون اولتراسونیک (یا آکوستیک) نیروهای کاملا مکانیکی هستند که دیواره های سلولی را می شکنند، ترکیبات هدف را آزاد می کنند و انتقال جرم بین داخل سلول و آب (حلال) را بهبود می بخشند. بنابراین، استخراج آب مافوق صوت نتایج استخراج عالی را فراهم می کند.

استخراج آب سرد بهبود یافته توسط ultrasonication

استخراج آب سرد (تزریق آب سرد) به طور قابل توجهی ناکارآمدتر است، زیرا از استفاده از آب گرم اجتناب می شود. آب سرد یا دمای اتاق ترکیبات گیاهی را به خوبی استخراج نمی کند، زیرا آب سرد به آرامی در مواد گیاهی خیس می شود و انتقال جرم تقریبا ناچیز است. مزیت استخراج آب سرد در جلوگیری از هرگونه افزایش دما و در نتیجه جلوگیری از تخریب حرارتی ترکیبات حساس به گرما نهفته است. با این حال، پویایی استخراج بسیار ضعیف، استخراج معمولی آب سرد را برای تولید تجاری غیرعملی می کند. به همین دلیل است که تزریق آب سرد به دلیل کندی و ناکارآمدی تقریبا به طور انحصاری در مرحله آزمایشی مورد استفاده قرار می گیرد.
راه حل: با معرفی امواج فراصوت به استخراج آب سرد، کندی و ناکارآمدی خیساندن آب سرد را می توان به راحتی غلبه کرد. استخراج آب سرد التراسونیک تشدید اجازه می دهد تا دمای استخراج سرد را حفظ کنید، در حالی که نیروهای برشی شدید را به محیط جامد و مایع جفت می کند. در نتیجه مکانیسم استخراج مافوق صوت، دیواره های سلولی باز می شوند و ترکیبات گیاهی به سرعت به آب منتشر. استخراج و تزریق آب سرد اولتراسونیک خیساندن سرد را به یک فرآیند بسیار کارآمد تبدیل می کند که بازده بالا، عصاره های با کیفیت بالا در یک زمان استخراج کوتاه را ارائه می دهد.

استخراج آب تحت فشار همراه با Ultrasonication

استخراج اولتراسونیک با میکرو مخلوط کردن مشخص می شود ، که از طریق ارتعاشات ، باعث انتشار بیشتر حلال به ذره و از داخل ذره به سطح می شود و انتقال جرم را تشدید می کند. علاوه بر این، امواج فراصوت اندازه ذرات مواد سلولی را کاهش می دهد، که منجر به بهبود اثرات استخراج مایع تحت فشار با کمک اولتراسونیک می شود. ذرات کوچکتر تقریبا 68/0 میلی متر بازده بالاتری نسبت به ذرات بزرگتر (تقریبا 05/1 میلی متر) نشان می دهند، زیرا سطح بالاتر امکان افزایش قابل توجه انتقال جرم و در نتیجه بهبود بازده استخراج را فراهم می کند. (رجوع کنید به زابوت و همکاران، 2021)

استخراج آب سرد تحت فشار موثر با قدرت سونوگرافی

تحت فشار زیاد ، نفوذ آب سرد به بافت های گیاه تسهیل می شود و فیتوکمیکال های محلول در آب بدون ایجاد تجزیه حرارتی حل می شوند. روش استخراج آب سرد با فشار بالا را می توان با سونوگرافی برای بهبود جداسازی مواد گیاهی قطبی و غیر قطبی همراه کرد. آب به عنوان یک حلال غیر سمی، ارزان و سازگار با محیط زیست جایگزین جذابی برای حلال آلی است، به ویژه زمانی که صحبت از تولید مواد غذایی گیاهی، درمان ها و مکمل های غذایی می شود.
برای استخراج آب سرد تحت فشار التراسونیک تشدید شده ، یک پروب مافوق صوت (sonotrode) به مخزن استخراج یا سلول جریان یکپارچه شده است. مخزن یا سلول جریان معمولا با فشارهای بین 5 تا 100 بارگ بسته به ترکیبات عصاره مورد نظر تحت فشار قرار می گیرند. Hielscher مافوق صوت تامین حتی راکتورهای مافوق صوت صنعتی سفارشی و سلول جریان، که می تواند تا 300barg تحت فشار اجازه می دهد تا فشار مطلوب از فرایند استخراج خود را.
 

