Koetintyyppinen ultrasonication voi parantaa tavanomaista heksaaniuuttoa tehostamalla prosessia ja tekemällä siitä huomattavasti tehokkaamman. Ultraääniuutto parantaa massansiirtoa ja häiritsee soluja vapauttamaan kohdennettuja bioaktiivisia aineita liuottimeen, mikä johtaa korkeampiin uuttotuottoihin verrattuna pelkästään tavanomaisiin menetelmiin. Ultraääniavusteinen uutto on erittäin tehokas lisäämään öljyn uuttamisen, mukaan lukien rypsiöljy ja pellavansiemenöljy, saantoa, mikä johtaa korkealaatuiseen rasvahappokoostumukseen ja korkeampaan bioaktiivisten komponenttien pitoisuuteen.

Heksaaniuutto parani tehoultraäänellä

Ultraääniuutto on prosessia tehostava menetelmä, joka voi parantaa merkittävästi kiinteän nesteen ja liuottimen uuttoprosesseja.

 

Perinteisen heksaaniuuton rajoitukset

Heksaaniuutto on yleinen tekniikka, jota käytetään orgaanisten yhdisteiden, erityisesti ei-polaaristen aineiden, uuttamiseen eri lähteistä, kuten kasveista, siemenistä tai maaperästä. Heksaani on hiilivetyliuotin, joka on erittäin tehokas lipidien, öljyjen ja muiden ei-polaaristen yhdisteiden liuottamisessa ja uuttamisessa. Heksaania käytetään laajalti öljyn uuttamiseen, koska se liukenee ei-polaarisiin yhdisteisiin (esim. öljyihin), öljyn erottuminen on helppoa ja kiehumispiste on kapea (63–69 °C).
Heksaaniuuttoprosessien tehokkuus voi kuitenkin vaihdella suuresti raaka-aineesta ja uuttamisesta riippuen: Uuttotuotto ja uuttoaika korreloivat suurelta osin. Tämä tarkoittaa, että korkean uutteen saannolle tarvitaan pidempi biomassan retentioaika heksaaniliuottimessa. Toinen rajoittava tekijä on usein heksaanin riittämätön tunkeutuminen biomassan matriisiin. Jäykät solurakenteet kostutetaan useimmiten heksaanilla pinnalla, kun taas solun sisäpuoli joutuu vain osittain kosketuksiin heksaanin kanssa. Tällainen riittämätön tunkeutuminen johtaa epätäydelliseen uuttoprosessiin, koska kohdeaineet, kuten lipidit (eli rasvahapot, rasvat, öljyt), jäävät solumatriisin sisäpuolelle.

Ratkaisu: Ultraäänellä tehostettu heksaaniuutto

Koetintyyppinen sonikaatio, joka tunnetaan myös nimellä ultraäänianturin sonikaatio, on menetelmä, joka käyttää korkean intensiteetin ultraääniaaltoja akustisten kavitaatiokuplien luomiseksi nestemäisessä väliaineessa. Nämä kuplat romahtavat nopeasti, synnyttäen voimakkaita paikallisia energiakenttiä ja luoden mikroturbulensseja ja suuria leikkausvoimia liuottimessa.
Näiden ultraäänellä tuotettujen energiatiheiden olosuhteiden vuoksi koetintyyppinen sonikaatio voi tehostaa ja parantaa heksaaniuuttoprosessia useilla tavoilla:

• Tehostettu massansiirto: Sonikaatio parantaa massansiirtoa kiinteän näytteen ja liuottimen välillä. Mikroturbulenssi ja kavitaatiokuplien nopea romahtaminen luovat voimakkaita leikkausvoimia ja paikallisia paineen muutoksia. Tämä häiritsee kiinteän näytteen ympärillä olevaa rajakerrosta ja edistää kohdeyhdisteiden vapautumista liuottimeen, mikä parantaa uuttotehokkuutta.
• Nopeutettu uutto: Sonikaatio nopeuttaa uuttokinetiikkaa lisäämällä liuottimen ja kiinteän näytteen välistä kosketusaluetta. Kavitaatiokuplat tarjoavat sekoitusta ja muodostavat homogenoidun seoksen varmistaen, että liuotin joutuu läheiseen kosketukseen kiinteän materiaalin koko pinnan kanssa, mikä johtaa nopeampiin uuttonopeuksiin.
• Solurakenteiden häiriöt: Kasvipohjaisissa uutteissa sonikaatio voi häiritä solurakenteita, kuten soluseinämiä ja kalvoja, mikä helpottaa solunsisäisten komponenttien vapautumista. Tämä mahdollistaa lipidien ja muiden kohdeyhdisteiden tehokkaamman uuttamisen, jotka voivat olla solujen sisällä.
• Lyhentynyt uuttoaika: Yhdistämällä lisääntynyt massansiirto ja nopeutettu uuttokinetiikka, koetintyyppinen sonikaatio voi vähentää merkittävästi halutun saannon saamiseksi tarvittavaa uuttoaikaa. Tämä voi olla erityisen hyödyllistä, kun käsitellään suuria näytemääriä tai työskennellään aikaherkkien sovellusten kanssa.

