Ultraäänikäsittelyllä tehostettu heksaaniuutto

Anturityyppinen ultraäänikäsittely voi parantaa tavanomaista heksaaniuuttoa tehostamalla prosessia ja tekemällä siitä huomattavasti tehokkaamman. Ultraääniuutto parantaa aineensiirtoa ja hajottaa soluja vapauttaakseen halutut bioaktiiviset aineet liuottimeen, mikä johtaa suurempiin uuttosaantoihin kuin pelkät tavanomaiset menetelmät. Ultraääniavusteinen uutto on erittäin tehokas öljyn, kuten rypsiöljyn ja pellavansiemenöljyn, uuttosaannon kasvattamisessa, ja sillä saavutetaan laadukas rasvahappokoostumus ja suurempi bioaktiivisten komponenttien pitoisuus.

Tehoultraäänellä parannettu heksaaniuutto

Ultraääniuutto on prosessia tehostava menetelmä, joka voi parantaa merkittävästi kiinteä–nesteuutto- ja liuotinuuttoprosesseja.

Tavanomaisen heksaaniuuton rajoitukset

Heksaaniuutto on yleinen tekniikka, jolla uutetaan orgaanisia yhdisteitä, erityisesti poolittomia aineita, eri lähteistä, kuten kasveista, siemenistä tai maaperästä. Heksaani on hiilivetyliuotin, joka liuottaa ja uuttaa erittäin tehokkaasti lipidejä, öljyjä ja muita poolittomia yhdisteitä. Heksaania käytetään laajalti öljyn uuttamiseen, koska se liuottaa poolittomia yhdisteitä (esim. öljyjä), öljyn erottaminen sen jälkeen on helppoa ja sen kiehumispiste on kapea (63–69°C).
Heksaaniuuttoprosessien tehokkuus voi kuitenkin vaihdella huomattavasti raaka-aineesta ja uutosta riippuen: uuttosaanto ja uuttoaika korreloivat suurelta osin keskenään. Tämä tarkoittaa, että suuri uuttosaanto edellyttää biomassan pidempää viipymäaikaa heksaaniliuottimessa. Toinen rajoittava tekijä on usein heksaanin riittämätön tunkeutuminen biomassan matriisiin. Heksaani kastelee jäykät solurakenteet pääasiassa pinnalta, kun taas solujen sisäosat joutuvat vain osittain kosketuksiin heksaanin kanssa. Tällainen riittämätön tunkeutuminen johtaa epätäydelliseen uuttoprosessiin, koska halutut aineet, kuten lipidit (eli rasvahapot, rasvat ja öljyt), jäävät solumatriisin sisään.

Ratkaisu: ultraäänellä tehostettu heksaaniuutto

Anturityyppinen ultraäänikäsittely, jota kutsutaan myös ultraäänianturilla tehtäväksi käsittelyksi, on menetelmä, jossa käytetään voimakkaita ultraääniaaltoja akustisten kavitaatiokuplien muodostamiseen nestemäisessä väliaineessa. Nämä kuplat luhistuvat nopeasti, jolloin syntyy voimakkaita paikallisia energiakenttiä sekä mikroturbulenssia ja suuria leikkausvoimia liuottimen sisällä.
Näiden ultraäänellä tuotettujen, suuren energiatiheyden olosuhteiden ansiosta anturityyppinen ultraäänikäsittely voi tehostaa ja parantaa heksaaniuuttoprosessia useilla tavoilla:

• Tehostunut aineensiirto: Ultraäänikäsittely tehostaa aineensiirtoa kiinteän näytteen ja liuottimen välillä. Mikroturbulenssi ja kavitaatiokuplien nopea luhistuminen synnyttävät voimakkaita leikkausvoimia ja paikallisia paineenmuutoksia. Tämä rikkoo kiinteää näytettä ympäröivän rajakerroksen ja edistää haluttujen yhdisteiden vapautumista liuottimeen, mikä parantaa uuton tehokkuutta.
• Nopeutunut uutto: Ultraäänikäsittely nopeuttaa uuttokinetiikkaa lisäämällä liuottimen ja kiinteän näytteen välistä kosketuspinta-alaa. Kavitaatiokuplat sekoittavat ja muodostavat homogeenisen seoksen, mikä varmistaa, että liuotin pääsee tiiviiseen kosketukseen kiinteän materiaalin koko pinnan kanssa ja nopeuttaa uuttoa.
• Solurakenteiden hajotus: Kasvimateriaalien uutossa ultraäänikäsittely voi hajottaa solurakenteita, kuten soluseiniä ja solukalvoja, ja helpottaa solunsisäisten komponenttien vapautumista. Tämä mahdollistaa lipidien ja muiden mahdollisesti solujen sisään sulkeutuneiden kohdeyhdisteiden tehokkaamman uuttamisen.
• Lyhyempi uuttoaika: Tehostuneen aineensiirron ja nopeutuneen uuttokinetiikan yhdistelmän ansiosta anturityyppinen ultraäänikäsittely voi lyhentää merkittävästi halutun saannon saavuttamiseen tarvittavaa uuttoaikaa. Tämä voi olla erityisen hyödyllistä käsiteltäessä suuria näytemääriä tai työskenneltäessä aikakriittisten sovellusten parissa.

Näiden parantuneiden prosessitekijöiden ansiosta anturityyppinen ultraäänikäsittely voi tehostaa heksaaniuuttoa merkittävästi. Ultraääniavusteinen heksaaniuutto voidaan optimoida uutettavien yhdisteiden ja käsiteltävien tilavuuksien mukaan. Ultraäänen intensiteetti (amplitudi), kesto, lämpötila, paine ja uuttolaitteiston kokoonpano voidaan säätää niin, että optimaaliset uuttosaannot saavutetaan lyhyemmässä uuttoajassa.

• Leväöljy
• Kasviöljyt (soija, pellava, rypsi, auringonkukka, riisileseet jne.)
• Eteeriset öljyt
• Karyofylleeni
• Vaniljan oleohartsi vaniljatangoista
• Luteiini munankeltuaisesta
• Astaksantiini levistä
• Rasvanpoisto hyönteisistä

Ultraäänellä tehostettu Soxhlet-uutto käyttäen heksaania liuottimena

Ultraäänellä tehostettu Soxhlet-uutto on prosessi, jossa perinteinen Soxhlet-uutto yhdistetään ultraääniaaltoihin uuttoprosessin tehokkuuden parantamiseksi. Soxhlet-uutto on yleisesti laboratorioissa ja pienempien uutemäärien, kuten eteeristen öljyjen tai tiettyjen bioaktiivisten yhdisteiden, valmistuksessa käytetty menetelmä.
Heksaani on tässä prosessissa yleisesti käytetty liuotin, sillä se uuttaa tehokkaasti lipidejä eri lähteistä, mukaan lukien siemenöljyt, leväöljy ja lipidipohjaiset bioaktiiviset yhdisteet. Ultraäänikäsittely hajottaa solurakenteita ja edistää kiinteä–nesteuuttoa tehostamalla aineensiirtoa ja yhdisteiden vapautumista liuottimeen. Tämä johtuu siitä, että liuotin, kuten heksaani, voi tunkeutua kiinteään materiaaliin paremmin ja liuottaa öljyt (lipidit, rasvahapot) tehokkaasti. Tämän seurauksena uuttoprosessi nopeutuu ja haluttujen yhdisteiden uuttamiseen tarvittava aika lyhenee. Lisäksi ultraäänen käyttö voi vähentää tarvittavan liuottimen määrää, mikä tekee siitä ympäristöystävällisemmän vaihtoehdon.
 

Ultraääniuutto mahdollistaa miedompien, myrkyttömien liuottimien käytön

Ultraäänikäsittely parantaa heksaaniuuttoa ja mahdollistaa myös miedompien, myrkyttömien liuottimien, kuten etanolin, vesipitoisen etanolin, veden tai luonnollisten syväeutektisten liuottimien (DES, NADES), käytön. Anturityyppisten ultraääniuutinten aikaansaama erittäin tehokas solujen hajotus ja aineensiirto tuottavat erinomaisia tuloksia miedompia liuottimia käytettäessä. Näin ultraääniuutto yhdistettynä miedompiin, myrkyttömiin ja ympäristöystävällisempiin liuottimiin mahdollistaa laadukkaat elintarvikekelpoiset uutteet, kustannussäästöt ja ympäristöystävällisen uuttoprosessin.

Suorituskykyiset ultraäänilaitteet heksaaniuuton tehostamiseen

Hielscher Ultrasonics suunnittelee, valmistaa ja toimittaa suorituskykyisiä ultraääniuuttimia, jotka voidaan helposti integroida olemassa oleviin heksaaniuuttolaitoksiin tai Soxhlet-uuttimiin. Toimituksen, asennuksen ja huoltopalvelujen lisäksi Hielscher neuvoo ja opastaa asiakkaitaan toteutettavuustesteissä, prosessin optimoinnissa ja laitossuunnittelussa aina uuttoprosessin lopulliseen asennukseen ja käyttöönottoon asti.
Hielscherin ultraäänilaitteiden keskeisiä etuja ovat täydellinen prosessinhallinta, lineaarinen skaalautuvuus ja kaikkien teollisten ultraääniprosessorien kyky tuottaa erittäin suuria amplitudeja. Jopa 200µm:n amplitudeja voidaan helposti käyttää jatkuvasti 24/7-käytössä. Suuret amplitudit ovat erityisen tärkeitä uutettaessa kovempia solurakenteita, kuten siemeniä ja siemensydämiä.
Tekninen henkilöstömme ja täysin varusteltu prosessilaboratoriomme auttavat sinua asiantuntemuksellaan ja opastuksellaan!

Suunnittelu, valmistus ja konsultointi – Saksassa valmistettua laatua

Hielscherin ultraäänilaitteet tunnetaan korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeistaan. Kestävyys ja helppokäyttöisyys mahdollistavat ultraäänilaitteidemme sujuvan integroinnin teollisuuslaitoksiin. Hielscherin ultraäänilaitteet selviytyvät helposti ankarista olosuhteista ja vaativista ympäristöistä.

Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys, joka painottaa erityisesti suorituskykyisiä ultraäänilaitteita, joissa yhdistyvät uusinta tekniikkaa edustava teknologia ja käyttäjäystävällisyys. Hielscherin ultraäänilaitteet ovat luonnollisesti CE-vaatimusten mukaisia ja täyttävät UL:n, CSA:n ja RoHs:n vaatimukset.

Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: