افزایش مقیاس فرایندهای استخراج فراصوتی
برای افزایش ظرفیت تولید، باید مقیاس فرایندهای استخراج را به حجم‌های بزرگ‌تر / ظرفیت‌های پردازش بالاتر افزایش داد. استخراج به کمک فراصوت روشی بسیار مؤثر برای جداسازی ترکیبات گیاهی از مواد گیاهی است. همچنین می‌توان کاربردهای فراصوت‌دهی را به‌صورت خطی به حجم‌های بزرگ‌تر مقیاس داد. استخراج فراصوتی با امکان پردازش مواد گیاهی به‌صورت ناپیوسته و نیز در حالت جریان عبوری، آرایش تجهیزاتی ایده‌آلی را برای هر تولیدکنندهٔ عصاره، از مقیاس کوچک تا بسیار بزرگ، فراهم می‌کند. دربارهٔ افزایش مقیاس ساده و کارآمد استخراج به کمک فراصوت بیشتر بخوانید!
افزایش مقیاس استخراج به کمک فراصوت
بیشتر روش‌های استخراج (مانند استخراج سوکسله، استخراج با CO2 فوق‌بحرانی و خیساندن) هنگام برنامه‌ریزی برای افزایش تولید عصاره‌های گیاهی، گلوگاه فرایند محسوب می‌شوند. استفاده از استخراج فراصوتی مانع از آن می‌شود که افزایش تولید به پاشنهٔ آشیل کسب‌وکار تبدیل شود. در ادامه ببینید چگونه می‌توان استخراج به کمک فراصوت را به‌صورت خطی به هر حجم تولیدی مقیاس داد.
رابطهٔ افزایش مقیاس و پارامترهای فرایند: روش‌های متداول استخراج برای راه‌اندازی سامانهٔ استخراج بزرگ‌تر با هدف افزایش تولید، به پژوهش‌های پرهزینه، زمان‌بر و نیازمند نیروی کار زیاد احتیاج دارند؛ زیرا بسیاری از عوامل فرایند تغییر می‌کنند و نمی‌توان آن‌ها را به‌صورت خطی به ظرفیت پردازش بالاتر تعمیم داد. این بدان معناست که باید پارامترهای متعددی از فرایند را از نو تعیین کرد و اغلب نمی‌توان در تولید بزرگ‌مقیاس به کیفیت عصاره‌هایی دست یافت که با تجهیزات استخراج کوچک‌تر به دست می‌آیند.
مزیت برجستهٔ استخراج فراصوتی، مقیاس‌پذیری کاملاً خطی آن است. این مقیاس‌پذیری خطی امکان حفظ تمام پارامترهای مهم فرایند، مانند دامنه، دما، فشار، مدت مواجهه با فراصوت و نسبت حلال به جامد را فراهم می‌کند. افزایش مقیاس فرایند استخراج فراصوتی به حجم‌های بزرگ‌تر، به سطح بزرگ‌تری از سونوتْرود نیاز دارد. بنابراین می‌توان با استفاده از یک سونیکاتور پرتوان‌تر با سونوتْرود بزرگ‌تر (پروب / هورن فراصوتی)، یا با نصب چند دستگاه استخراج فراصوتی به‌صورت موازی، مقیاس فرایند را افزایش داد.
دربارهٔ سونیکاتورهای Hielscher برای آزمایشگاه و تولید بیشتر بخوانید!
استخراج فراصوتی در حالت ناپیوسته بیشتر برای تولید در مقیاس کوچک تا متوسط استفاده می‌شود. در تصویر، دستگاه صنعتی استخراج فراصوتی UIP1000hdT نشان داده شده است که می‌توان آن را در حالت ناپیوسته و جریان عبوری (درون‌خطی) به کار گرفت.
فرایندهای استخراج فراصوتی را می‌توان به‌صورت خطی به هر ظرفیت تولیدی مقیاس داد. دستگاه‌های استخراج فراصوتی قابلیت کار در حالت ناپیوسته و درون‌خطی را دارند.
نمونه‌هایی از سناریوهای افزایش مقیاس فراصوتی
برای مثال، در یک سامانهٔ جریان عبوری پیوسته، می‌توانید با نصب موازی دستگاه‌های استخراج فراصوتی UIP2000hdT با آرایش 3x 2kW، مقیاس استخراج مواد گیاهی خود را افزایش دهید (این آرایش به 3 سونوتْرود و 3 سلول جریان نیاز دارد). به این ترتیب، توان پردازش فراصوتی 6kW در اختیار خواهید داشت.
همچنین می‌توانید یک سونیکاتور 6kW مدل UIP6000hdT نصب کنید که به یک پروب بزرگ و یک راکتور سلول جریان بزرگ‌تر مجهز است.
از مزایای آرایش موازی چند دستگاه استخراج فراصوتی، افزونگی و انعطاف‌پذیری بیشتر در استفاده است (برای مثال، استخراج هم‌زمان از مواد اولیهٔ گوناگون، زیرا هر سونیکاتور می‌تواند مادهٔ گیاهی متفاوتی را پردازش کند). این الگوی افزایش مقیاس زمانی که از قبل یک نوع سونیکاتور در اختیار دارید نیز مناسب است؛ افزودن یک یا چند دستگاه از همان مدل، آسان است و می‌تواند هزینه‌های سرمایه‌گذاری شما را کاهش دهد.
سرمایه‌گذاری برای یک دستگاه استخراج فراصوتی بزرگ‌تر، به‌ویژه زمانی مناسب است که مقادیر بیشتری از یک عصارهٔ یکسان به‌طور هم‌زمان تولید می‌شود. همچنین، در تأسیساتی که با محدودیت فضا روبه‌رو هستند، نصب یک سونیکاتور بزرگ‌تر مناسب‌تر است.
چگونه افزایش مقیاس استخراج فراصوتی را پیش ببریم
برای دستیابی به فرایند استخراجی کارآمد و اقتصادی، باید پارامترهای فرایند بهینه شوند. بهینه‌سازی زمانی محقق می‌شود که فرایند برای بیشترین ظرفیت پردازش با کمترین انرژی ورودی تنظیم شود و هم‌زمان کیفیت هدف‌گذاری‌شدهٔ عصاره به دست آید. در یک فرایند فراصوتی بهینه، انرژی، زمان پردازش و هزینه‌های نیروی کار تا حدی به حداقل می‌رسند که همچنان بیشترین بازده و بالاترین کیفیت محصول نهایی حاصل شود.
بهینه‌سازی فرایند فراصوتی با آزمودن تنظیمات گوناگون پارامترها و محدود کردن تدریجی گزینه‌ها تا رسیدن به پارامترهای بهینه برای مادهٔ اولیهٔ شما انجام می‌شود. معمولاً از مقادیر تجربی عمومی به‌عنوان نقطهٔ شروع استفاده می‌شود تا بتوان به‌سرعت به تنظیمات ایده‌آل متناسب با هر مورد رسید. آزمون‌های بهینه‌سازی فرایند فراصوتی را می‌توان روی حجم‌های کوچک انجام داد؛ این کار به کاهش حجم کار، صرفه‌جویی در مواد و دستیابی نسبتاً سریع به نتایج مطلوب کمک می‌کند.
Hielscher Ultrasonics دارای مرکز فنی و آزمایشگاهی مجهز است. مجموعهٔ ما علاوه بر طیف کامل سونیکاتورهای آزمایشگاهی و صنعتی برای فراصوت‌دهی ناپیوسته و درون‌خطی، دستگاه‌های پیشرفتهٔ تجزیه‌وتحلیل را نیز برای ارزیابی جامع نتایج در اختیار دارد. کارکنان آموزش‌دیدهٔ ما با تجربهٔ طولانی و مدارک دانشگاهی، با کمال میل در بهینه‌سازی فرایند به شما کمک می‌کنند – با اجرای آزمون‌های فراصوتی برای شما و/یا ارائهٔ مشاوره دربارهٔ مناسب‌ترین آرایش تجهیزات فرایند فراصوتی.
افزایش مقیاس با دستگاه‌های استخراج فراصوتی Hielscher: سریع، قابل‌اعتماد و کارآمد
با فراصوت‌دهی بر گلوگاه استخراج غلبه کنید!
چه بخواهید ظرفیت تولید خود را در حالت ناپیوسته افزایش دهید و چه در حالت جریان عبوری پیوسته (درون‌خطی)، Hielscher Ultrasonics سونیکاتور و لوازم جانبی ایده‌آل برای ظرفیت‌های تولید بالاتر را در اختیار دارد. همچنین به شما کمک می‌کنیم استخراج ناپیوستهٔ خود را به فرایندی درون‌خطی تبدیل کنید.
همین حالا با ما تماس بگیرید! با کمال میل دربارهٔ نیازهای تولیدی شما گفت‌وگو می‌کنیم و مشخصات فنی، راهنمایی جامع برای افزایش مقیاس استخراج فراصوتی و پیشنهادهای متناسب را در اختیارتان می‌گذاریم!
برای راهنمایی اولیه، جدول زیر برآوردی از ظرفیت تقریبی پردازش سونیکاتورهای ما ارائه می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| 0٫3 تا 60L | 0٫6 تا 12L/min | >UIP6000hdT |
| قابل‌اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل‌اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
سونیکاتور پروبی UIP1000hdT همراه با همزن برای تولید عصاره‌های گیاهی مانند کانابینوئیدها (مانند CBD، THC، CBG)
UIP4000hdT – دستگاه استخراج فراصوتی قدرتمند با توان 4000 وات برای تولید عصاره‌های گیاهی در مقیاس صنعتی.
منابع علمی / مراجع
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را در مقیاس‌های گوناگون تولید می‌کند، از آزمایشگاهی تا صنعتی.