Kasvitieteellisten yhdisteiden veden uuttamista (esim. kylmän tai kuuman veden uuttaminen, paineistetun veden uuttaminen ja subkriittinen veden uuttaminen) voidaan parantaa tehokkaasti ultraäänellä. Ultraääniavusteinen veden uuttaminen ei ainoastaan anna suurempia saantoja ja vähentää käsittelyaikaa, vaan johtaa myös pienempään energiankulutukseen, lievempiin uutto-olosuhteisiin ja korkealaatuisiin uutteisiin verrattuna tavanomaisiin uuttotekniikoihin. Ultraääniveden uuttamista käytetään menestyksekkäästi lukuisten kasviperäisten yhdisteiden, kuten alkaloidien, flavonoidien, glykosidien, fenoliyhdisteiden ja polysakkaridien, uuttamiseen.

Bioaktiivisten yhdisteiden ultraääniveden uuttaminen

Vesi on polaarisin liuotin, mikä tekee siitä suuren liuottimen polaarisille yhdisteille. Myrkyttömän ja ympäristöystävällisen luonteen vuoksi vesi olisi ihanteellinen liuotin mihin tahansa kasvitieteelliseen uutteeseen. Vähemmän polaariset ja ei-polaariset komponentit liukenevat kuitenkin huonosti tai eivät lainkaan liukene veteen. Lisäksi ilman massasiirron edistämistä veden uuttoprosessi olisi uskomattoman hidas ja siten epätaloudellista. Korkean intensiteetin, matalataajuinen ultraääni on erittäin tehokas uuttotekniikka, joka tarjoaa voimakkaan sekoittumisen ja massansiirron. Siksi ultraääniuutto on tunnettu tarjoamaan merkittäviä etuja tavanomaisiin uuttomenetelmiin verrattuna. Näitä etuja ovat korkeammat saannot, nopea käsittely, nopeat erävaihdot sekä jatkuva inline-uuttaminen, vihreiden liuottimien käyttö, lievät uutto-olosuhteet, jotka säilyttävät uuteyhdisteet, käyttöturvallisuus ja helppo skaalautuvuus suuriin siirtoihin kaupallisessa tuotannossa. (vrt. Zabot et ai., 2021)

 

 

Kuuman veden uuttamista parannettu ultraäänellä

Parametrit, jotka määrittävät kasvitieteellisten aineiden uuttamisen veden uuttamisen aikana, ovat kasvimateriaalin lämpötila, aika, paine ja pinta-ala. Kuumavesiuute voidaan valmistaa suhteellisen lyhyen ajan veden korkean lämpötilan vuoksi.
Ratkaisu: Saantoa ja uuttonopeutta voidaan merkittävästi parantaa, kun ultraäänisekoituksia käytetään. Pelkästään kuumalla vedellä on vain rajallinen kyky rikkoa solurakenteita, ja korkeat lämpötilat vahingoittavat tai tuhoavat usein lämpö-labiileja yhdisteitä, niin että uutteen laatu kärsii. Kun ultraääniuutto yhdistetään kuuman veden uuttamiseen, lämpötilaa voidaan alentaa huomattavasti (esim. 100 ° C: sta 50 ° C: seen), mikä estää uutettujen kasvitieteellisten ainesosien lämpöhajoamisen, lisää kokonaistuottoa ja säästää energiaa. Ultraääni kavitaatio on ultraääniuuttoilmiön periaate. Ultraääni (tai akustinen) kavitaatio ovat puhtaasti mekaanisia voimia, jotka rikkovat soluseinät, vapauttavat kohdeyhdisteet ja parantavat massansiirtoa solun sisäosan ja veden (liuottimen) välillä. Siten ultraääniveden uuttaminen tarjoaa erinomaiset uuttotulokset.