 

استخراج آب فوق بحرانی بهبود یافته توسط فراصوت

استخراج آب زیر بحرانی التراسونیک افزایش یافته یکی دیگر از تکنیک های هم افزایی است، که در آن سونوگرافی قدرت انتقال جرم بین جامد و مایع را بهبود می بخشد. استخراج آب زیر بحرانی (SWE) – همچنین به عنوان استخراج آب گرم تحت فشار یا استخراج آب فوق گرم شناخته می شود – یک تکنیک کمتر مورد استفاده برای استخراج ترکیبات گیاهی با قطبیت پایین تر است. در استخراج آب زیر بحرانی از آب در حالت فوق بحرانی خود به عنوان حلال استفاده می شود.
آب زیر بحرانی چیست و چرا آب زیر بحرانی حلال خوبی برای استخراج ترکیبات گیاهی با قطبی کمتر است؟ "آب دارای خواص ترمودینامیکی بسیاری است که تا حد زیادی تحت تأثیر دما و فشار است. بسته به شرایط ، حالت فیزیکی آن (جامد ، مایع یا گاز) ، رفتار حرارتی ، چگالی یا ویسکوزیته را می توان اصلاح کرد. با افزایش دما و فشار بر روی نقطه ای به نام نقطه بحرانی (تعریف شده در 221 بار و 374 درجه سانتی گراد)، آب می تواند به حالت فوق بحرانی برسد. در شرایط زیر بحرانی، مربوط به دمای بین 100 درجه سانتیگراد و دمای بحرانی (374 درجه سانتیگراد) و فشار بین 1 بار و فشار بحرانی (221 بار) به منظور جلوگیری از تبخیر، قطبیت آب کاهش می یابد. آب را به حلال بهتری برای استخراج ترکیبات فعال زیستی آلی مختلف تبدیل می کند. (لی و چمات، 2019)
هنگامی که مافوق صوت با استخراج آب زیر بحرانی ترکیب می شود، می توان با افزایش عملکرد عصاره و کاهش زمان استخراج، راندمان استخراج را بهبود بخشید. برای نتایج بهینه، فشار در راکتور ناپیوسته تحت فشار بسته یا راکتور سلول جریان باید حداقل به دو برابر فشار بخار آب برسد. (می توانید جدولی از فشار بخار آب را در انتهای این صفحه پیدا کنید.)
هوانگ و همکاران (2010) اثرات استخراج سونوگرافی با فرکانس پایین و قدرت بالا را در ترکیب با استخراج آب زیر بحرانی بررسی کردند. بنابراین یک پروب اولتراسونیک به کتری دستگاه استخراج آب زیر بحرانی برای استخراج روغن فرار از Lithospermum erythrorhizon جفت می شود. نتایج نشان داد که اثر افزایشی به کمک امواج فراصوت 20 کیلوهرتز بهتر از 36 کیلوهرتز بود و با توان خروجی (از 0 به 250 وات) افزایش یافت. بازده استخراج آب زیر بحرانی از طریق نوسان اولتراسونیک (250 وات، 20 کیلوهرتز) در دمای 160 درجه سانتی گراد و فشار 5 مگاپاسکال طی یک روش استخراج 25 دقیقه ای از 1.87 درصد به 2.39 درصد افزایش یافت. امواج فراصوت می تواند نه تنها عملکرد استخراج، بلکه میزان استخراج را بهبود بخشد و در نتیجه در زمان صرفه جویی کند.
استخراج آب زیر بحرانی با کمک التراسونیک را می توان در فشارهای پایین تر (به عنوان مثال، 5barg) نسبت به استخراج آب زیر بحرانی معمولی (به عنوان مثال، 10MPa) اجرا کرد، که باعث صرفه جویی در هزینه های انرژی و باعث می شود روش استخراج امن تر.

مزایای استفاده از استخراج گیاه شناسی التراسونیک

هر دو، تحقیقات علمی و اجرای صنعتی نشان می دهد که استخراج به کمک سونوگرافی یک تکنیک قابل اعتماد و آسان برای کار است که نیازی به پیشینه فنی یا آموزش فشرده ندارد. راندمان استخراج بسیار بالا، بازده بالا، هزینه های عملیاتی پایین و همچنین هزینه های سرمایه گذاری پایین (به ویژه در مقایسه با تکنیک های دیگر مانند CO_H2S Extractors) و هزینه های انرژی پایین مزایای اصلی استخراج مافوق صوت نوع پروب هستند.
مزایای بیشتر، که به نوبه خود تکنولوژی استخراج مافوق صوت را به روش ترجیحی، عصاره با کیفیت بالا با توجه به دمای پایین استخراج، نتایج قابل اعتماد (تکرارپذیری / تکرارپذیری)، مقیاس پذیری کاملا خطی به هر سطح تولید و همچنین تعمیر و نگهداری کم است.
"مزایای دیگر مرتبط با استفاده از استخراج پروب اولتراسونیک دست زدن آسان به عصاره، اجرای سریع، بدون باقیمانده، عملکرد بالا، سازگار با محیط زیست، افزایش کیفیت و جلوگیری از تخریب عصاره است."
(رجوع کنید به چیمات و خان، 2011)

مافوق صوت با کارایی بالا برای استخراج آب

استخراج مافوق صوت Hielscher به خوبی در زمینه استخراج گیاه شناسی تثبیت شده, مهم نیست که چه حلال استفاده می شود. تولید کنندگان عصاره – هر دو، کوچکتر، تولید کنندگان منحصر به فرد عصاره طاقچه و همچنین تولید کنندگان انبوه در مقیاس بزرگ – پیدا کردن در Hielscher 'نمونه کارها تجهیزات گسترده ای تجهیزات استخراج مافوق صوت ایده آل برای نیازهای تولید خود را. دسته ای و همچنین تنظیمات فرآیند درون خطی پیوسته به راحتی در دسترس هستند و می توانند از قفسه ارسال شوند. مناسب برای کار با هر حلال، استخراج مافوق صوت را می توان انعطاف پذیر برای هر استخراج مواد گیاهی اعمال می شود. استفاده از آب به عنوان حلال امکان تولید عصاره های دارای گواهی آلی را بدون استفاده از اتانول "آلی" بسیار گران قیمت فراهم می کند. (البته مواد گیاهی باید به صورت ارگانیک رشد کنند تا عصاره آب آلی تولید شود).

استخراج با راندمان بالا با مافوق صوت Hielscher

Hielscher استخراج مافوق صوت موثر مختل سلول های گیاهی, افزایش سطح مواد گیاهی برای نفوذ حلال, و انتقال جرم برای انتشار فیتوکمیکال ها (متابولیت های ثانویه). طراحی شده با توجه به کاربر پسند, استخراج Hielscher به سرعت نصب شده و می تواند امن و شهودی عمل.

رعایت بالاترین استانداردهای کیفیت – طراحی & تولید شده در آلمان

سخت افزار پیچیده و نرم افزار هوشمند از مافوق صوت Hielscher طراحی شده اند برای تضمین نتایج استخراج مافوق صوت قابل اعتماد از مواد اولیه گیاه شناسی خود را با نتایج قابل تکرار و کاربر پسند، عملیات امن. استحکام، قابلیت اطمینان، 24/7 عملیات تحت بار کامل و عملیات ساده از دیدگاه کارگر عوامل کیفیت بیشتر هستند، که باعث می شود اولتراسونیک Hielscher مطلوب.
استخراج مافوق صوت Hielscher در سراسر جهان در استخراج فیتوشیمیایی با کیفیت بالا استفاده می شود. ثابت شده به عملکرد ترکیبات گیاهی با کیفیت بالا, استخراج مافوق صوت Hielscher نه تنها توسط صنعتگران کوچکتر از عصاره های تخصصی و بوتیک استفاده می شود, اما بیشتر در تولید صنعتی عصاره های به طور گسترده ای تجاری در دسترس, مکمل های غذایی, و درمان. با توجه به سخت افزار قوی و نرم افزار هوشمند خود, پردازنده های مافوق صوت Hielscher را می توان به راحتی عمل و نظارت.

پروتکل سازی خودکار داده ها

به منظور تحقق استانداردهای تولید مواد غذایی، مکمل های غذایی و محصولات درمانی، فرآیندهای تولید باید به طور دقیق نظارت و ثبت شوند. Hielscher اولتراسونیک دستگاه های مافوق صوت دیجیتال از ویژگی های پروتکل داده های خودکار. با توجه به این ویژگی هوشمند، تمام پارامترهای مهم فرآیند مانند انرژی اولتراسونیک (انرژی کل و خالص)، دما، فشار و زمان به محض روشن شدن دستگاه به طور خودکار در یک کارت SD داخلی ذخیره می شوند. نظارت بر فرآیند و ثبت داده ها برای استانداردسازی مداوم فرآیند و کیفیت محصول مهم است. با دسترسی به داده های فرآیند به طور خودکار ضبط شده، می توانید فراصوت قبلی را تجدید نظر کنید و نتیجه را ارزیابی کنید.
یکی دیگر از ویژگی های کاربر پسند، کنترل از راه دور مرورگر سیستم های اولتراسونیک دیجیتال ما است. از طریق کنترل مرورگر از راه دور می توانید پردازنده اولتراسونیک خود را از راه دور از هر کجا شروع، توقف، تنظیم و نظارت کنید.
آیا می خواهید برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مزایای استفاده از استخراج آب مافوق صوت از مواد گیاهی? تماس با ما در حال حاضر برای بحث در مورد روند تولید عصاره گیاه شناسی خود را! کارکنان با تجربه ما خوشحال خواهند شد که اطلاعات بیشتری در مورد استخراج اولتراسونیک ، سیستم های اولتراسونیک و قیمت گذاری ما به اشتراک بگذارند!

جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:

اطلاعات فنی در مورد استخراج آب اولتراسونیک

روش های استخراج متداول مانند خیساندن ، تزریق ، نفوذ ، جوشانده ، استخراج رفلاکس، تقطیر با بخار ، تصعید و پرس معمولا در استخراج ترکیبات دارویی از گیاهان استفاده می شود. از معایب این روش ها می توان به زمان بر فرآیند، خلوص ضعیف و راندمان پایین اشاره کرد.

پارامترهای فرآیند موثر بر استخراج التراسونیک

استخراج به کمک التراسونیک برای ویژگی ها و مزایای منحصر به فرد آن شناخته شده است، که باعث می شود فراصوت تکنیک استخراج برتر در مقایسه با روش های استخراج معمولی از ترکیبات گیاهی. یک مزیت عمده از استخراج به کمک سونوگرافی نهفته در سازگاری دقیق از عوامل پردازش مافوق صوت (مانند دامنه, زمان, دما, فشار), که اجازه می دهد تا برای تنظیم فرایند مافوق صوت بهینه به ترکیب هدف. هر ماده گیاهی دارای پارامترهای استخراج ایده آل است که تحت آن بهترین عملکرد، کیفیت و نرخ استخراج به دست می آید. فرایند استخراج مافوق صوت اجازه می دهد تا برای انطباق این شرایط استخراج مطلوب کاملا.

دامنه اولتراسونیک

دامنه جابجایی ارتعاشی پروب اولتراسونیک (سونوترود) است. هر چه دامنه بالاتر باشد، لرزش و کاویتاسیون در مایع فراصوت شدیدتر است. Hielscher مافوق صوت در مافوق صوت پروب نوع با کارایی بالا spezialized ، که می تواند دامنه های دقیق قابل تنظیم را عرضه. پروب های سفارشی که می توانند تا 200 میکرومتر را در عملکرد مداوم 24/7 تحویل دهند، به راحتی در قفسه در دسترس هستند. برای دامنه های حتی بالاتر ، سونوترودهای اولتراسونیک سفارشی نیز می توانند به راحتی تولید شوند.
دامنه یکی است – اگر نه تنها ترین – پارامتر مهم برای استخراج کارآمد گیاهان. دامنه های بالا نیروهای مورد نیاز را برای شکستن دیواره های سلولی و آزاد کردن مواد داخل سلولی ایجاد می کنند. بدین ترتیب، ultrasonication با کارایی بالا در استخراج گیاه شناسی بسیار موثر می شود.

زمان / مدت زمان درمان اولتراسونیک

استخراج به کمک سونوگرافی معمولا بسیار کوتاه تر از روش های سنتی است، زیرا فراصوت ترکیبات گیاهی را در نرخ استخراج قابل توجهی بالاتر آزاد می کند. امواج فراصوت اجازه می دهد تا برای روش های استخراج کوتاه تر، که حفظ ترکیبات استخراج شده در برابر پردازش بیش از حد. پردازش کوتاه تر به دلیل سونوگرافی به معنای توان عملیاتی بالاتر و کیفیت عصاره بالاتر است.

درمان اولتراسونیک پالسی

ضربان اولتراسونیک یک حالت درمان است، که در آن درمان سونوگرافی با چرخه مکث تعریف شده قطع می شود (به عنوان مثال 50٪ چرخه کار: 30 ثانیه. ON، 30 ثانیه. خاموش؛ 100٪ وظیفه cyle: فراصوت مداوم بدون مکث) چرخه کار سونوگرافی (همچنین به عنوان حالت پالس و یا چرخه ضربان مافوق صوت شناخته شده) اشاره به درصد از زمان که در طی آن سونوگرافی به محیط جفت (مدت زمان پالس) بیش از یک دوره پالس. به عنوان مثال، یک حالت چرخه 50٪ 30 ثانیه خواهد بود. روشن، 30 ثانیه خاموش. در طول چرخه مکث یک چرخه کار، مایع فراصوت برای یک زمان مشخص (به عنوان مثال، 30 ثانیه) به حالت دست نخورده می آید، که برای اتلاف گرما به منظور حفظ دمای پردازش هدف خوب است. چرخه کار فراصوت چرخه کار کمتر مهم برای بهره وری استخراج است، اما برای حفظ دمای فرآیند خاص استفاده می شود.

فشار هیدرواستاتیک

فشار یکی دیگر از پارامترهای بسیار مهم برای فرآیندهای اولتراسونیک است. اعمال فشار هیدرواستاتیک به محیط فراصوت را تحت تاثیر قرار شدت حفره ها. در شرایط فشار بالا، شدت کاویتاسیون اولتراسونیک (آکوستیک) افزایش می یابد. Hielscher مافوق صوت ارائه می دهد انواع مختلفی از راکتورهای دسته ای مافوق صوت و سلول های جریان، که می تواند برای نتایج فراصوت تشدید تحت فشار.

دمای استخراج

مانند هر درمان مکانیکی ، مافوق صوت باعث افزایش دما می شود که مطابق با قانون 2 ترمودینامیک است. با این اوصاف، سونوگرافی یک روش درمان غیر حرارتی است، زیرا درمان های کمک سونوگرافی بر اساس نیروهای کاملا مکانیکی (همچنین به نام نیروهای سونومکانیکی) هستند. دمای استخراج در طول استخراج اولتراسونیک را می توان به طور موثر کنترل و در یک محدوده دمایی انتخاب شده خاص حفظ. همه پردازنده های اولتراسونیک دیجیتال Hielscher با یک سنسور دما قابل اتصال و یک نرم افزار هوشمند مجهز, که در آن یک محدوده دما خاص را می توان برای این فرایند تنظیم. هر زمان که این محدوده دما بیش از حد است، ultrasonicator مکث تا زمانی که درجه حرارت در محدوده انتخاب شده دوباره و ادامه می یابد پس از آن به طور خودکار روش فراصوت. این ویژگی هوشمند از اولتراسونیک Hielscher اجازه می دهد تا برای یک فرایند فراصوت دقیقا قابل کنترل و نتایج ایده آل.
از آنجا که درجه حرارت استخراج ممکن است متفاوت هر ترکیبات گیاهی و گیاه, درجه حرارت یک عامل مهم است, که باید در طول بهینه سازی فرایند مافوق صوت نادیده گرفته نمی شود. به عنوان مثال، 80 درجه سانتی گراد برای دستیابی به حداکثر عملکرد فلاونوئیدها از Sophora flavescens ایده آل بود، در حالی که بهترین نتایج در دمای 50 درجه سانتی گراد برای استخراج آرابینوکسیلان از سبوس گندم به دست آمد.

استفاده از هر حلال برای استخراج مافوق صوت

ترکیبات گیاهی مختلف دارای قطبیت های متفاوتی هستند که بر حلالیت آنها در حلال های مختلف تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، ساپونین ها و پلی ساکاریدها قطبی تر هستند و بنابراین حلالیت خوبی در آب نشان می دهند، زیرا آب بسیار قطبی است. از طرف دیگر ، ترکیبات فنلی مانند آنتوسیانین ها و اسید کلروژنیک کاملا غیر قطبی هستند و بنابراین یک حلال کمتر قطبی مانند اتانول را حل می کنند. بنابراین، انتخاب حلال باید مطابق با حلالیت ترکیبات هدف انجام شود تا راندمان استخراج بالا به دست آید. به عنوان مثال، آب حلال خوبی برای استخراج ترکیبات قطبی مانند سیلوسایبین از قارچ ها و همچنین الیگوساکاریدها، گلیکوزیدها و فلاوانوئیدها است. در حالی که مخلوط اتانول و آب با غلظت اتانول 60٪ (V / V) مناسب برای استخراج به کمک اولتراسونیک از به عنوان مثال، ترکیبات apigenin، baicalin و luteolin است.
اطلاعات بیشتر در مورد حلال ها، قطبیت حلال و حلال های مناسب ترین برای استخراج مافوق صوت!

آب به عنوان حلال استخراج

آب قطبی ترین حلال است و برای استخراج طیف وسیعی از ترکیبات قطبی مناسب است. از مزایای اصلی آن می توان به قابلیت حل طیف گسترده ای از مواد اشاره کرد. علاوه بر این، ارزان، غیر سمی، ایمن و غیر قابل اشتعال است. از معایب آن می توان به انتخاب پذیری قوی برای ترکیبات قطبی به دلیل قطبیت بالا اشاره کرد. به دلیل نقطه جوش بالای 100 درجه سانتیگراد، غلظت عصاره (به عنوان مثال از طریق تقطیر یا تبخیر روتور) به مقدار زیادی انرژی نیاز دارد. علاوه بر این، آب مستعد رشد باکتری ها و کپک ها است.

