Ultraääniuutto – monipuolinen ja soveltuu kaikille kasviperäisille materiaaleille

Voinko käyttää anturityyppistä ultraäänilaitettani kannabiksen ja psilosybiinin uuttamiseen? Vastaus on: kyllä! Voit käyttää ultraäänilaitettasi lukuisten erilaisten raaka-aineiden käsittelyyn korkealaatuisten uutteiden valmistamiseksi. Ultraääniuuttotekniikan hienous piilee sen yhteensopivuudessa käytännössä kaikkien kasviperäisten raaka-aineiden ja liuottimien kanssa. Siksi ultraääniuutto tuottaa suuria saantoja lyhyillä käsittelyajoilla sekä polaarisille että poolittomille molekyyleille.

Polaaristen ja poolittomien molekyylien uuttaminen ultraäänellä

Bioaktiivisten yhdisteiden uutettavuuteen vaikuttavat monet tekijät, kuten ympäröivät solurakenteet tai kohdemolekyylin polaarisuus.
”Samanlainen liuottaa samanlaista”
Molekyylitason liukoisuus voidaan yleensä jakaa kahteen eri luokkaan: polaariseen ja poolittomaan.
Polaarisilla molekyyleillä on positiivisesti + ja negatiivisesti – varautuneet päät. Poolittomilla molekyyleillä ei ole juuri lainkaan varausta (nollavaraus), tai varaus on tasapainossa. Liuottimet sijoittuvat näihin luokkiin ja voivat olla esimerkiksi voimakkaasti, kohtalaisesti tai heikosti polaarisia tai poolittomia.
Kuten ilmaus ”Samanlainen liuottaa samanlaista” antaa ymmärtää, molekyylit liukenevat parhaiten liuottimeen, jonka polaarisuus on sama.
Polaariset liuottimet liuottavat polaarisia yhdisteitä. Poolittomat liuottimet liuottavat poolittomia yhdisteitä. Kasviperäisen yhdisteen polaarisuuden perusteella on valittava sopiva liuotin, jolla on suuri liuotuskyky.

Ultraäänilaite UP400St on laajasti käytetty ultraääniuuttolaite bioaktiivisten yhdisteiden eristämiseen kasvimateriaaleista.

Ultraääniuuttolaite UP400St (400 wattia) korkealaatuisten kasviperäisten uutteiden valmistukseen esimerkiksi hampusta, marihuanasta, sienistä ja yrteistä.

Ultraäänikäsittely on nopea ja hellävarainen uuttomenetelmä laadukkaan sieniuutteen valmistukseen. Videossa UP400St-laitetta käytetään siitakesienten uuttoon.

Lipidit ja rasvat ovat poolittomia molekyylejä. Fytokemikaalit, kuten tärkeimmät kannabinoidit (CBD, THC), terpeenit, tokoferolit, klorofylli A ja karotenoidit, ovat tällaisia poolittomia molekyylejä. ”Vesipitoiset molekyylit”, kuten psilosybiini, antosyaanit, useimmat alkaloidit, klorofylli B, C-vitamiini ja B-vitamiinit, ovat polaarisia molekyylejä.
Tämä tarkoittaa, että kannabiksen ja psilosybiinin uuttamiseen tulisi valita eri liuottimet, koska kannabinoidimolekyylit ovat poolittomia, kun taas psilosybiinimolekyylit ovat polaarisia. Liuottimen polaarisuudella on siis merkitystä. Polaariset molekyylit, kuten fytokemikaali psilosybiini, liukenevat parhaiten polaarisiin liuottimiin. Keskeisiä polaarisia liuottimia ovat esimerkiksi vesi ja metanoli. Poolittomat molekyylit puolestaan liukenevat parhaiten poolittomiin liuottimiin, kuten heksaaniin tai tolueeniin.

Minkä tahansa fytokemikaalin ultraääniuutto ihanteellisella liuottimella

Ultraääniuuttolaitteen etuna on sen yhteensopivuus lähes kaikkien liuotintyyppien kanssa. Voit käyttää ultraääniuuttolaitteistoa polaaristen ja poolittomien liuottimien kanssa.
Jotkin raaka-aineet, kuten ”elinvoimaiset sienet”, hyötyvät usein kaksivaiheisesta uuttoprosessista, jossa ultraääniuutto tehdään peräkkäin polaarisella ja poolittomalla liuottimella. Tällainen kaksivaiheinen uutto vapauttaa sekä polaarisia että poolittomia molekyylejä.