Kylmän veden uuttamista parannettiin ultraäänellä

Kylmän veden uuttaminen (kylmän veden infuusio) on huomattavasti tehottomampaa, koska kuuman veden käyttöä vältetään. Kylmä tai huoneenlämpöinen vesi ei poista kasvitieteellisiä yhdisteitä kovin hyvin, koska kylmä vesi liotetaan todella hitaasti kasvimateriaaliin ja massansiirto on lähes merkityksetöntä. Kylmän veden uuttamisen etuna on lämpötilan nousun välttäminen, mikä estää lämpöherkkien yhdisteiden lämpöhajoamisen. Erittäin huono louhintadynamiikka tekee kuitenkin tavanomaisesta kylmän veden uuttamisesta käytännössä mahdotonta kaupallisessa tuotannossa. Siksi kylmän veden infuusiota käytetään lähes yksinomaan kokeellisessa vaiheessa hitauden ja tehottomuuden vuoksi.
Ratkaisu: Kun ultraääni otetaan käyttöön kylmän veden uuttamisessa, kylmän veden liotusen hitaus ja tehottomuus voidaan helposti voittaa. Ultraäänellä tehostettu kylmän veden uuttaminen mahdollistaa kylmäuuttolämpötilojen ylläpitämisen, samalla kun kytketään voimakkaat leikkausvoimat kiinteä-nestemäiseen väliaineeseen. Ultraääniuuttomekanismin seurauksena soluseinät avataan ja kasvitieteelliset yhdisteet vapautuvat nopeasti veteen. Ultraääni kylmän veden uuttaminen ja infuusio muuttaa kylmän liotuksen erittäin tehokkaaksi prosessiksi, joka antaa korkeat saannot, korkealaatuiset uutteet lyhyessä uuttoajassa.

Paineistetun veden uuttaminen yhdistettynä ultrasonicationiin

Ultraääniuutto on ominaista mikrosekoitukselle, joka värähtelyjen kautta edistää liuottimen suurempaa diffuusiota hiukkaseen ja hiukkasen sisätiloista pintaan, mikä tehostaa massansiirtoa. Lisäksi ultrasonication vähentää solumateriaalin hiukkaskokoa, mikä johtaa ultraääniavusteisen paineistetun nesteen uuttamisen parempiin vaikutuksiin. Pienemmillä noin 0,68 mm:n hiukkasilla on suurempi saanto kuin suuremmilla hiukkasilla (n. 1,05 mm), koska korkeampi pinta-ala mahdollistaa merkittävästi suuremman massansiirron ja siten paremman uuttosadon. (vrt. Zabot et ai., 2021)

Tehokas paineistettu kylmän veden uuttaminen teho-ultraäänellä

Korkeassa paineessa kylmän veden tunkeutuminen kasvikudoksiin helpottuu ja vesiliukoiset fytokemikaalit liuotetaan aiheuttamatta lämpöhajoamista. Korkeapaineinen kylmän veden uuttamismenetelmä voidaan yhdistää ultraääneen polaaristen ja ei-polaaristen kasvitieteellisten ainesosien eristämiseksi. Vesi myrkyttömänä, halpana ja ympäristöystävällisenä liuottimena on houkutteleva vaihtoehto orgaaniselle liuottimelle, varsinkin kun on kyse kasviperäisten elintarvikkeiden, hoitojen ja ravintolisien tuotannosta.
Ultraäänellä tehostetun paineistetun kylmän veden uuttamiseksi ultraäänianturi (sonotrode) on integroitu uuttosäiliöön tai virtaussoluun. Säiliö tai virtaussolu paineistetaan normaalisti paineilla, jotka ovat 5-100 bargia kohdennetuista uuteyhdisteistä riippuen. Hielscher Ultrasonics toimittaa jopa räätälöityjä teollisia ultraäänireaktoreita ja virtaussolua, jotka voivat paineistaa jopa 300barg, mikä mahdollistaa uuttoprosessisi optimaalisen paineen asettamisen.
 

 