فرکانس اولتراسونیک

فرکانس اولتراسونیک در حدود 20 کیلوهرتز به عنوان قدرتمندترین و کارآمد ترین برای استخراج گیاه شناسی ایجاد شده است. بر کارایی استخراج به کمک سونوگرافی در استخراج ترکیبات دارویی از گیاهان تأثیر می گذارد. به طور کلی، فرکانس اولتراسونیک پایین (یعنی در حدود 20 کیلوهرتز) کاویتاسیون شدیدتر (اثرات سونومکانیکی) تولید می کند که منجر به اثربخشی بالاتر روش استخراج می شود.

مواد گیاهی

مواد گیاهی می توانند از نظر ساختار و سفتی سلول های خود بسیار متفاوت باشند. بسته به ترکیب دیواره سلولی، که ممکن است حاوی سلولز، همی سلولز، لیگنین، پلی ساکاریدهای پکتیک، پروتئین ها، ترکیبات فنلی و غیر سلولزی و آب باشد، دیواره های سلولی می توانند محکم یا نرم باشند. انواع و قسمت های مختلف گیاه حاوی انواع و مقادیر مختلفی از این اجزای دیواره سلولی هستند. به همین دلیل است که هر نوع گیاه برای نتایج بهینه استخراج به پارامترهای فرآوری خاصی نیاز دارد.
به عنوان شدت را می توان دقیقا تنظیم, استخراج مافوق صوت Hielscher می تواند قابل اعتماد شکستن دیواره های سلولی نرم و سخت. دیواره های سلولی نرم ممکن است به سونوگرافی با شدت کمتری نیاز داشته باشند، در حالی که ساختارهای سلولی محکم از یک درمان شدید تر بهره مند می شوند.
مواد اولیه برای استخراج گیاه شناسی را می توان به تازگی برداشت (مرطوب) یا خشک کرد. استخراج التراسونیک مناسب برای هر دو تازه / مرطوب و همچنین گیاهان خشک است. اندازه ذرات مواد جامد گیاهی یکی دیگر از عوامل مهم است: سطح بالا (به عنوان مثال، اندازه ذرات کوچک) مفید است زیرا آن را فراهم می کند یک منطقه تماس بزرگ برای نیروهای برشی حفره ای مافوق صوت، و در نتیجه بهره وری بالاتر. بنابراین ، مواد گیاهی به قطعات کوچک (تقریبا 3-5 میلی متر) خیس یا آسیاب می شوند.

چرا استخراج التراسونیک بهترین روش؟

بهره وری

• بازده بالاتر
• فرآیند استخراج سریع – در عرض چند دقیقه
• عصاره های با کیفیت بالا – استخراج خفیف و غیر حرارتی
• حلال های سبز (آب، اتانول، گلیسیرین، روغن های گیاهی، NADES و غیره)

سادگی

• پلاگین و بازی - در عرض چند دقیقه راه اندازی و کار کنید
• توان عملیاتی بالا - برای تولید عصاره در مقیاس بزرگ
• عملیات درون خطی دسته ای یا پیوسته
• نصب و راه اندازی ساده
• قابل حمل / متحرک - واحدهای قابل حمل یا ساخته شده بر روی چرخ
• مقیاس خطی - برای افزایش ظرفیت سیستم اولتراسونیک دیگری به صورت موازی اضافه کنید
• نظارت و کنترل از راه دور - از طریق رایانه شخصی، تلفن هوشمند یا تبلت
• بدون نیاز به نظارت بر فرآیند - راه اندازی و اجرا
• کارایی بالا - طراحی شده برای تولید مداوم 24/7
• استحکام و نگهداری کم
• کیفیت بالا – طراحی و ساخته شده در آلمان
• بارگیری و تخلیه سریع بین لات ها
• تمیز کردن آسان

ایمنی

• ساده و ایمن برای اجرا
• استخراج بدون حلال یا مبتنی بر حلال (آب، اتانول، روغن های گیاهی، گلیسیرین و غیره)
• بدون فشار و دمای بالا
• سیستم های ضد انفجار دارای گواهی ATEX موجود است
• کنترل آسان (همچنین از طریق کنترل از راه دور)

---

---

ادبیات / منابع

• 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.