Syväeutektiset liuottimet erittäin tehokkaaseen uuttamiseen
Syväeutektiset liuottimet (DES) ja luonnolliset syväeutektiset liuottimet (NADES) tarjoavat etuja uuttoliuottimina monilla tasoilla ja ovat siten lupaava vaihtoehto perinteisille orgaanisille liuottimille. Syvä eutektinen liuotin toimii erinomaisesti yhdessä ultraääniuuton kanssa ja antaa korkealaatuisia uutteita. Lue lisää ultraääniuutosta luonnollisilla syvillä eutektisilla liuottimilla.
Miten ultrasonication parantaa uuttamista syvillä eutektisilla liuottimilla?
Ultraäänianturityyppinen uuttaminen, jossa käytetään syviä eutektisia liuottimia ja luonnollisia syviä eutektisia liuottimia, voi tarjota useita etuja bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseen. Yksi tärkeimmistä eduista on fenoliyhdisteiden ja muiden fytokemikaalien lisääntynyt uuttotehokkuus luonnollisista lähteistä. Syväeutektiset liuottimet tunnetaan korkeasta uuttotehokkuudesta, jota voidaan jopa parantaa ultraäänellä avustetulla uuttamisella. Myrkyttömyytensä vuoksi ne ovat loistava liuotinvaihtoehto farmaseuttisille ja elintarvikkeille. Tämä tekee ultraääniuutosta syvillä eutektisilla liuottimilla vihreän ja kestävän menetelmän bioaktiivisten yhdisteiden talteenottamiseksi. Ultrasonicationin synerginen käyttö syvillä eutektisilla liuottimilla on tieteellisesti todistettu johtavan erilaisten bioaktiivisten yhdisteiden suurempiin saantoihin. Kaiken kaikkiaan ultraäänianturityyppinen uuttaminen, jossa käytetään syviä eutektisia liuottimia ja luonnollisia syviä eutektisia liuottimia, tarjoaa tehokkaamman ja ympäristöystävällisemmän lähestymistavan bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseen.
Ultraääniuutto (luonnollisilla) syvillä eutektisilla liuottimilla on erittäin tehokas menetelmä erinomaisille kasvitieteellisille uutteille. Kuvassa on ultraääniprosessori UP400St (400W) 8 litran erällä kasvitieteellistä uuttamista varten.
- Erittäin tehokas
- Nopea prosessi
- Myrkytön
- Täsmälleen viritettävä tiettyyn kasvitieteelliseen
- Lievät käsittelyolosuhteet
- Erä- ja virtaustila
- Helppoa ja turvallista
- Ympäristöystävällinen / biohajoava
- Kierrätettävä
- Palamaton
- huokea
- Helposti saatavilla
Mitä ovat syväeutektiset liuottimet (DES)?
Syväeutektiset liuottimet (DES) ovat vähintään yhden vetysidoksen akseptorin (HBA) ja yhden vetysidoksen luovuttajan (HBD) seoksia, mukaan lukien karboksyylihapot ja muut uusiutuvat yhdisteet. (2019) mukaan "HBA:n ja HBD:n välinen vahva vetysidosvuorovaikutus on tärkein tekijä DES:ien muodostumisessa". [Cai et ai., 2019]
Vetysidosten luovuttajissa käytetään usein yhdisteitä, kuten sokereita, aminohappoja, karboksyylihappoja (esim. bentsoehappoa, sitruunahappoa, meripihkahappoa) tai amiineja (esim. urea, bentsamidi). Vetysidosten luovuttajien kemiallinen vuorovaikutuspotentiaali on tärkein tekijä, joka edistää syväeutektisten liuottimien muodostumista ja tehokkuutta. Halogenidisuoloja, kuten koliinikloridia tai sinkkikloridia, voidaan käyttää myös yhdessä vetysidoksen luovuttajien kanssa. Muut koliinikloridipohjaiset syväeutektiset liuottimet muodostetaan malonihaposta, fenolista tai glyseriinistä. Vahvojen vetyä sitovien vuorovaikutusten seurauksena syvien eutektisten liuottimien sulamispiste laskee merkittävästi verrattuna sen yksittäisiin komponentteihin. Toisin kuin perinteiset liuottimet (esim. etanoli, metanoli, heksaani, butaani jne.), syväeutektiset liuottimet ovat haihtumattomia, mikä tarkoittaa, että niillä on hyvin alhainen höyrynpaine ja ne ovat siten tuskin syttyviä. Syväeutektisten liuottimien myrkyllisyys on vähäistä, niiden biohajoavuus on korkea ja tarvittavat lähtöaineet ovat edullisia, helposti ja runsaasti saatavilla sekä uusiutuvia.
Luonnolliset syväeutektiset liuottimet (NADES) ovat vieläkin ympäristöystävällisempiä, koska kaikki lähtöaineet ovat peräisin luonnollisista lähteistä. Syvät eutektiset liuottimet tarjoavat myös viritettävän vakavaraisuuden, joka perustuu liuenneen aineen kemiaan ja lajeihin, joita käytetään syvien eutektisten liuottimien luomiseen. Joillakin luonnollisilla syväeutektisilla liuottimilla on korkea viskositeetti, joten ne eivät ole kovin sopivia eräuuttoon. Luonnollisia syviä eutektisia liuottimia, joilla on korkeammat viskositeetit, voidaan kuitenkin menestyksekkäästi käyttää liuottimina ultraääniläpiviennissä.
Alla olevassa taulukossa on muutamia esimerkkejä luonnollisten syväeutektisten liuottimien (NADES) koostumuksista fytokemikaalien uuttamiseksi:
| NADES-kokoonpano | Moolisuhde |
|---|---|
| Koliinikloridi:Maitohappo | 1:2 |
| Koliinikloridi: sitruunahappo: vesi | 1:1:2 |
| koliinikloridi: omenahappo: vesi | 1:1:2 |
| Koliinikloridi:Viinihappo | 1:2 |
| Koliinikloridi: Glyseroli | 1:2 |
| Koliinikloridi:1,2-propaanidioli | 1:3 |
| Koliinikloridi: sorbitoli | 1:1 |
| koliinikloridi: glukoosi: vesi | 2:1:1 |
| Koliinikloridi: fruktoosi: vesi | 2:1:1 |
| Koliinikloridi: urea | 1:2 |
Miten ultraääniuutto syvillä eutektisilla liuottimilla toimii?
Ultraääniuutto perustuu korkean intensiteetin, matalataajuisen ultraäänen sonomekaanisiin vaikutuksiin. Kasvitieteellisten yhdisteiden (eli bioaktiivisten aineiden) uuttamisen edistämiseksi ja tehostamiseksi ultraäänellä suuritehoiset ultraääniaallot kytketään ultraäänianturin (kutsutaan myös ultraäänisarveksi tai sonotrodiksi) kautta nestemäiseen väliaineeseen eli lietteeseen, joka koostuu kasvitieteellisestä raaka-aineesta ja (luonnollisesta) syvästä eutektisesta liuottimesta. Ultraääniaallot kulkevat nesteen läpi ja luovat vuorottelevia matalapaine- / korkeapainesyklejä. Matalapainesyklien aikana syntyy pieniä tyhjiökuplia (ns. kavitaatiokuplia), jotka kasvavat useiden painesyklien aikana. Näiden kuplien kasvusyklien aikana nesteessä olevat liuenneet kaasut tulevat tyhjiökuplaan, jolloin tyhjiökupla muuttuu kasvaviksi kaasukupliksi. Useiden syklien kasvun jälkeen tyhjiökuplat saavuttavat tietyn koon, jossa ne eivät pysty absorboimaan enemmän energiaa, niin että ne räjähtävät voimakkaasti korkeapainejakson aikana. Kuplan luhistumiselle on ominaista voimakkaat kavitaatiovoimat, mukaan lukien erittäin korkea lämpötila ja paine, jotka saavuttavat vastaavasti 4000K ja 1000atm; sekä vastaavat korkeat lämpötila- ja paine-erot. Nämä ultraäänellä tuotetut turbulenssit ja leikkausvoimat hajottavat kasvisolut ja vapauttavat solunsisäiset bioaktiiviset yhdisteet (luonnolliseen) syvään eutektiseen liuottimeen. Ultraääniuutto avaa kasvitieteellisten aineiden solurakenteen ja tehostaa massansiirtoa kasvimateriaalin ja liuottimen välillä. Sonikaatio edistää siten luonnollisten syvien eutektisten liuottimien tehokkuutta. Ultraääniuutto (luonnollisilla) syvillä eutektisilla liuottimilla johtaa poikkeuksellisen suuriin saantoihin hyvin lyhyessä käsittelyajassa.
Tehon ultraääniaallot häiritsevät kasvitieteellisten aineiden solurakennetta, vapauttavat bioaktiiviset yhdisteet ja edistävät massansiirtoa kasvimateriaalin ja liuottimen välillä (esim. syvät eutektiset liuottimet).
Ultraääniuuton yhdistelmä (luonnollisten) syvien eutektisten liuottimien kanssa antaa sinulle mahdollisuuden yhdistää ultraäänen prosessia tehostava teho syvien eutektisten liuottimien merkittäviin liukeneviin vaikutuksiin ja erinomaiseen suunnitteluun. Ultraääniuuton ylivoimaisen tehokkuuden vuoksi Ultraäänilaitteita käytetään myös menestyksekkäästi veden uuttamiseen.
Ota yhteyttä nyt saadaksesi lisätietoja tehokkaasta ultraääniuuttosovelluksesta, jossa käytetään syviä eutektisia liuottimia!
ultraääniuutin UIP2000hdT (2kW) kasviuutteiden valmistukseen
Korkean suorituskyvyn ultraääniuuttimet syvien eutektisten liuottimien käyttöön
Ultraääniuutto on luotettava käsittelytekniikka, joka helpottaa ja nopeuttaa korkealaatuisten uutteiden tuotantoa erilaisista kasvitieteellisistä ja liuottimista. Ultraääniuutto on erittäin yhteensopiva (luonnollisten) syvien eutektisten liuottimien kanssa, jotka ovat edullisia erinomaisen liukenemistehonsa, uutteen suunnittelun, kestävyyden, biohajoavuuden ja ympäristöystävällisyyden vuoksi. Tehon ultraäänen prosessin tehostamisen ja (luonnollisten) syvien eutektisten liuottimien etujen yhdistelmä antaa tälle prosessiteknologialle ylivoiman monilla tasoilla. Hielscher Ultrasonics -salkku kattaa täyden valikoiman kompakteista laboratorioultraäänilaitteista teollisiin uuttojärjestelmiin. Kaikki ne soveltuvat tietysti uuttamiseen syvillä eutektisilla liuottimilla.
Pitkäaikainen kokenut henkilökuntamme auttaa sinua toteutettavuustesteistä ja prosessin optimoinnista ultraäänijärjestelmän asentamiseen lopulliselle tuotantotasolle.
- korkean hyötysuhteen teho-ultraääni
- korkea luotettavuus
- erittäin korkeat amplitudit
- Toiminta erä- ja virtaustilassa
- toistettavat / toistettavat tulokset
- 24/7/365 toiminta
- rotevuus
- Älykäs ohjelmisto
- selaimen kaukosäädin
- käyttäjäystävällisyys
- alhaiset huoltovaatimukset
- Turvallisuus
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erän tilavuus | Virtausnopeus | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10 - 200 ml / min | UP100H |
| 10 - 2000ml | 20–400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2–4 l/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 - 10L / min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10-100L / min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | klusteri UIP16000 |
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita sekoitussovelluksiin, dispersioon, emulgointiin ja uuttamiseen laboratorio-, pilotti- ja teollisessa mittakaavassa.
Kirjallisuus / Viitteet
- Türker, D.A., Doğan, M. (2021): Application of deep eutectic solvents as a green and biodegradable media for extraction of anthocyanin from black carrots. LWT – Food Science and Technology, Volume 138, March 2021.
- Duygu Aslan Türker, Mahmut Doğan (2022): Ultrasound-assisted natural deep eutectic solvent extraction of anthocyanin from black carrots: Optimization, cytotoxicity, in-vitro bioavailability and stability. Food and Bioproducts Processing, Volume 132, 2022. 99-113.
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Optimization of ultrasound-assisted extraction of valuable compounds from fruit of Melia azedarach with glycerol-choline chloride deep eutectic solvent. Sustainable Chemistry and Pharmacy, Volume 29, 2022.
- Křížek, et al. (2018): Menthol-based Hydrophobic Deep Eutectic Solvents: Towards Greener and Efficient Extraction of Phytocannabinoids. Journal of Cleaner Production, 193, 2018. 391-396.
- Chemat F, et al. (2019): Review of Alternative Solvents for Green Extraction of Food and Natural Products: Panorama, Principles, Applications and Prospects. Molecules, vol.24, no.16, 2019. 3007.
- Lores, H.; Romero, Vanesa; Costas Mora, Isabel; Bendicho, Carlos; Lavilla, Isela (2016): Natural deep eutectic solvents in combination with ultrasonic energy as a green approach for solubilisation of proteins: application to gluten determination by immunoassay. Talanta 2017. 453-459.
- Cai, et al. (2019): Green Extraction of Cannabidiol from Industrial Hemp (Cannabis sativa L.) Using Deep Eutectic Solvents Coupled with Further Enrichment and Recovery by Macroporous Resin. Journal of Molecular Liquids, 2019.
High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.