Sonikaatio paransi ylikriittistä veden uuttamista

Ultraäänellä parannettu subkriittinen veden uuttaminen on toinen synergeettinen tekniikka, jossa teho ultraääni parantaa massansiirtoa kiinteän ja nestemäisen välillä. Subkriittisen veden uuttaminen (SWE) – tunnetaan myös nimellä paineistetun kuuman veden uuttaminen tai ylikuumennetun veden uuttaminen – on harvemmin käytetty tekniikka kasviperäisten yhdisteiden uuttamiseksi pienemmällä napaisuudella. Subkriittisessä veden uuttamisessa liuotinta käytetään vettä sen ylikriittisessä tilassa.
Mikä on subkriittinen vesi ja miksi subkriittinen vesi on hyvä liuotin vähemmän polaaristen kasviyhdisteiden uuttamiseksi? "Vedellä on monia termodynaamisia ominaisuuksia, joihin lämpötila ja paine vaikuttavat suuresti. Olosuhteista riippuen sen fysikaalista tilaa (kiinteä, nestemäinen tai kaasu), lämpökäyttäytymistä, tiheyttä tai viskositeettia voidaan muuttaa. Nostamalla lämpötilaa ja painetta kriittisenä pisteenä (määritelty 221 baarin ja 374 °C:n lämpötilassa) vesi voi saavuttaa ylikriittisen tilan. Veden napaisuus vähenee subkriittisissä olosuhteissa, jotka vastaavat 100 °C:n ja kriittisen lämpötilan (374 °C) välisiä lämpötiloja sekä 1 baarin ja kriittisen paineen (221 bar) välistä painetta höyrystymisen välttämiseksi; se tekee vedestä paremman liuottimen erilaisten orgaanisten bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseen." (Li ja Chemat, 2019)
Kun ultraääni yhdistetään subkriittiseen veden uuttamiseen, uuttotehokkuutta voidaan parantaa lisäämällä uutteen saantoa ja vähentämällä uuttoaikaa. Optimaalisten tulosten saavuttamiseksi suljetun paineistetun eräreaktorin tai virtauskennoreaktorin paineen on oltava vähintään kaksi kertaa suurempi kuin veden höyrynpaine. (Tämän sivun lopusta löydät taulukon veden höyrynpaineesta.)
Huang et al. (2010) tutki matalataajuisen, suuritehoisen ultraäänen uuttovaikutuksia yhdessä subkriittisen veden uuttamisen kanssa. Ultraäänianturi on siksi kytketty subkriittisen vedenpoistolaitteen kattilaan haihtuvan öljyn poistamiseksi Lithospermum erythrorhizonista. Tulokset osoittivat, että 20 KHz: n ultraääniavusteinen parannusvaikutus oli parempi kuin 36 KHz: n ja kasvoi lähtöteholla (0 - 250 W). Subkriittisen veden uuttamisen saanto kasvoi 1,87%: sta 2, 39%: iin ultraäänivärähtelyn (250 W, 20 KHz) kautta 160 ° C: n lämpötilassa ja 5 MPa: n paineessa 25 minuutin uuttoprosessin aikana. Ultrasonication voisi parantaa paitsi uuttotuottoa myös uuttonopeutta, mikä säästää aikaa.
Ultraäänellä avustettu subkriittinen vedenpoisto voidaan suorittaa pienemmillä paineilla (esim. 5barg) kuin perinteinen subkriittinen vedenpoisto (esim. 10MPa), mikä säästää energiakustannuksia ja tekee uuttomenettelystä turvallisemman.

Ultraääni kasvitieteellisen uuttamisen edut

Sekä tieteellinen tutkimus että teollinen toteutus osoittavat, että ultraääniavusteinen uuttaminen on luotettava ja helppokäyttöinen tekniikka, joka ei vaadi teknistä taustaa tai intensiivistä koulutusta. Erittäin korkea uuttotehokkuus, korkeat tuotot, alhaiset käyttökustannukset sekä alhaiset investointikustannukset (erityisesti verrattuna muihin tekniikoihin, kuten CO₂ uuttolaitteet) ja alhaiset energiakustannukset ovat anturityyppisten ultraääniuuttolaitteiden tärkeimmät edut.
Muita etuja, jotka muuttavat ultraääniuuttotekniikan ensisijaiseksi menetelmäksi, ovat korkealaatuiset uutteet, jotka johtuvat alhaisista uuttolämpötiloista, luotettavista tuloksista (toistettavuus / toistettavuus), täysin lineaarisesta skaalautuvuudesta mille tahansa tuotantotasolle sekä alhaisesta ylläpidosta.
"Muita ultraäänianturityyppisen uuttamisen käyttöön liittyviä etuja ovat uutteen helppo käsittely, nopea suorittaminen, ei jäämiä, korkea saanto, ympäristöystävällinen, parannettu laatu ja uutteen hajoamisen estäminen."
(vrt. Chemat ja Khan, 2011)

Korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteet veden uuttamiseen

Hielscher Ultrasonics -uuttolaitteet ovat vakiintuneet kasvitieteellisen uuttamisen alalla riippumatta siitä, mitä liuotinta käytetään. Uutteiden tuottajat – sekä pienemmät, eksklusiiviset niche-uutevalmistajat että suuret massantuottajat – löytää Hielscherin laajasta laiteportfoliosta ihanteelliset ultraääniuuttolaitteet tuotantotarpeisiinsa. Erä- ja jatkuvat inline-prosessiasetukset ovat helposti saatavilla ja ne voidaan lähettää hyllyltä. Sopii työskentelemään minkä tahansa liuottimen kanssa, ultraääniuuttoa voidaan joustavasti soveltaa mihin tahansa kasvimateriaalin uuttamiseen. Veden käyttö liuottimina mahdollistaa orgaanisesti sertifioitujen uutteiden tuottamisen ilman erittäin kallista "orgaanista" etanolia. (Kasvimateriaalin on tietenkin oltava luonnonmukaisesti kasvatettua orgaanisen vesiuutteen tuottamiseksi).

Tehokas uutto Hielscher Ultrasonicsilla

Hielscher Ultrasonic extractors häiritsee tehokkaasti kasvisoluja, lisää kasvimateriaalin pinta-alaa liuottimen tunkeutumista varten ja massansiirtoa fytokemikaalien (toissijaisten metaboliittien) vapauttamiseksi. Käyttäjäystävällisyyden kannalta suunnitellut Hielscher-uuttolaitteet asennetaan nopeasti ja ne voivat olla turvallisia ja intuitiivisesti toimivia.

Korkeimpien laatustandardien täyttäminen – Suunniteltu & Valmistettu Saksassa

Hielscher ultrasonicatorsin hienostunut laitteisto ja älykäs ohjelmisto on suunniteltu takaamaan luotettavat ultraääniuuttotulokset kasvitieteellisestä raaka-aineestasi toistettavilla tuloksilla ja käyttäjäystävällisellä, turvallisella toiminnalla. Kestävyys, luotettavuus, 24/7-toiminta täydellä kuormituksella ja yksinkertainen toiminta työntekijän näkökulmasta ovat muita laatutekijöitä, jotka tekevät Hielscherin ultraäänilaitteista suotuisia.
Hielscher Ultrasonics -uuttolaitteita käytetään maailmanlaajuisesti korkealaatuisessa fytokemiallisessa uuttamisessa. Hielscherin ultraääniuuttolaitteita, joiden on osoitettu tuottavan korkealaatuisia kasvitieteellisiä yhdisteitä, eivät käytä vain pienempiä erikois- ja boutique-uutteiden käsityöläisiä, vaan enimmäkseen laajalti kaupallisten saatavilla olevien uutteiden, ravintolisien ja hoitojen teollisessa tuotannossa. Vankan laitteistonsa ja älykkään ohjelmistonsa ansiosta Hielscherin ultraääniprosessoreita voidaan helposti käyttää ja seurata.

Automaattinen dataprotokolla

Elintarvikkeiden, ravintolisien ja terapeuttisten tuotteiden tuotantovaatimusten täyttämiseksi tuotantoprosesseja on seurattava yksityiskohtaisesti ja kirjattava. Hielscher Ultrasonicsin digitaalisissa ultraäänilaitteissa on automaattinen tietojen protokolla. Tämän älykkään ominaisuuden vuoksi kaikki tärkeät prosessiparametrit, kuten ultraäänienergia (kokonais- ja nettoenergia), lämpötila, paine ja aika, tallennetaan automaattisesti sisäänrakennetulle SD-kortille heti, kun laite kytketään päälle. Prosessien seuranta ja tietojen tallennus ovat tärkeitä jatkuvan prosessin standardoinnin ja tuotteiden laadun kannalta. Käyttämällä automaattisesti tallennettuja prosessitietoja voit muokata aiempia sonikaatioajoja ja arvioida tuloksia.
Toinen käyttäjäystävällinen ominaisuus on digitaalisten ultraäänijärjestelmiemme selaimen kaukosäädin. Etäselaimen ohjaimella voit käynnistää, pysäyttää, säätää ja seurata ultraääniprosessoriasi etänä mistä tahansa.
Haluatko oppia lisää ultraääniveden uuttamisen eduista kasvimateriaaleista? Ota yhteyttä nyt keskustellaksesi kasvitieteellisen uutteen valmistusprosessistasi! Kokenut henkilökuntamme jakaa mielellään lisätietoja ultraääniuutosta, ultraäänijärjestelmistämme ja hinnoittelustamme!

Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

Tekniset tiedot ultraääniveden uuttamisesta

Tavanomaisia uuttomenetelmiä, kuten maseraatiota, infuusiota, perkolointia, keittämistä, refluksiuuttoa, höyrytislausta, sublimaatiota ja puristamista, käytetään yleisesti lääkeyhdisteiden uuttamisessa kasveista. Näiden menetelmien haittoja ovat aikaa vievä prosessi, huono puhtaus ja alhainen tehokkuus.

Prosessiparametrit, jotka vaikuttavat ultraääniuuttoon

Ultraäänellä avustettu uuttaminen tunnetaan ainutlaatuisista ominaisuuksistaan ja eduistaan, jotka tekevät sonikaatiosta ylivoimaisen uuttotekniikan verrattuna kasvitieteellisten yhdisteiden tavanomaisiin uuttomenetelmiin. Ultraääniavusteisen uuttamisen suuri etu on ultraäänikäsittelytekijöiden (kuten amplitudin, ajan, lämpötilan, paineen) tarkka sopeutumiskyky, joka mahdollistaa ultraääniprosessin optimaalisen säätämisen kohdeyhdisteeseen. Jokaisella kasvimateriaalilla on ihanteelliset uuttoparametrit, joiden avulla saavutetaan paras saanto, laatu ja uuttonopeus. Ultraääniuuttoprosessi mahdollistaa näiden optimaalisten uutto-olosuhteiden mukauttamisen täydellisesti.

ultraääniamplitudi

Amplitudi on ultraäänianturin (sonotrode) värähtelysiirtymä. Mitä korkeampi amplitudi, sitä voimakkaampi on sonikoidun nesteen tärinä ja kavitaatio. Hielscher Ultrasonics on spesialisoitu korkean suorituskyvyn anturityyppisissä ultraäänilaitteissa, jotka voivat toimittaa tarkasti säädettäviä amplitudeja. Räätälöidyt mittapäät, jotka voivat tuottaa jopa 200 μm jatkuvassa 24/7-toiminnassa, ovat helposti saatavilla hyllyltä. Vielä korkeampia amplitudeja varten myös räätälöityjä ultraäänisonotrodeja voidaan helposti valmistaa.
Amplitudi on yksi – jos ei yksittäin – tärkeä parametri tehokkaalle kasvien uuttamiselle. Korkeat amplitudit luovat tarvittavat voimat soluseinien hajottamiseksi ja solunsisäisen materiaalin vapauttamiseksi. Siten korkean suorituskyvyn ultrasonication tulee niin tehokkaaksi kasvitieteellisessä uuttamisessa.

Ultraäänikäsittelyn aika / kesto

Ultraääniavusteinen uuttaminen on yleensä paljon lyhyempi kuin perinteiset menetelmät, koska sonikaatio vapauttaa kasvitieteelliset yhdisteet huomattavasti suuremmilla uuttonopeuksilla. Ultrasonication mahdollistaa lyhyemmät uuttomenettelyt, jotka säilyttävät uutetut yhdisteet ylikäsittelyä vastaan. Lyhyempi käsittely ultraäänen vuoksi tarkoittaa suurempaa läpäisykykyä ja parempaa uutteen laatua.

Pulssi Ultraääni hoito

Ultraäänipulsaatio on hoitotila, jossa ultraäänihoito lopetetaan määritellyillä taukosykleillä (esim. 50% käyttöjakso: 30 sekuntia. ON, 30 sekuntia. ON, 30 sekuntia. OFF; 100% duty cyle: jatkuva sonikaatio ilman taukoja) Ultraäänen käyttösykli (tunnetaan myös nimellä pulssitila tai ultraäänipulsaatiosyklit) viittaa ajan prosenttiosuuteen, jonka aikana ultraääni kytketään väliaineeseen (pulssin kesto) yhden pulssijakson aikana. Esimerkiksi 50%: n syklitila olisi 30 sekuntia. Käyttösyklin taukosyklin aikana sonikoitu neste tulee tietyn ajan (esim. 30 sekuntia) takaisin häiriöttömään tilaan, joka on hyvä lämmönpoistoon tavoitekäsittelylämpötilan ylläpitämiseksi. Sonikoinnin käyttöjakso on vähemmän tärkeä käyttöjakso uuttotehokkuuden kannalta, mutta sitä käytetään tietyn prosessilämpötilan ylläpitämiseen.

Hydrostaattinen paine

Paine on toinen erittäin tärkeä parametri ultraääniprosesseille. Hydrostaattisen paineen kohdistaminen sonikoituneeseen väliaineeseen vaikuttaa kavitaation voimakkuuteen. Kohonneissa paineolosuhteissa ultraäänikavitaatiota (akustisen) kavitaatiota lisätään. Hielscher Ultrasonics tarjoaa erilaisia ultraäänieräreaktoreita ja virtaussoluja, jotka voidaan paineistaa tehostettujen sonikaatiotulosten saavuttamiseksi.

Uuttolämpötila

Kuten mikä tahansa mekaaninen käsittely, ultrasonication aiheuttaa lämpötilan nousun, joka on lämpödynamiikan toisen lain mukainen. Ultrasonication on kuitenkin ei-lämpökäsittelytekniikka, koska ultraääniavusteiset hoidot perustuvat puhtaasti mekaanisiin voimiin (joita kutsutaan myös sonomekaanisiksi voimiksi). Uuttolämpötila ultraääniuuton aikana voidaan tehokkaasti hallita ja ylläpitää tietyllä valitulla lämpötila-alueella. Kaikki Hielscherin digitaaliset ultraääniprosessorit on varustettu kytkettävällä lämpötila-anturilla ja älykkäällä ohjelmistolla, jossa prosessille voidaan asettaa tietty lämpötila-alue. Aina kun tämä lämpötila-alue ylittyy, ultraäänilaite pysähtyy, kunnes lämpötila on uudelleen valitulla alueella, ja jatkaa sitten automaattisesti sonikaatiomenettelyä. Tämä Hielscher ultrasonicatorsin älykäs ominaisuus mahdollistaa tarkasti hallittavan sonikaatioprosessin ja ihanteelliset tulokset.
Koska uuttolämpötila voi olla erilainen kaikki kasvitieteelliset yhdisteet ja kasvi, lämpötila on tärkeä tekijä, jota ei pidä jättää huomiotta ultraääniprosessin optimoinnin aikana. Esimerkiksi 80 ° C: n todettiin olevan ihanteellinen sophora flavescensin flavonoidien enimmäissadon saavuttamiseksi, kun taas parhaat tulokset saatiin 50 ° C: ssa arabinoksylaanin uuttamiseksi vehnäleseistä.

Käytä mitä tahansa liuotinta ultraääniuuttoon

Eri kasvitieteellisillä yhdisteillä on erilaiset napaisuudet, jotka vaikuttavat niiden liukoisuuteen eri liuottimissa. Esimerkiksi saponiinit ja polysakkaridit ovat polaarisempia ja osoittavat siksi hyvää liukoisuutta veteen, koska vesi on erittäin polaarista. Fenoliyhdisteet, kuten antosyaanit ja klorogeenihappo, ovat toisaalta melko epäpolaarisia ja liukenevat siten paremmin vähemmän polaariseen liuottimeen, kuten etanoliin. Näin ollen liuottimen valinta on tehtävä kohdennettujen yhdisteiden liukoisuuden mukaisesti korkean uuttotehokkuuden saavuttamiseksi. Esimerkiksi vesi on hyvä liuotin polaaristen yhdisteiden, kuten psilosybiinin, uuttamiseen sienistä sekä oligosakkarideista, glykosideista ja flavanoideista; etanolin ja veden seos, jonka etanoli-vesipitoisuus on 60% (v/v), soveltuu esimerkiksi apigeniini-, baicaliini- ja luteoliyhdisteiden ultraäänellä avustettuun uuttamiseen ultraäänellä avustetulla uuttamisella.
Lue lisää liuottimista, liuottimen napaisuudesta ja sopivimmista liuottimista ultraääniuuttoon!

Vesi uuttoliuottimena

Vesi on polaarisin liuotin ja sopii monenlaisten polaaristen yhdisteiden uuttamiseen. Sen suuriin etuihin kuuluu kyky liuottaa monenlaisia aineita. Lisäksi se on halpa, myrkytön, turvallinen ja syttymätön. Sen haittapuoliin kuuluu napayhdisteiden vahva selektiivisyys sen korkean napaisuuden vuoksi. Koska uutteen kiehumispiste on korkea 100 °C, se (esim. tislauksen tai roottorin haihduttamisen kautta) vaatii paljon energiaa. Lisäksi vesi on altis bakteerien ja homeen kasvulle.