Vesi on polaarinen liuotin; muita polaarisia liuottimia ovat asetoni, asetonitriili, dimetyyliformamidi (DMF), dimetyylisulfoksidi (DMSO), isopropanoli ja metanoli.
Huomautus: vaikka vesi on teknisesti liuotin, vesipohjaista uuttoa kutsutaan yleiskielessä usein liuottimettomaksi uutoksi.
Etanoli, asetoni, dikloorimetaani jne. luokitellaan kohtalaisen polaarisiksi, kun taas n-heksaani, eetteri, kloroformi, tolueeni jne. ovat poolittomia.

Etanoli – monipuolinen liuotin kasviperäisten aineiden uuttamiseen

Etanoli, jota käytetään paljon kasviperäisten aineiden uuttamiseen, on kohtalaisen polaarinen liuotin. Tämä tarkoittaa, että etanolilla on sekä polaarisia että poolittomia uutto-ominaisuuksia. Polaaristen ja poolittomien aineiden uuttamiskyky tekee etanolista ihanteellisen liuottimen laajakirjoisille uutteille, joita valmistetaan usein kasviperäisistä aineista, kuten hampusta, kannabiksesta ja muista yrteistä. Niistä uutetaan useita erilaisia fytokemikaaleja niin kutsutun entourage-vaikutuksen saavuttamiseksi. Entourage-vaikutus kuvaa erilaisten bioaktiivisten yhdisteiden yhteisvaikutusta, joka tuottaa huomattavasti voimakkaampia terveyttä edistäviä vaikutuksia. Esimerkiksi laajakirjoinen hamppu-uute sisältää erilaisia kannabinoideja, kuten kannabidiolia (CBD), kannabigerolia (CBG), kannabinolia (CBN) ja kannabikromeenia (CBC), sekä terpeenejä, terpenoideja, alkaloideja ja muita fytokemikaaleja, jotka toimivat yhdessä ja vahvistavat uutteen hyödyllisiä vaikutuksia kokonaisvaltaisesti.

Helppo vaihto kasviperäisestä materiaalista toiseen

Vaihtaminen erilaisten kasviperäisten raaka-aineiden erien välillä on helppoa ja nopeaa.
Valmista ultraäänellä tehtävää eräuuttoa varten yksinkertaisesti liete, joka koostuu (kuivatusta) maseroidusta kasvimateriaalista, esimerkiksi hampusta etanolissa. Aseta ultraäänianturi (eli sonotrodi) astiaan ja käsittele ultraäänellä määritetyn ajan. Poista ultraäänianturi erästä ultraäänikäsittelyn jälkeen. Ultraäänilaitteen puhdistaminen on helppoa ja vie vain minuutin: pyyhi sonotrodi kasvihiukkasten poistamiseksi ja käytä sitten ultraäänilaitteen CIP-toimintoa (puhdistus paikallaan). Aseta sonotrodi vettä sisältävään dekantterilasiin, kytke laite päälle ja anna sen käydä 20–30 s. Näin ultraäänianturi puhdistaa itsensä.
Nyt voit käsitellä seuraavan erän uuttaaksesi toista kasviperäistä ainetta, kuten psilosybiiniä vedessä.
Samoin virtauskennolla varustetut jatkuvatoimiset ultraäänilaitteistot puhdistetaan CIP-menetelmällä. Veden syöttäminen virtauskennoon ultraäänen ollessa käytössä riittää useimmiten puhdistukseen. Voit tietenkin lisätä pienen määrän puhdistusaineita esimerkiksi öljyjen poistamisen helpottamiseksi.
Ultraääniuuttolaitteet soveltuvat yleisesti kaikenlaisille bioaktiivisille yhdisteille ja niille polaarisuudeltaan sopiville liuottimille.

Teollinen 16 kW:n ultraääniuuttolaitteisto korkealaatuisten kasviperäisten uutteiden jatkuvatoimiseen valmistukseen prosessilinjassa kasveista ja sienistä.

MultiSonoReactor, jossa on 4x 4 kW, kasviperäisten uutteiden laajamittaiseen (massa)tuotantoon.

Ultraääniuuton edut

Suurempi saanto
Korkea laatu
Ei lämpöhajoamista
Nopea uutto
Helppo ja turvallinen käyttö
Ympäristöystävällinen uutto

Ultraääniuutto voidaan yhdistää luomusertifioituihin liuottimiin ylivertaisen tehokkuuden ja ympäristöystävällisyyden saavuttamiseksi. Tämä mahdollistaa täysin luonnollisten luomusieniuutteiden valmistamisen ultraäänellä.

Ultraääniuuttolaite UIP2000hdT (2 000 wattia) täysin luonnollisten luomu-uutteiden valmistukseen kannabiksesta, yrteistä, sienistä jne.

Löydä paras tehokas ultraäänilaite uuttotarpeisiisi

Hielscher Ultrasonics -uuttolaitteet ovat vakiinnuttaneet asemansa kasviperäisten aineiden uuttamisessa. Uutteiden tuottajat – pienistä erikoisuutteiden valmistajista suuriin massatuottajiin – löytävät Hielscherin laajasta laitevalikoimasta tuotantokapasiteettiinsa ihanteellisesti sopivan ultraäänilaitteen. Sekä eräprosesseihin että jatkuvatoimisiin linjaprosesseihin tarkoitetut kokoonpanot ovat helposti saatavilla, nopeasti asennettavia sekä turvallisia ja intuitiivisia käyttää.

Korkein laatu – suunniteltu ja valmistettu Saksassa

Hielscherin ultraäänilaitteiden kehittynyt laitteisto ja älykäs ohjelmisto on suunniteltu takaamaan luotettavat ja toistettavat ultraääniuuton tulokset kasviperäisistä raaka-aineistasi sekä käyttäjäystävällinen ja turvallinen käyttö. Hielscherin ultraääniuuttolaitteet on rakennettu 24/7-käyttöön. Ne ovat erittäin kestäviä ja vaativat vähän huoltoa, joten ne tarjoavat luotettavan ja vaivattoman ratkaisun kasviperäisten uutteiden tuottajille.
Hielscher Ultrasonics -uuttolaitteita käytetään maailmanlaajuisesti korkealaatuisten kasviperäisten uutteiden valmistukseen. Hielscherin ultraäänilaitteiden on osoitettu tuottavan korkealaatuisia uutteita. Niitä käyttävät paitsi pienet erikoisuutteiden valmistajat myös ennen kaikkea laajasti kaupallisesti jaeltavien uutteiden ja ravintolisien teolliset tuottajat. Kestävyytensä ja vähäisen huoltotarpeensa ansiosta Hielscherin ultraääniprosessorit on helppo asentaa ja niitä on helppo käyttää ja valvoa.

Automaattinen tietojen tallennus

Ravintolisien ja hoitovalmisteiden tuotantostandardien täyttämiseksi tuotantoprosesseja on valvottava ja dokumentoitava yksityiskohtaisesti. Hielscher Ultrasonics -digitaaliultraäänilaitteissa on automaattinen tietojen tallennus. Tämän älykkään toiminnon ansiosta kaikki tärkeät prosessiparametrit, kuten ultraäänienergia (kokonais- ja nettoenergia), lämpötila, paine ja aika, tallentuvat automaattisesti sisäänrakennetulle SD-kortille heti, kun laite kytketään päälle. Prosessin valvonta ja tietojen tallennus ovat tärkeitä prosessin jatkuvan standardoinnin ja tuotelaadun kannalta. Automaattisesti tallennettujen prosessitietojen avulla voit tarkastella aiempia ultraäänikäsittelyjä ja arvioida niiden tuloksia.
Toinen käyttäjäystävällinen ominaisuus on digitaalisten ultraäänilaitteistojemme selainpohjainen etäohjaus. Selaimen kautta voit käynnistää, pysäyttää, säätää ja valvoa ultraääniprosessoriasi etänä mistä tahansa.
Haluatko tietää lisää ultraääniuuton eduista? Ota meihin yhteyttä nyt, niin keskustellaan kasviperäisten uutteidesi valmistusprosessista! Kokenut henkilökuntamme antaa mielellään lisätietoja ultraääniuutosta, ultraäänilaitteistoistamme ja hinnoittelusta!

Miksi ultraääniuutto on paras menetelmä?

Tehokkuus

Suuremmat saannot
Nopea uuttoprosessi – muutamassa minuutissa
Korkealaatuiset uutteet – hellävarainen, ei-terminen uutto
Ympäristöystävälliset liuottimet (vesi, etanoli, glyseroli, kasviöljyt, NADES jne.)

Helppous

Kytke ja käytä – asennus ja käyttö muutamassa minuutissa
Suuri käsittelykapasiteetti – laajamittaiseen uutteiden tuotantoon
Eräkäsittely tai jatkuvatoiminen käsittely prosessilinjassa
Helppo asennus ja käyttöönotto
Kannettava / siirrettävä – kannettavat tai pyörille rakennetut laitteet
Lineaarinen skaalaus – lisää kapasiteettia kytkemällä toinen ultraäänilaitteisto rinnalle
Etävalvonta ja -ohjaus – tietokoneella, älypuhelimella tai tabletilla
Prosessin valvontaa ei tarvita – asenna ja käynnistä
Suuri suorituskyky – suunniteltu jatkuvaan 24/7-tuotantoon
Kestävyys ja vähäinen huoltotarve
Korkea laatu – suunniteltu ja valmistettu Saksassa
Nopea täyttö ja tyhjennys erien välillä
Helppo puhdistaa

Turvallisuus

Helppo ja turvallinen käyttää
Liuottimeton tai liuotinpohjainen uutto (vesi, etanoli, kasviöljyt, glyseroli jne.)
Ei korkeita paineita eikä lämpötiloja
Saatavilla ATEX-sertifioituja räjähdyssuojattuja laitteistoja
Helppo ohjata (myös etäohjauksella)

Ultraääniuuttoon soveltuvia aineita

ja monet muut!

Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

Erän tilavuus	Tilavuusvirta	Suositellut laitteet
1–500 mL	10–200 mL/min	UP100H
10–2 000 mL	20–400 mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1–20 L	0,2–4 L/min	UIP2000hdT
10–100 L	2–10 L/min	UIP4000hdT
n.a.	10–100 L/min	UIP16000
n.a.	suurempi	laiteryhmä: UIP16000

Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!

Liittyvät aiheet

Suuria leikkausvoimia tuottavia ultraäänihomogenisaattoreita käytetään laboratorio-, pöytämittakaavan, pilotti- ja teollisuusprosesseissa.

Hielscher Ultrasonics valmistaa tehokkaita ultraäänihomogenisaattoreita sekoitukseen, dispergointiin, emulgointiin ja uuttamiseen laboratorio-, pilotti- ja teollisuusmittakaavassa.

Kirjallisuus / Viitteet

F. Chemat; M. K. Khan (2011): Applications of ultrasound in food technology: processing, preservation and extraction. Ultrasonic Sonochemistry, 18, 2011. 813–835.
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.

Liuottimet ja niiden polaarisuus

Alla olevassa taulukossa luetellaan yleisimmät liuottimet järjestettyinä pienimmästä suurimpaan polaarisuuteen.

Solvent	formula	boiling point (degC)	melting point (degC)	density (g/mL)	solubility in H₂O (g/100g)	relative polarity
cyclohexane	C₆H₁₂	80.7	6.6	0.779	0.005	0.006
pentane	C₅H₁₂	36.1	-129.7	0.626	0.0039	0.009
hexane	C₆H₁₄	69	-95	0.655	0.0014	0.009
heptane	C₇H₁₆	98	-90.6	0.684	0.0003	0.012
carbon tetrachloride	CCl₄	76.7	-22.4	1.594	0.08	0.052
carbon disulfide	CS₂	46.3	-111.6	1.263	0.2	0.065
p-xylene	C₈H₁₀	138.3	13.3	0.861	0.02	0.074
toluene	C₇H₈	110.6	-93	0.867	0.05	0.099
benzene	C₆H₆	80.1	5.5	0.879	0.18	0.111
ether	C₄H₁₀O	34.6	-116.3	0.713	7.5	0.117
methyl t-butyl ether (MTBE)	C₅H₁₂O	55.2	-109	0.741	4.8	0.124
diethylamine	C₄H₁₁N	56.3	-48	0.706	M	0.145
dioxane	C₄H₈O₂	101.1	11.8	1.033	M	0.164
N,N-dimethylaniline	C₈H₁₁N	194.2	2.4	0.956	0.14	0.179
chlorobenzene	C₆H₅Cl	132	-45.6	1.106	0.05	0.188
anisole	C₇H₈O	153.7	-37.5	0.996	0.10	0.198
tetrahydrofuran (THF)	C₄H₈O	66	-108.4	0.886	30	0.207
ethyl acetate	C₄H₈O₂	77	-83.6	0.894	8.7	0.228
ethyl benzoate	C₉H₁₀O₂	213	-34.6	1.047	0.07	0.228
dimethoxyethane (glyme)	C₄H₁₀O₂	85	-58	0.868	M	0.231
diglyme	C₆H₁₄O₃	162	-64	0.945	M	0.244
methyl acetate	C₃H₆O₂	56.9	-98.1	0.933	24.4	0.253
chloroform	CHCl₃	61.2	-63.5	1.498	0.8	0.259
3-pentanone	C₅H₁₂O	101.7	-39.8	0.814	3.4	0.265
1,1-dichloroethane	C₂H₄Cl₂	57.3	-97.0	1.176	0.5	0.269
di-n-butyl phthalate	C₁₆H₂₂O₄	340	-35	1.049	0.0011	0.272
cyclohexanone	C₆H₁₀O	155.6	-16.4	0.948	2.3	0.281
pyridine	C₅H₅N	115.5	-42	0.982	M	0.302
dimethylphthalate	C₁₀H₁₀O₄	283.8	1	1.190	0.43	0.309
methylene chloride	CH₂Cl₂	39.8	-96.7	1.326	1.32	0.309
2-pentanone	C₅H₁₀O	102.3	-76.9	0.809	4.3	0.321
2-butanone	C₄H₈O	79.6	-86.3	0.805	25.6	0.327
1,2-dichloroethane	C₂H₄Cl₂	83.5	-35.4	1.235	0.87	0.327
benzonitrile	C₇H₅N	205	-13	0.996	0.2	0.333
acetone	C₃H₆O	56.2	-94.3	0.786	M	0.355
dimethylformamide (DMF)	C₃H₇NO	153	-61	0.944	M	0.386
t-butyl alcohol	C₄H₁₀O	82.2	25.5	0.786	M	0.389
aniline	C₆H₇N	184.4	-6.0	1.022	3.4	0.420
dimethylsulfoxide (DMSO)	C₂H₆OS	189	18.4	1.092	M	0.444
acetonitrile	C₂H₃N	81.6	-46	0.786	M	0.460
3-pentanol	C₅H₁₂O	115.3	-8	0.821	5.1	0.463
2-pentanol	C₅H₁₂O	119.0	-50	0.810	4.5	0.488
2-butanol	C₄H₁₀O	99.5	– 114.7	0.808	18.1	0.506
cyclohexanol	C₆H₁₂O	161.1	25.2	0.962	4.2	0.509
1-octanol	C ₈H ₁₈O	194.4	-15	0.827	0.096	0.537
2-propanol	C₃H₈O	82.4	-88.5	0.785	M	0.546
1-heptanol	C₇H ₁₆O	176.4	-35	0.819	0.17	0.549
i-butanol	C₄H₁₀O	107.9	-108.2	0.803	8.5	0.552
1-hexanol	C ₆H ₁₄O	158	-46.7	0.814	0.59	0.559
1-pentanol	C₅H₁₂O	138.0	-78.2	0.814	2.2	0.568
acetyl acetone	C₅H₈O₂	140.4	-23	0.975	16	0.571
ethyl acetoacetate	C₆H₁₀O₃	180.4	-80	1.028	2.9	0.577
1-butanol	C₄H₁₀O	117.6	-89.5	0.81	7.7	0. 586
benzyl alcohol	C ₇H ₈O	205.4	-15.3	1.042	3.5	0.608
1-propanol	C₃H₈O	97	-126	0.803	M	0.617
acetic acid	C₂H₄O₂	118	16.6	1.049	M	0.648
2-aminoethanol	C₂H₇NO	170.9	10.5	1.018	M	0.651
ethanol	C₂H₆O	78.5	-114.1	0.789	M	0.654
diethylene glycol	C₄H₁₀O₃	245	-10	1.118	M	0.713
methanol	CH₄O	64.6	-98	0.791	M	0.762
ethylene glycol	C₂H₆O₂	197	-13	1.115	M	0.790
glycerin	C₃H₈O₃	290	17.8	1.261	M	0.812
water, heavy	D₂O	101.3	4	1.107	M	0.991
water	H₂O	100.00	0.00	0.998	M	1.000

Tehokasta ultraäänitekniikkaa! Hielscherin tuotevalikoima kattaa koko kirjon pienikokoisesta laboratorioultraäänilaitteesta pöytälaitteisiin ja täyden teollisen mittakaavan ultraäänilaitteistoihin.

Hielscher Ultrasonics valmistaa tehokkaita ultraäänihomogenisaattoreita laboratoriokoosta aina teolliseen kokoon asti.