Erittäin tehokas vedenpoisto teho-ultraäänellä

Kasvitieteellisten yhdisteiden vedenpoistoa (esim. kylmän tai kuuman veden uuttaminen, paineistetun veden uutto ja alikriittinen vedenpoisto) voidaan parantaa tehokkaasti ultraäänellä. Ultraääniavusteinen vedenpoisto ei ainoastaan anna suurempia satoja ja lyhentää käsittelyaikaa, vaan johtaa myös pienempään energiankulutukseen, miedompiin uutto-olosuhteisiin ja korkealaatuisiin uutteisiin verrattuna perinteisiin uuttotekniikoihin. Ultraäänivesiuuttoa käytetään menestyksekkäästi lukuisten kasviperäisten yhdisteiden, kuten alkaloidien, flavonoidien, glykosidien, fenoliyhdisteiden ja polysakkaridien, uuttamiseen.

Bioaktiivisten yhdisteiden ultraäänivesiuutto

Vesi on polaarisin liuotin, mikä tekee siitä erinomaisen liuottimen polaarisille yhdisteille. Koska se on myrkytön ja ympäristöystävällinen, vesi olisi ihanteellinen liuotin mille tahansa kasviuutteelle. Vähemmän polaariset ja ei-polaariset komponentit liukenevat kuitenkin huonosti tai eivät ollenkaan veteen. Lisäksi ilman massansiirron edistämistä uuttoprosessi vedessä olisi uskomattoman hidas ja siten epätaloudellista. Korkean intensiteetin, matalataajuinen ultraääni on erittäin tehokas uuttotekniikka, joka tarjoaa intensiivisen sekoittumisen ja massansiirron. Siksi ultraääniuuton tiedetään tarjoavan merkittäviä etuja perinteisiin uuttomenetelmiin verrattuna. Näitä etuja ovat korkeammat saannot, nopea käsittely, nopeat ja nopeat erävaihdot sekä jatkuva inline-uutto, vihreiden liuottimien käyttö, lievät uutto-olosuhteet, jotka säilyttävät uuteyhdisteet, käyttöturvallisuus ja helppo skaalautuvuus suuriin tuotantomääriin kaupalliseen tuotantoon. (vrt. Zabot et al., 2021)

Kuuman veden uutto parannettu ultraäänellä

Parametrit, jotka määräävät kasviperäisten aineiden uuttamisen vedenpoiston aikana, ovat lämpötila, aika, paine ja kasvimateriaalin pinta-ala. Kuumavesiuute voidaan valmistaa suhteellisen lyhyessä ajassa veden korkean lämpötilan vuoksi.
Ratkaisu: Saantoa ja uuttonopeutta voidaan parantaa merkittävästi, kun käytetään ultraäänisekoitusta. Pelkällä kuumalla vedellä on vain rajallinen kyky rikkoa solurakenteita, ja korkeat lämpötilat vahingoittavat tai tuhoavat usein lämpölabiileja yhdisteitä, jolloin uutteen laatu kärsii. Kun ultraääniuutto yhdistetään kuuman veden uuttoon, lämpötilaa voidaan alentaa huomattavasti (esim. 100 °C:sta 50 °C:seen), mikä estää uutettujen kasviperäisten ainesosien lämpöhajoamisen, lisää kokonaissaantoa ja säästää energiaa. Ultraäänikavitaatio on ultraääniuuttoilmiön periaate. Ultraääni (tai akustinen) kavitaatio on puhtaasti mekaanisia voimia, jotka rikkovat soluseinät, vapauttavat kohdeyhdisteet ja parantavat massansiirtoa solun sisäpuolen ja veden (liuottimen) välillä. Siten ultraäänivesiuutto tarjoaa erinomaiset uuttotulokset.

Kylmän veden uutto parannettu ultraäänellä

Kylmän veden uutto (kylmän veden infuusio) on huomattavasti tehottomampaa, koska kuuman veden käyttöä vältetään. Kylmä tai huoneenlämpöinen vesi ei poista kasvitieteellisiä yhdisteitä kovin hyvin, koska kylmä vesi imeytyy todella hitaasti kasvimateriaaliin ja massansiirto on lähes mitätön. Kylmän veden poiston etuna on lämpötilan nousun välttäminen, mikä estää lämpöherkkien yhdisteiden lämpöhajoamisen. Erittäin huonon uuttodynamiikan vuoksi tavanomainen kylmän veden talteenotto on kuitenkin mahdotonta kaupallisessa tuotannossa. Siksi kylmän veden infuusiota käytetään lähes yksinomaan koevaiheessa sen hitauden ja tehottomuuden vuoksi.
Ratkaisu: Kun ultraääni otetaan käyttöön kylmän veden uutossa, kylmän veden liotuksen hitaus ja tehottomuus voidaan helposti voittaa. Ultraäänellä tehostettu kylmän veden poisto mahdollistaa kylmän uuton lämpötilan ylläpitämisen ja kytkee samalla voimakkaat leikkausvoimat kiinteään nestemäiseen väliaineeseen. Ultraääniuuttomekanismin seurauksena soluseinät avautuvat ja kasvitieteelliset yhdisteet vapautuvat nopeasti veteen. Ultraääni kylmän veden uutto ja infuusio muuttaa kylmäliotuksen erittäin tehokkaaksi prosessiksi, joka antaa korkeat sadot, korkealaatuiset uuttoajat.

Paineistetun veden uutto yhdistettynä ultraääneen

Ultraääniuutolle on ominaista mikrosekoitus, joka värähtelyjen kautta edistää liuottimen suurempaa diffuusiota hiukkaseen ja hiukkasen sisäpuolelta pintaan, mikä tehostaa massansiirtoa. Lisäksi ultraääni pienentää solumateriaalin hiukkaskokoa, mikä johtaa ultraäänellä avusteisen paineistetun nesteen uuton parempiin vaikutuksiin. Pienemmät, noin 0,68 mm:n hiukkaset osoittavat suurempia saantoja kuin suuremmat hiukkaset (noin 1,05 mm), koska suurempi pinta-ala mahdollistaa merkittävästi suuremman massansiirron ja siten paremman uuttotuoton. (vrt. Zabot et al., 2021)

Tehokas paineistettu kylmän veden poisto teho-ultraäänellä

Korkeassa paineessa kylmän veden tunkeutuminen kasvikudoksiin helpottuu ja vesiliukoiset fytokemikaalit liukenevat aiheuttamatta lämpöhajoamista. Korkeapaineinen kylmän veden uuttomenetelmä voidaan yhdistää ultraääneen polaaristen ja ei-polaaristen kasvitieteellisten ainesosien eristämiseksi paremmin. Vesi myrkyttömänä, halpana ja ympäristöystävällisenä liuottimena on houkutteleva vaihtoehto orgaaniselle liuottimelle, varsinkin kun on kyse kasviperäisten elintarvikkeiden, hoitojen ja ravintolisien tuotannosta.
Ultraäänellä tehostettua paineistettua kylmän veden poistoa varten ultraäänianturi (sonotrode) on integroitu uuttosäiliöön tai virtauskennoon. Säiliö tai virtauskenno paineistetaan normaalisti paineella 5-100 barg riippuen kohdeuuteyhdisteistä. Hielscher Ultrasonics toimittaa jopa räätälöityjä teollisia ultraäänireaktoreita ja virtauskennoja, jotka voivat paineistaa jopa 300 barg, mikä mahdollistaa uuttoprosessin optimaalisen paineen asettamisen.
 

Ylikriittinen vedenpoisto parannettu sonikaatiolla

Ultraäänellä tehostettu alikriittinen vedenpoisto on toinen synerginen tekniikka, jossa tehoultraääni parantaa massansiirtoa kiinteän ja nestemäisen välillä. Subkriittisen veden talteenotto (SWE) – tunnetaan myös paineistettuna kuuman veden poistona tai tulistetun veden poistona – on harvemmin käytetty tekniikka alhaisemman napaisuuden kasvitieteellisten yhdisteiden uuttamiseen. Subkriittisessä vedenuutossa liuottimena käytetään ylikriittistä vettä.
Mitä on alikriittinen vesi ja miksi alikriittinen vesi on hyvä liuotin vähemmän polaaristen kasviyhdisteiden uuttamiseen? “Vedellä on monia termodynaamisia ominaisuuksia, joihin lämpötila ja paine vaikuttavat suuresti. Olosuhteista riippuen sen fysikaalinen tila (kiinteä, nestemäinen tai kaasu), lämpökäyttäytyminen, tiheys tai viskositeetti voivat muuttua. Nostamalla lämpötilaa ja painetta yli kriittisen pisteen (221 bar ja 374 °C) vesi voi saavuttaa ylikriittisen tilan. Alikriittisissä olosuhteissa, jotka vastaavat lämpötiloja 100 °C:n ja kriittisen lämpötilan (374 °C) välillä ja paineita 1 baarin ja kriittisen paineen (221 baarin) välillä höyrystymisen välttämiseksi, veden polaarisuus vähenee; se tekee vedestä paremman liuottimen erilaisten orgaanisten bioaktiivisten yhdisteiden uuttamiseen.” (Li ja Chemat, 2019)
Kun ultraääni yhdistetään alikriittiseen vedenpoistoon, uuton tehokkuutta voidaan parantaa lisäämällä uutteen saantoa ja lyhentämällä uuttoaikaa. Parhaan tuloksen saavuttamiseksi paineistetun panosreaktorin tai virtauskennoreaktorin paineen tulisi olla vähintään kaksi kertaa korkeampi kuin veden höyrynpaine. (Löydät taulukon veden höyrynpaineesta tämän sivun lopusta.)
Huang et al. (2010) tutki matalataajuisen, suuritehoisen ultraäänen uuttovaikutuksia yhdessä alikriittisen vedenpoiston kanssa. Ultraäänianturi kytketään siksi alikriittisen vedenpoistolaitteen kattilaan haihtuvan öljyn poistamiseksi Lithospermum erythrorhizonista. Tulokset osoittivat, että 20 KHz:n ultraääniavusteinen tehostava vaikutus oli parempi kuin 36 KHz:n ja kasvoi lähtötehon myötä (0-250 W). Subkriittinen vedenuuton saanto kasvoi 1,87 %:sta 2,39 %:iin ultraäänivärähtelyn (250 W, 20 KHz) avulla 160 °C:n lämpötilassa ja 5 MPa:n paineessa 25 minuutin uuttotoimenpiteen aikana. Ultraääni voi parantaa paitsi uuttotuottoa myös uuttonopeutta, mikä säästää aikaa.
Ultraääniavusteinen alikriittinen vedenpoisto voidaan suorittaa alhaisemmilla paineilla (esim. 5 barg) kuin tavanomainen alikriittinen vedenpoisto (esim. 10 MPa), mikä säästää energiakustannuksia ja tekee uuttoprosessista turvallisemman.

Ultraäänikasvitieteellisen uuttamisen edut

Sekä tieteellinen tutkimus että teollinen toteutus osoittavat, että ultraääniavusteinen uutto on luotettava ja helppokäyttöinen tekniikka, joka ei vaadi teknistä taustaa tai intensiivistä koulutusta. Erittäin korkea uuttotehokkuus, korkea tuotto, alhaiset käyttökustannukset sekä alhaiset investointikustannukset (erityisesti verrattuna muihin tekniikoihin, kuten CO₂ imurit) ja alhaiset energiakustannukset ovat koetintyyppisten ultraääniuuttimien tärkeimmät edut.
Muita etuja, jotka tekevät ultraääniuuttotekniikasta ensisijaisen menetelmän, ovat korkealaatuiset uutteet alhaisten uuttolämpötilojen ansiosta, luotettavat tulokset (toistettavuus / toistettavuus), täysin lineaarinen skaalautuvuus mille tahansa tuotantotasolle sekä vähäinen huolto.
"Muita ultraääniuuton käyttöön liittyviä etuja ovat uuton helppo käsittely, nopea toteutus, jäämien puuttuminen, korkea saanto, ympäristöystävällisyys, parempi laatu ja uuton hajoamisen estäminen.”
(vrt. Chemat ja Khan, 2011)

Uuttoasetus kasvitieteelliseen eristämiseen: Koetintyyppinen ultraäänilaite UP400ST, Büchi-tyhjiösuodatin ja roottorihöyrystin fytokemikaalien uuttamista varten.

Korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteet veden uuttamiseen

Hielscher Ultrasonics -uuttimet ovat vakiinnuttaneet asemansa kasvitieteellisen uuton alalla riippumatta siitä, mitä liuotinta käytetään. Uutteiden tuottajat – sekä pienemmät, eksklusiiviset niche-uutteiden valmistajat että suuret massatuottajat – löytää Hielscher’ laaja laitevalikoima ihanteelliset ultraääniuuttolaitteet tuotantovaatimuksiinsa. Erä- ja jatkuvatoimiset inline-prosessiasetelmat ovat helposti saatavilla ja ne voidaan toimittaa suoraan hyllystä. Ultraääniuutto soveltuu käytettäväksi minkä tahansa liuottimen kanssa, ja sitä voidaan soveltaa joustavasti minkä tahansa kasvimateriaalin uuttamiseen. Käyttämällä vettä liuottimena voidaan tuottaa orgaanisesti sertifioituja uutteita ilman erittäin kalliita aineita. “orgaaninen” etanolia. (Luonnollisesti kasvimateriaalin on oltava luonnonmukaisesti viljeltyä, jotta voidaan tuottaa orgaanista vesiuutetta).

Tehokas uutto Hielscherin ultraäänellä

Hielscherin ultraääniuuttimet häiritsevät tehokkaasti kasvisoluja, lisäävät kasvimateriaalin pinta-alaa liuottimen tunkeutumista varten ja massansiirtoa fytokemikaalien (sekundaaristen metaboliittien) vapauttamiseksi. Käyttäjäystävällisyydelle suunnitellut Hielscher-imurit asennetaan nopeasti, ja niitä voidaan käyttää turvallisesti ja intuitiivisesti.

Korkeimpien laatustandardien täyttäminen – Suunniteltu & Valmistettu Saksassa

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

Automaattinen dataprotokolla

Elintarvikkeiden, ravintolisien ja terapeuttisten tuotteiden tuotantostandardien täyttämiseksi tuotantoprosesseja on seurattava yksityiskohtaisesti ja ne on kirjattava. Hielscher Ultrasonics digitaalisissa ultraäänilaitteissa on automaattinen dataprotokolla. Tämän älykkään ominaisuuden ansiosta kaikki tärkeät prosessiparametrit, kuten ultraäänienergia (kokonais- ja nettoenergia), lämpötila, paine ja aika tallennetaan automaattisesti sisäänrakennetulle SD-kortille heti, kun laite kytketään päälle. Prosessien valvonta ja tietojen tallennus ovat tärkeitä prosessien jatkuvan standardoinnin ja tuotteiden laadun kannalta. Käyttämällä automaattisesti tallennettuja prosessitietoja voit tarkistaa aiempia sonikaatioajoja ja arvioida lopputulosta.
Toinen käyttäjäystävällinen ominaisuus on digitaalisten ultraäänijärjestelmiemme selaimen kaukosäädin. Selaimen etäohjauksen avulla voit käynnistää, pysäyttää, säätää ja valvoa ultraääniprosessoriasi etänä mistä tahansa.
Haluatko oppia lisää ultraääniveden uuttamisen eduista kasvimateriaaleista? Ota meihin yhteyttä nyt keskustellaksesi kasvitieteellisen uutteen valmistusprosessistasi! Kokenut henkilökuntamme jakaa mielellään lisätietoja ultraääniuutosta, ultraäänijärjestelmistämme ja hinnoittelusta!

Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

Tekniset tiedot ultraäänivedenpoistosta

Tavanomaisia uuttomenetelmiä, kuten maserointia, infuusiota, suodatusta, keittämistä, refluksiuuttoa, höyrytislausta, sublimaatiota ja puristusta, käytetään yleisesti lääkeyhdisteiden uuttamisessa kasveista. Näiden menetelmien haittoja ovat aikaa vievä prosessi, huono puhtaus ja alhainen hyötysuhde.

Ultraääniuuttoon vaikuttavat prosessiparametrit

Ultraääniavusteinen uutto tunnetaan ainutlaatuisista ominaisuuksistaan ja eduistaan, jotka tekevät sonikaatiosta ylivoimaisen uuttotekniikan verrattuna kasvitieteellisten yhdisteiden tavanomaisiin uuttomenetelmiin. Ultraääniavusteisen uuton suuri etu on ultraäänikäsittelytekijöiden (kuten amplitudi, aika, lämpötila, paine) tarkka sopeutumiskyky, jonka avulla ultraääniprosessi voidaan virittää optimaalisesti kohdeyhdisteeseen. Jokaisella kasvimateriaalilla on ihanteelliset uuttoparametrit, joilla saavutetaan paras sato, laatu ja uuttonopeus. Ultraääniuuttoprosessi mahdollistaa näiden optimaalisten uutto-olosuhteiden mukauttamisen täydellisesti.

ultraääni amplitudi

Amplitudi on ultraäänianturin (sonotrode) värähtelysiirtymä. Mitä suurempi amplitudi, sitä voimakkaampi värähtely ja kavitaatio sonikoidussa nesteessä. Hielscher Ultrasonics on erikoistunut korkean suorituskyvyn anturityyppisiin ultraäänilaitteisiin, jotka voivat tuottaa tarkasti säädettäviä amplitudeja. Räätälöidyt mittapäät, jotka voivat tuottaa jopa 200 μm jatkuvassa 24/7-käytössä, ovat helposti saatavilla hyllystä. Vielä suurempia amplitudeja varten voidaan helposti valmistaa myös räätälöityjä ultraäänisonotrodeja.
Amplitudi on yksi – ellei suurin yksittäinen – tärkeä parametri tehokkaan kasvien uuttamisen kannalta. Suuret amplitudit luovat tarvittavat voimat soluseinien hajottamiseksi ja solunsisäisen materiaalin vapauttamiseksi. Siten korkean suorituskyvyn ultraäänikäsittelystä tulee niin tehokasta kasvitieteellisessä uuttamisessa.

Ultraäänihoidon aika / kesto

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

Pulssiultraäänihoito

Ultraäänipulsaatio on hoitotila, jossa ultraäänihoito keskeytetään määritellyillä taukojaksoilla (esim. 50 % käyttöjakso: 30 sekuntia PÄÄLLÄ, 30 sekuntia POIS; 100 % käyttösykli: jatkuva sonikaatio ilman taukoja) Ultraäänen käyttöjakso (tunnetaan myös nimellä pulssitila tai ultraäänipulsaatiojaksot) viittaa prosenttiosuuteen ajasta, jonka aikana ultraääni on kytketty väliaineeseen (pulssin kesto) yhden pulssijakson aikana. Esimerkiksi 50 %:n syklitila olisi 30 sekuntia päällä, 30 sekuntia pois päältä. Käyttöjakson taukojakson aikana sonikoitu neste palaa määrätyksi ajaksi (esim. 30 sekunniksi) takaisin häiriöttömään tilaan, mikä on hyvä lämmönpoistoon tavoiteprosessointilämpötilan ylläpitämiseksi. Sonikoinnin käyttöjakso on vähemmän tärkeä uuttotehokkuuden kannalta, mutta sitä käytetään tietyn prosessilämpötilan ylläpitämiseen.

Hydrostaattinen paine

Paine on toinen erittäin tärkeä parametri ultraääniprosesseissa. Hydrostaattisen paineen kohdistaminen sonikoidulle väliaineelle vaikuttaa kavitaation voimakkuuteen. Korotetuissa paineolosuhteissa ultraääni (akustisen) kavitaation voimakkuus kasvaa. Hielscher Ultrasonics tarjoaa erityyppisiä ultraäänieräreaktoreita ja virtauskennoja, jotka voidaan paineistaa tehostettujen sonikaatiotulosten saavuttamiseksi.

Uuttolämpötila

Kuten mikä tahansa mekaaninen hoito, ultraääni aiheuttaa lämpötilan nousua, mikä on termodynamiikan 2. lain mukaista. Ultraääni on kuitenkin ei-lämpöhoitotekniikka, koska ultraääniavusteiset hoidot perustuvat puhtaasti mekaanisiin voimiin (kutsutaan myös sonomekaanisiksi voimiksi). Uuttolämpötilaa ultraääniuuton aikana voidaan tehokkaasti säätää ja pitää 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 jälleen valitulla alueella, ja jatkaa sitten automaattisesti sonikaatiomenettelyä. Tämä Hielscherin ultraäänilaitteiden älykäs ominaisuus mahdollistaa tarkasti hallittavan sonikointiprosessin ja ihanteelliset tulokset.
Koska uuttolämpötila voi olla erilainen kasvitieteellisten yhdisteiden ja kasvien välillä, lämpötila on tärkeä tekijä, jota ei pidä laiminlyödä ultraääniprosessin optimoinnin aikana. Esimerkiksi 80 °C:n todettiin olevan ihanteellinen flavonoidien maksimaalisen tuoton saavuttamiseksi Sophora flavescensista, 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 liuottimiin. Esimerkiksi saponiinit ja polysakkaridit ovat polaarisempia ja liukenevat siksi hyvin veteen, koska vesi on erittäin polaarista. Fenoliyhdisteet, kuten antosyaanit ja klorogeenihappo, ovat toisaalta melko epäpolaarisia ja liukenevat siksi paremmin vähemmän polaariseen liuottimeen, kuten etanoniin. Siksi liuottimen valinta tulisi tehdä kohdeyhdisteiden liukoisuuden mukaan korkean uuttotehokkuuden saavuttamiseksi. Vesi on esimerkiksi hyvä liuotin polaaristen yhdisteiden, kuten psilosybiinin, uuttamiseen sienistä sekä oligosakkarideista, glykosideista ja flavanoideista; kun taas etanoli-vesiseos, jonka etanolipitoisuus on 60% (v/v), soveltuu esimerkiksi apigeniini-, baicaliini- ja luteoliiniyhdisteiden ultraäänellä avustettuun uuttamiseen.
Lue lisää liuottimista, liuottimen napaisuudesta ja sopivimmista liuottimista ultraääniuuttoon!

Vesi uuttoliuottimena

Vesi on polaarisin liuotin ja soveltuu monenlaisten polaaristen yhdisteiden uuttamiseen. Sen tärkeimpiä etuja ovat kyky liuottaa monenlaisia aineita. Lisäksi se on halpaa, myrkytöntä, turvallista ja syttymätöntä. Sen haittoja ovat polaaristen yhdisteiden vahva selektiivisyys sen korkean napaisuuden vuoksi. Korkean 100 °C:n kiehumispisteen vuoksi uutteen pitoisuus (esim. tislauksen tai roottorihaihdutuksen kautta) vaatii paljon energiaa. Lisäksi vesi on altis bakteerien ja homeen kasvulle.

ultraääni taajuus

Noin 20 kHz:n ultraäänitaajuus on todettu tehokkaimmaksi ja tehokkaimmaksi kasvitieteelliseen uuttoon. vaikuttaa ultraääniavusteisen uuton tehokkuuteen lääkeyhdisteiden uuttamisessa kasveista. Yleensä matala ultraäänitaajuus (eli noin 20 kHz) tuottaa voimakkaampaa kavitaatiota (sonomekaanisia vaikutuksia), mikä johtaa uuttomenettelyn tehokkaampaan tehokkuuteen.

Kasvimateriaali

Kasvimateriaalit voivat vaihdella suuresti solujensa rakenteeltaan ja jäykkyydeltään. Soluseinän koostumuksesta riippuen, joka voi sisältää selluloosaa, hemiselluloosaa, ligniiniä, pektiinipolysakkarideja, proteiineja, fenoli- ja ei-selluloosayhdisteitä sekä vettä, soluseinät voivat olla joko tukevia tai pehmeitä. Eri kasvityypit ja osat sisältävät erityyppisiä ja -määriä näitä soluseinän komponentteja. Siksi jokainen laitostyyppi vaatii tietyt käsittelyparametrit optimaalisen uuttotuloksen saavuttamiseksi.
Koska intensiteetti voidaan säätää tarkasti, Hielscherin ultraääniuuttimet voivat luotettavasti rikkoa pehmeät ja kovat soluseinät. Pehmeät soluseinät saattavat tarvita vähemmän intensiivistä ultraääntä, kun taas tukevat solurakenteet hyötyvät intensiivisemmästä hoidosta.
Kasvitieteellisen uuton raaka-aine voi olla juuri korjattu (märkä) tai kuivattu. Ultraääniuutto sopii sekä tuoreille/märille että kuivatuille kasveille. Kasvin kiinteiden aineiden hiukkaskoko on toinen tärkeä tekijä: Suuri pinta-ala (eli pieni hiukkaskoko) on hyödyllinen, koska se tarjoaa suuren kosketuspinnan ultraäänikavitaatioleikkausvoimille, mikä johtaa parempaan hyötysuhteeseen. Siksi kasvimateriaali maseroidaan tai jauhetaan pieniksi paloiksi (n. 3-5 mm).

Miksi ultraääniuutto on paras menetelmä?

tehokkuus

• Korkeammat saannot
• Nopea uuttoprosessi – muutamassa minuutissa
• Laadukkaat uutteet – Mieto, ei-terminen uutto
• Vihreät liuottimet (vesi, etanoli, glyseriini, kasviöljyt, NADES jne.)

Yksinkertaisuus

• Plug-and-play – Käyttöönotto ja käyttö muutamassa minuutissa
• Suuri suorituskyky – laajamittaiseen uutteiden tuotantoon
• Eräkohtainen tai jatkuva inline-käyttö
• Yksinkertainen asennus ja käynnistys
• Kannettava / siirrettävä - kannettavat yksiköt tai pyörille rakennetut
• Lineaarinen skaalaus ylös – lisää toinen ultraäänijärjestelmä rinnakkain kapasiteetin lisäämiseksi
• Etävalvonta ja -ohjaus – tietokoneella, älypuhelimella tai tabletilla
• Prosessin valvontaa ei tarvita – käyttöönotto ja suorittaminen
• High-Performance – suunniteltu jatkuvaan 24/7-tuotantoon
• Kestävyys ja vähäinen huoltotarve
• Laadukas – suunniteltu ja rakennettu Saksassa
• Nopea lastaus ja purku erien välillä
• Helppo puhdistaa

Turvallisuus

• Yksinkertainen ja turvallinen käyttää
• Liuotinvapaa tai liuotinpohjainen uutto (vesi, etanoli, kasviöljyt, glyseriini jne.)
• Ei korkeita paineita ja lämpötiloja
• ATEX-sertifioidut räjähdyssuojatut järjestelmät saatavilla
• Helppo ohjata (myös kaukosäätimellä)

Kirjallisuus / Viitteet