Ultra ääni taajuus

Noin 20 kHz: n ultraäänitaajuus on todettu tehokkaimmaksi ja tehokkaimmaksi kasvitieteelliseen uuttamiseen. vaikuttaa ultraääniavusteisen uuttamisen tehokkuuteen lääkeyhdisteiden uuttamisessa kasveista. Yleensä alhainen ultraäänitaajuus (eli noin 20 kHz: n taajuudella) tuottaa voimakkaampaa kavitaatiota (sonomekaanisia vaikutuksia), mikä johtaa uuttomenettelyn suurempaan tehokkuuteen.

Kasvimateriaali

Kasvimateriaalit voivat vaihdella voimakkaasti solujen rakenteessa ja jäykkyydessä. Soluseinäkoostumuksesta riippuen, joka voi sisältää selluloosaa, hemiselluloosaa, ligniiniä, pektisiä polysakkarideja, proteiineja, fenolisia ja ei-selluulosisia yhdisteitä ja vettä, soluseinät voivat olla joko tukevia tai pehmeitä. Eri kasvityypit ja -osat sisältävät erilaisia tyyppejä ja määriä näitä soluseinäkomponentteja. Siksi jokainen laitostyyppi vaatii erityisiä käsittelyparametreja optimaalisten uuttotulosten saavuttamiseksi.
Koska intensiteetti voidaan säätää tarkasti, Hielscherin ultraääniuuttolaitteet voivat luotettavasti rikkoa pehmeitä ja kovia soluseiniä. Pehmeät soluseinät saattavat tarvita vähemmän voimakasta ultrasonication, kun taas tukevat solurakenteet hyötyvät voimakkaammasta hoidosta.
Kasvitieteellisen uuttamisen raaka-aine voidaan korjata juuri (märkä) tai kuivata. Ultraääniuutto sopii sekä tuoreille / märille että kuivatuille kasveille. Kasvien kiinteiden aineiden hiukkaskoko on toinen tärkeä tekijä: Korkea pinta-ala (eli pieni hiukkaskoko) on hyödyllinen, koska se tarjoaa suuren kosketusalueen ultraäänikavitaatioleikkausvoimille, mikä johtaa suurempaan tehokkuuteen. Siksi kasvimateriaalia maseroidaan tai jauhetaan pieniksi paloiksi (n. 3-5 mm).

Miksi Ultra ääni louhinta paras menetelmä?

tehokkuus

• Korkeammat tuotokset
• Nopea uutto – Muutamassa minuutissa
• Laadukas otteet – lievä, ei-lämpö louhinta
• Vihreät liuottimet (vesi, etanoli, glyseriini, kasviöljyt, NADES jne.)

Yksinkertaisuus

• Plug-and-Play – Määritä ja toimi muutamassa minuutissa
• Suuri läpi juoksu – suuren mitta kaavan uutteen tuotantoon
• Erä-viisas tai jatkuva inline-toiminto
• Yksinkertainen asennus ja käynnistys
• Kannettavat/siirrettävät-kannettavat yksiköt tai rakennettu pyörillä
• Lineaarinen asteikko ylöspäin – Lisää toinen Ultra ääni järjestelmä rinnakkain kapasiteetin lisäämiseksi
• Etävalvonta ja-hallinta – tieto koneen, älypuhelimen tai tabletin kautta
• Ei vaadi prosessin valvontaa – määrittäminen ja suorittaminen
• Suorituskykyinen – suunniteltu jatkuvaan 24/7 tuotantoon
• Kestävyys ja vähäinen kunnossapito
• korkealaatuinen – suunniteltu ja rakennettu Saksassa
• Nopea kuormitus ja purku erien välillä
• Helppo puhdistaa

turvallisuus

• Yksinkertainen ja turvallinen käyttää
• Liuotinton tai Liuotinpohjainen uuttaminen (vesi, etanoli, kasvi öljyt, glyseriini jne.)
• Ei korkeita paineita ja lämpö tiloja
• ATEX-sertifioidut Räjähdyssuojatut järjestelmät saatavilla
• Helppo hallita (myös kauko-ohja uksen kautta)

---

---

Kirjallisuus / Referenssit

• 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.