Näiden parannettujen prosessitekijöiden ansiosta koetintyyppinen ultrasonication voi parantaa heksaaniuuttoa merkittävästi. Ultraääniheksaaniuutto voidaan optimoida uutettavien yhdisteiden ja tilavuuksien perusteella. Ultraääniintensiteettiä (amplitudi), kestoa, lämpötilaa, painetta ja uuttoasetusta voidaan säätää optimaalisiin uutteen saantoihin lyhennetyn uuttoajan kuluessa.

 
Esimerkkejä ultraäänellä avustetusta heksaaniuutosta

• leväöljyä
• Kasviöljyt (soija, pellava, rypsiöljy, auringonkukka, riisileseet jne.)
• eteeriset öljyt
• Karyofylleeni
• Vaniljaoleoresiini vaniljapalkoista
• Luteiini munankeltuaisesta
• Astaxanthin alkaen Algae
• Hyönteisten rasvanpoisto

 
 

Ultraäänellä tehostettu Soxhlet-uutto käyttäen heksaania liuottimena

Ultraäänellä tehostettu Soxhlet-uutto on prosessi, joka yhdistää perinteisen Soxhlet-uuton ultraääniaaltoihin uuttoprosessin tehokkuuden parantamiseksi. Soxhlet-uute on menetelmä, jota käytetään yleisesti laboratorioissa ja pienempien uutemäärien, kuten eteeristen öljyjen tai tiettyjen bioaktiivisten yhdisteiden, tuottamiseen.
Heksaani on yleisesti käytetty liuotin tässä prosessissa, koska se uuttaa tehokkaasti lipidejä eri lähteistä, mukaan lukien siemenöljyt, leväöljy sekä lipidipohjaiset bioaktiiviset yhdisteet. Ultrasonication häiritsee solurakenteita ja edistää kiinteän nesteen uuttamista lisäämällä massansiirtoa ja yhdisteiden vapautumista liuottimeen. Koska liuotin, kuten heksaani, voi tunkeutua kiinteään materiaaliin paremmin ja liuottaa öljyt (lipidit, rasvahapot) tehokkaasti. Näin ollen uuttoprosessi kiihtyy, mikä vähentää haluttujen yhdisteiden uuttamiseen tarvittavaa aikaa. Lisäksi ultraäänen käyttö voi vähentää tarvittavan liuottimen määrää, mikä tekee siitä ympäristöystävällisemmän vaihtoehdon.

Ultraääniuutto mahdollistaa lievempien, myrkyttömien liuottimien käytön

Ultrasonication ei ainoastaan paranna heksaaniuuttoa, vaan mahdollistaa myös lievempien, myrkyttömien liuottimien, kuten etanolin, vesipitoisen etanolin, veden tai luonnollisten syväeutektisten liuottimien (DES, NADES) käytön. Ultraäänianturityyppisten uuttimien tarjoama erittäin tehokas solujen häiriö ja massansiirto antavat erinomaiset tulokset käyttämällä lievempiä liuottimia. Näin ollen ultraääniuutto yhdessä lievempien, myrkyttömien, ympäristöystävällisempien liuottimien kanssa mahdollistaa korkealaatuiset elintarvikelaatuiset uutteet, kustannussäästöt ja vihreän uuttoprosessin.

Korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteet parannettuun heksaaniuuttoon

Hielscher Ultrasonics suunnittelee, valmistaa ja toimittaa korkean suorituskyvyn ultraääniuuttimia, jotka voidaan helposti integroida olemassa oleviin heksaaniuuttolaitoksiin tai Soxhlet-uuttimiin. Toimituksen, asennuksen, huoltopalvelun lisäksi Hielscher kuulee ja ohjaa asiakkaitaan toteutettavuustestien, prosessin optimoinnin ja laitoksen suunnittelun aikana uuttoprosessin lopulliseen asennukseen ja käyttöönottoon.
Hielscher-ultraäänilaitteiden tärkeimmät edut ovat täydellinen prosessinohjaus, lineaarinen skaalautuvuus ja kaikkien teollisten ultraääniprosessorien kyky tuottaa erittäin suuria amplitudit. Jopa 200 μm: n amplitudit voidaan helposti ajaa jatkuvasti 24/7 toiminnassa. Suuret amplitudit ovat erityisen tärkeitä, kun on kyse kovempien solurakenteiden, kuten siementen ja ytimien, uuttamisesta.
Tekninen henkilökuntamme ja täysin varustettu prosessilaboratoriomme auttavat sinua tietämyksellä ja opastuksella!

Suunnittelu, valmistus ja konsultointi – Laatu valmistettu Saksassa

Hielscherin ultraäänilaitteet ovat tunnettuja korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeistaan. Kestävyys ja helppo käyttö mahdollistavat ultraäänilaitteidemme sujuvan integroinnin teollisuuslaitoksiin. Hielscherin ultraäänilaitteet käsittelevät helposti karkeita olosuhteita ja vaativia ympäristöjä.

Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys, joka painottaa erityisesti korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteita, joissa on uusinta tekniikkaa ja käyttäjäystävällisyyttä. Tietenkin Hielscherin ultraäänilaitteet ovat CE-yhteensopivia ja täyttävät UL: n, CSA: n ja RoHs: n vaatimukset.

Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista: