Extraction de l'eau très efficace grâce aux ultrasons puissants

L'extraction par l'eau de composés botaniques (par exemple, l'extraction par l'eau froide ou chaude, l'extraction par l'eau pressurisée et l'extraction par l'eau sous-critique) peut être améliorée efficacement par les ultrasons. L'extraction à l'eau assistée par ultrasons permet non seulement d'obtenir des rendements plus élevés et de réduire le temps de traitement, mais aussi de réduire la consommation d'énergie, d'adoucir les conditions d'extraction et d'obtenir des extraits de haute qualité par rapport aux techniques d'extraction classiques. L'extraction de l'eau par ultrasons est utilisée avec succès pour l'extraction de nombreux composés dérivés des plantes, notamment les alcaloïdes, les flavonoïdes, les glycosides, les composés phénoliques et les polysaccharides.

Extraction de composés bioactifs par ultrasons dans l'eau

Les extracteurs à ultrasons tels que l'UP400St (400W, 24kHz) intensifient l'extraction botanique conventionnelle à base d'eau.L'eau est le solvant le plus polaire, ce qui en fait un excellent solvant pour les composés polaires. En raison de sa nature non toxique et respectueuse de l'environnement, l'eau serait le solvant idéal pour tout extrait botanique. Cependant, les composants moins polaires et non polaires se dissolvent mal ou pas du tout dans l'eau. De plus, sans promotion du transfert de masse, le processus d'extraction dans l'eau serait incroyablement lent et donc peu rentable. Les ultrasons de haute intensité et de basse fréquence sont une technique d'extraction très efficace, qui permet un mélange et un transfert de masse intenses. Par conséquent, l'extraction par ultrasons est bien connue pour offrir des avantages significatifs par rapport aux méthodes d'extraction conventionnelles. Ces avantages comprennent des rendements plus élevés, un traitement rapide, des rotations de lots rapides ainsi qu'une extraction en ligne continue, l'utilisation de solvants verts, des conditions d'extraction douces, qui préservent les composés extraits, la sécurité de l'opération, et une mise à l'échelle facile à de grands débits pour la production commerciale. (cf. Zabot et al., 2021)

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Système industriel d'extraction par ultrasons de 16 kW pour la fabrication en ligne et en continu d'extraits botaniques de haute qualité en utilisant l'eau comme solvant d'extraction.

MultiSonoReactor avec 4x 4kW pour la production à grande échelle (masse) d'extraits botaniques utilisant l'eau comme solvant d'extraction. Le MultiSonoReactor peut également être pressurisé et chauffé pour des effets d'extraction synergiques.

Extraction à l'eau chaude améliorée par ultrasons

Les paramètres qui déterminent l'extraction des plantes lors de l'extraction à l'eau sont la température, le temps, la pression et la surface de la matière végétale. Un extrait à l'eau chaude peut être préparé pendant une durée relativement courte en raison de la température élevée de l'eau.
La solution: Le rendement et le taux d'extraction peuvent être considérablement améliorés lorsqu'une agitation par ultrasons est appliquée. L'eau chaude seule n'a qu'une capacité limitée à briser les structures cellulaires et les températures élevées endommagent ou détruisent souvent les composés thermolabiles, ce qui nuit à la qualité de l'extrait. Lorsque l'extraction par ultrasons est combinée à l'extraction à l'eau chaude, la température peut être considérablement réduite (par exemple, de 100°C à 50°C), ce qui empêche la dégradation thermique des ingrédients botaniques extraits, augmente le rendement total et économise de l'énergie. La cavitation ultrasonique est le principe qui sous-tend le phénomène d'extraction par ultrasons. La cavitation ultrasonique (ou acoustique) est une force purement mécanique qui brise les parois cellulaires, libère les composés cibles et améliore le transfert de masse entre l'intérieur de la cellule et l'eau (solvant). Ainsi, l'extraction de l'eau par ultrasons fournit d'excellents résultats d'extraction.

Extraction à l'eau froide améliorée par ultrasonication

L'extraction à l'eau froide (infusion d'eau froide) est nettement plus inefficace, puisque l'utilisation d'eau chaude est évitée. L'eau froide ou à température ambiante n'extrait pas très bien les composés botaniques, car l'eau froide pénètre très lentement dans la matière végétale et le transfert de masse est presque négligeable. L'avantage de l'extraction à l'eau froide réside dans l'absence de toute élévation de température, ce qui permet d'éviter la dégradation thermique des composés thermosensibles. Cependant, la dynamique d'extraction très faible rend l'extraction conventionnelle à l'eau froide impraticable pour la production commerciale. C'est pourquoi l'infusion à l'eau froide est presque exclusivement utilisée au stade expérimental en raison de sa lenteur et de son inefficacité.
La solution: Avec l'introduction des ultrasons dans l'extraction à l'eau froide, la lenteur et l'inefficacité du trempage à l'eau froide peuvent être facilement surmontées. L'extraction à l'eau froide intensifiée par les ultrasons permet de maintenir des températures d'extraction froides, tout en couplant des forces de cisaillement intenses dans le milieu solide-liquide. Grâce au mécanisme d'extraction par ultrasons, les parois cellulaires sont ouvertes et les composés botaniques sont rapidement libérés dans l'eau. L'extraction et l'infusion à l'eau froide par ultrasons transforment le trempage à froid en un processus très efficace donnant des rendements élevés, des extraits de haute qualité dans un temps d'extraction court.

L'ultrasonication est une méthode d'extraction rapide et douce qui permet de produire des extraits de champignons de haute qualité en utilisant l'eau comme solvant. Dans la vidéo, l'extracteur à ultrasons UP400St est utilisé pour l'extraction de champignons médicinaux.

Extraction de champignons en eau froide à l'aide de l'UP400St avec sonde de 22mm

Extraction à l'eau pressurisée combinée à l'ultrasonication

L'extraction par ultrasons se caractérise par un micro-mélange qui, grâce aux vibrations, favorise une plus grande diffusion du solvant dans la particule et de l'intérieur de la particule vers la surface, intensifiant ainsi le transfert de masse. En outre, l'ultrasonication réduit la taille des particules du matériau cellulaire, ce qui permet d'améliorer les effets de l'extraction liquide sous pression assistée par ultrasons. Les particules plus petites, d'environ 0,68 mm, présentent des rendements plus élevés que les particules plus grandes (environ 1,05 mm), car une surface plus importante permet d'augmenter considérablement le transfert de masse et donc d'améliorer les rendements d'extraction. (cf. Zabot et al., 2021)

Extracteur ultrasonique industriel de type sonde pour l'isolement botanique à base d'eau.

Extraction de matériel végétal dans l'eau intensifiée par ultrasons : ultrasoniseur UIP1000hdT dans un grand bécher contenant une bouillie végétale. Ici, l'eau est utilisée comme solvant, mais l'extraction par ultrasons est compatible avec tout type de solvant.

Avantages de l'extraction par ultrasons

  • Rendement supérieur
  • Extraction à grande vitesse
  • extraits de haute qualité
  • Procédure douce et non thermique
  • solvants verts
  • rentable
  • Facile à utiliser et sûr
  • Faibles coûts d'investissement et d'exploitation
  • Fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, sous charge lourde
  • Une méthode verte et respectueuse de l'environnement

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Extraction efficace d'eau froide pressurisée avec Power-Ultrasound

Équipement ultrasonique industriel pour l'extraction phytochimique utilisant l'eau comme solvant : Sonde à ultrasons avec réacteur à écoulement pressurisable pour la production d'extraits en ligne.Sous haute pression, la pénétration de l'eau froide dans les tissus végétaux est facilitée et les substances phytochimiques hydrosolubles sont dissoutes sans provoquer de décomposition thermique. La méthode d'extraction à l'eau froide sous haute pression peut être couplée aux ultrasons pour une meilleure isolation des ingrédients botaniques polaires et non polaires. L'eau, en tant que solvant non toxique, bon marché et respectueux de l'environnement, est une alternative attrayante aux solvants organiques, en particulier lorsqu'il s'agit de produire des aliments, des produits thérapeutiques et des compléments alimentaires d'origine végétale.
Pour une extraction à l'eau froide pressurisée et intensifiée par ultrasons, une sonde ultrasonique (sonotrode) est intégrée au réservoir d'extraction ou à la cellule d'écoulement. Le réservoir ou la cellule d'écoulement sont normalement pressurisés avec des pressions entre 5 et 100 barg selon les composés extraits ciblés. Hielscher Ultrasons fournit même des réacteurs ultrasoniques industriels et des cellules d'écoulement personnalisés, qui peuvent être pressurisés jusqu'à 300 bar, ce qui permet de régler la pression optimale de votre processus d'extraction.

Extraction à l'eau supercritique améliorée par sonication

L'extraction de l'eau sous-critique par ultrasons est une autre technique synergique, où les ultrasons améliorent le transfert de masse entre le solide et le liquide. Extraction à l'eau sous-critique (SWE) – également appelée extraction d'eau chaude sous pression ou extraction d'eau surchauffée – est une technique moins couramment utilisée pour l'extraction de composés botaniques de moindre polarité. Dans l'extraction à l'eau subcritique, l'eau à l'état supercritique est utilisée comme solvant.
Qu'est-ce que l'eau sous-critique et pourquoi l'eau sous-critique est-elle un bon solvant pour l'extraction de composés végétaux moins polaires ? "L'eau possède de nombreuses propriétés thermodynamiques fortement influencées par la température et la pression. Selon les conditions, son état physique (solide, liquide ou gaz), son comportement thermique, sa densité ou sa viscosité peuvent être modifiés. En augmentant la température et la pression au-delà d'un point appelé point critique (défini à 221 bars et 374 °C), l'eau peut atteindre l'état supercritique. Dans des conditions sous-critiques, correspondant à des températures comprises entre 100 °C et la température critique (374 °C) et à une pression comprise entre 1 bar et la pression critique (221 bar) afin d'éviter la vaporisation, la polarité de l'eau diminue ; cela fait de l'eau un meilleur solvant pour l'extraction de divers composés organiques bioactifs. " (Li et Chemat, 2019)
Lorsque les ultrasons sont combinés à l'extraction à l'eau sous-critique, l'efficacité de l'extraction peut être améliorée en augmentant le rendement de l'extrait et en réduisant le temps d'extraction. Pour des résultats optimaux, la pression dans le réacteur discontinu pressurisé fermé ou le réacteur à cellules d'écoulement doit atteindre au moins deux fois la pression de vapeur de l'eau. (Vous trouverez un tableau de la pression de vapeur de l'eau à la fin de cette page.)
Huang et al. (2010) ont étudié les effets d'extraction des ultrasons à basse fréquence et à haute puissance en combinaison avec l'extraction à l'eau sous-critique. Une sonde ultrasonique est donc couplée à la bouilloire du dispositif d'extraction à l'eau sous-critique pour extraire l'huile volatile du Lithospermum erythrorhizon. Les résultats ont montré que l'effet d'amélioration assisté par ultrasons de 20 KHz était meilleur que celui de 36 KHz et augmentait avec la puissance de sortie (de 0 à 250 W). Le rendement de l'extraction à l'eau sous-critique est passé de 1,87 % à 2,39 % grâce à l'oscillation ultrasonique (250 W, 20 KHz) à une température de 160 °C et à une pression de 5 MPa pendant une procédure d'extraction de 25 minutes. L'utilisation des ultrasons a permis d'améliorer non seulement le rendement d'extraction, mais aussi la vitesse d'extraction, ce qui a permis de gagner du temps.
L'extraction d'eau sous-critique assistée par ultrasons peut être réalisée à des pressions plus faibles (par exemple, 5barg) que l'extraction d'eau sous-critique classique (par exemple, 10MPa), ce qui permet d'économiser des coûts énergétiques et de rendre la procédure d'extraction plus sûre.

Extracteur ultrasonique à haute performance pour l'isolation phytochimique en mode batch.

L'extraction par ultrasons de substances phytochimiques à partir de plantes peut se faire par lots ou en continu. La photo montre le puissant ultrasoniseur de 1000 watts. UIP1000hdT pendant l'extraction de plantes en mode discontinu.

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Les avantages de l'extraction botanique par ultrasons

Tant la recherche scientifique que la mise en œuvre industrielle démontrent que l'extraction assistée par ultrasons est une technique fiable et facile à mettre en œuvre, qui ne nécessite aucun bagage technique ni formation intensive. L'efficacité d'extraction très élevée, les rendements élevés, les faibles coûts d'exploitation, ainsi que les faibles coûts d'investissement (notamment par rapport à d'autres techniques telles que l'extraction par CO2 ) et les faibles coûts énergétiques sont les principaux avantages des extracteurs ultrasoniques à sonde.
D'autres avantages, qui font de la technologie d'extraction par ultrasons la méthode préférée, sont la haute qualité des extraits grâce aux basses températures d'extraction, la fiabilité des résultats (répétabilité / reproductibilité), l'extensibilité entièrement linéaire à n'importe quel niveau de production ainsi que la faible maintenance.
"Les autres avantages liés à l'utilisation de l'extraction par sonde ultrasonique sont la manipulation facile de l'extrait, la rapidité d'exécution, l'absence de résidus, le rendement élevé, le respect de l'environnement, l'amélioration de la qualité et la prévention de la dégradation de l'extrait."
(cf. Chemat et Khan, 2011)

Extraction et purification par ultrasons de substances phytochimiques provenant de plantes : La photo montre l'ultrasoniseur à sonde UP400St, un filtre à vide Büchi et un rotor-évaporateur pour l'extraction de la curcumine.

Installation d'extraction pour l'isolement botanique : ultrasoniseur à sonde UP400StL'extraction des substances phytochimiques s'est faite à l'aide d'un filtre à vide Büchi et d'un évaporateur à rotor.

Ultrasons à haute performance pour l'extraction de l'eau

Extracteur à ultrasons de type sonde pour une libération efficace des substances phytochimiques et botaniques des plantes.Les extracteurs Hielscher Ultrasonics sont bien établis dans le domaine de l'extraction botanique, quel que soit le solvant utilisé. Producteurs d'extraits – tant les petits fabricants d'extraits de niche exclusifs que les grands producteurs de masse. – trouvent dans la vaste gamme d'équipements Hielscher l'équipement d'extraction par ultrasons idéal pour leurs besoins de production. Des installations de traitement en ligne par lots ou en continu sont facilement disponibles et peuvent être livrées sur étagère. Adaptée à tous les solvants, l'extraction par ultrasons peut être appliquée de manière flexible pour toute extraction de matériel végétal. L'utilisation de l'eau comme solvant permet de produire des extraits certifiés biologiques sans avoir recours à l'éthanol "biologique" très coûteux. (Bien sûr, le matériel végétal doit être cultivé biologiquement pour produire un extrait aqueux biologique).

Extraction à haut rendement avec les ultrasons Hielscher

Les extracteurs à ultrasons Hielscher perturbent efficacement les cellules végétales, augmentent la surface du matériel végétal pour la pénétration des solvants et le transfert de masse pour la libération des phytochimiques (métabolites secondaires). Conçus dans un souci de convivialité, les extracteurs Hielscher sont rapidement installés et peuvent être utilisés de manière sûre et intuitive.

Respecter les normes de qualité les plus strictes – Dessiné & Fabriqué en Allemagne

Le matériel sophistiqué et le logiciel intelligent des ultrasons Hielscher sont conçus pour garantir des résultats fiables d'extraction par ultrasons de votre matière première botanique, avec des résultats reproductibles et un fonctionnement convivial et sûr. La robustesse, la fiabilité, le fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 à pleine charge et la simplicité d'utilisation du point de vue de l'ouvrier sont d'autres facteurs de qualité qui rendent les ultrasons Hielscher favorables.
Les extracteurs à ultrasons Hielscher sont utilisés dans le monde entier pour l'extraction phytochimique de haute qualité. Ayant fait la preuve de leur capacité à produire des composés botaniques de haute qualité, les extracteurs à ultrasons Hielscher ne sont pas seulement utilisés par les petits artisans d'extraits de spécialité et de boutique, mais surtout dans la production industrielle d'extraits, de compléments alimentaires et de produits thérapeutiques largement commercialisés. Grâce à leur matériel robuste et à leur logiciel intelligent, les processeurs à ultrasons Hielscher peuvent être facilement exploités et contrôlés.

Protocoles automatiques de données

Les ultrasons Hielscher peuvent être contrôlés à distance par le biais d'un navigateur. Les paramètres de sonication peuvent être surveillés et ajustés précisément aux exigences du processus.Afin de respecter les normes de production des aliments, des compléments alimentaires et des produits thérapeutiques, les processus de production doivent être contrôlés et enregistrés en détail. Les appareils à ultrasons numériques Hielscher Ultrasonics sont dotés d'un système d'enregistrement automatique des données. Grâce à cette fonction intelligente, tous les paramètres importants du processus, tels que l'énergie ultrasonore (énergie totale et nette), la température, la pression et le temps, sont automatiquement enregistrés sur une carte SD intégrée dès que l'appareil est allumé. La surveillance du processus et l'enregistrement des données sont importants pour la normalisation continue du processus et la qualité du produit. En accédant aux données du processus enregistrées automatiquement, vous pouvez revoir les cycles de sonication précédents et évaluer les résultats.
Une autre caractéristique conviviale est la télécommande par navigateur de nos systèmes numériques à ultrasons. Grâce à la télécommande par navigateur, vous pouvez démarrer, arrêter, régler et surveiller votre processeur à ultrasons à distance, où que vous soyez.
Vous voulez en savoir plus sur les avantages de l'extraction par ultrasons de l'eau des matières végétales ? Contactez-nous dès maintenant pour discuter de votre processus de fabrication d'extraits botaniques ! Notre personnel expérimenté se fera un plaisir de vous donner plus d'informations sur l'extraction par ultrasons, nos systèmes à ultrasons et nos prix !

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators:

lot Volume Débit Appareils recommandés
1 à 500 ml 10 à 200 ml / min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 20L 00,2 à 4L / min UIP2000hdT
10 à 100l 2 à 10 L / min UIP4000hdT
n / a. 10 à 100 litres / min UIP16000
n / a. plus grand groupe de UIP16000

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Veuillez utiliser le formulaire ci-dessous pour demander des informations supplémentaires sur les processeurs à ultrasons, les applications et le prix. Nous serons heureux de discuter avec vous de votre processus et de vous proposer un système à ultrasons répondant à vos besoins !









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Les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement sont utilisés en laboratoire, sur table, dans le cadre de projets pilotes et dans l'industrie.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs ultrasoniques à haute performance pour des applications de mélange, de dispersion, d'émulsification et d'extraction à l'échelle du laboratoire, du pilote et de l'industrie.

Informations techniques sur l'extraction de l'eau par ultrasons

Les méthodes d'extraction conventionnelles telles que la macération, l'infusion, la percolation, la décoction, l'extraction par reflux, la distillation à la vapeur, la sublimation et le pressage sont couramment utilisées pour l'extraction des composés médicinaux des plantes. Les inconvénients de ces méthodes sont la lenteur du processus, la faible pureté et la faible efficacité.

Paramètres du processus influençant l'extraction par ultrasons

L'extraction assistée par ultrasons est connue pour ses caractéristiques et avantages uniques, qui font de la sonication une technique d'extraction supérieure aux méthodes d'extraction conventionnelles des composés botaniques. L'un des principaux avantages de l'extraction assistée par ultrasons réside dans l'adaptabilité précise des facteurs de traitement ultrasonique (tels que l'amplitude, le temps, la température, la pression), qui permet de régler le processus ultrasonique de manière optimale en fonction du composé cible. Chaque matière végétale possède des paramètres d'extraction idéaux, qui permettent d'obtenir le meilleur rendement, la meilleure qualité et le meilleur taux d'extraction. Le procédé d'extraction par ultrasons permet d'adapter parfaitement ces conditions d'extraction optimales.

amplitude ultrasonique

L'amplitude est le déplacement vibratoire de la sonde ultrasonique (sonotrode). Plus l'amplitude est élevée, plus la vibration et la cavitation dans le liquide sonique sont intenses. Hielscher Ultrasons est spécialisé dans les ultrasons de type sonde à haute performance, qui peuvent fournir des amplitudes réglables avec précision. Les sondes personnalisées, qui peuvent fournir jusqu'à 200 µm en fonctionnement continu 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, sont facilement disponibles sur étagère. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes personnalisées peuvent également être facilement fabriquées.
L'amplitude est de un – si ce n'est pas le plus simple – paramètre important pour une extraction efficace des plantes. Les amplitudes élevées créent les forces nécessaires pour briser les parois cellulaires et libérer la matière intracellulaire. C'est pourquoi l'ultrasonication à haute performance devient si efficace dans l'extraction botanique.

Temps / Durée du traitement par ultrasons

L'extraction assistée par ultrasons est généralement beaucoup plus courte que les méthodes traditionnelles, car la sonication libère les composés botaniques à des taux d'extraction nettement plus élevés. La sonication permet des procédures d'extraction plus courtes, ce qui préserve les composés extraits d'un traitement excessif. Un traitement plus court grâce aux ultrasons signifie un débit plus élevé et une meilleure qualité de l'extrait.

Traitement par ultrasons pulsés

La pulsation ultrasonique est un mode de traitement, dans lequel le traitement par ultrasons est interrompu par des cycles de pause définis (par exemple, un cycle d'utilisation de 50 % : 30 sec. ON, 30 sec. OFF ; 100% duty cyle : sonication continue sans pauses) Le duty cycle des ultrasons (également connu sous le nom de mode d'impulsion ou de cycles de pulsation ultrasonique) fait référence au pourcentage de temps pendant lequel les ultrasons sont couplés au milieu (durée d'impulsion) sur une période d'impulsion. Par exemple, un mode de cycle de 50% serait de 30 sec. ON, 30 sec. OFF. Pendant le cycle de pause d'un cycle d'utilisation, le liquide soniqué revient pendant un temps défini (par exemple 30 sec.) à un état non perturbé, ce qui est bon pour la dissipation de la chaleur afin de maintenir une température de traitement cible. Le cycle de travail de la sonication est moins important pour l'efficacité de l'extraction, mais il est utilisé pour maintenir une certaine température de traitement.

Pression hydrostatique

La pression est un autre paramètre très important pour les procédés ultrasoniques. L'application d'une pression hydrostatique au milieu sonique affecte l'intensité de la cavitation. Dans des conditions de pression élevée, l'intensité de la cavitation ultrasonique (acoustique) est augmentée. Hielscher Ultrasons propose différents types de réacteurs batch à ultrasons et de cellules à écoulement, qui peuvent être pressurisés pour intensifier les résultats de la sonication.

Température d'extraction

Extracteur à ultrasons UP400ST avec capteur de température.Comme tout traitement mécanique, l'ultrasonication provoque une élévation de température, ce qui est conforme à la 2ème loi de la thermo-dynamique. Néanmoins, l'ultrasonication est une technique de traitement non thermique, puisque les traitements assistés par ultrasons sont basés sur des forces purement mécaniques (également appelées forces sonomécaniques). La température d'extraction pendant l'extraction par ultrasons peut être efficacement contrôlée et maintenue dans une certaine plage de température sélectionnée. Tous les processeurs numériques à ultrasons Hielscher sont équipés d'un capteur de température enfichable et d'un logiciel intelligent, qui permet de définir une certaine plage de température pour le processus. Lorsque cette plage de température est dépassée, l'appareil à ultrasons se met en pause jusqu'à ce que la température soit à nouveau dans la plage sélectionnée et poursuit alors automatiquement la procédure de sonication. Cette fonction intelligente des ultrasons Hielscher permet un contrôle précis du processus de sonication et des résultats idéaux.
Comme la température d'extraction peut être différente selon les composés botaniques et les plantes, la température est un facteur important, qui ne doit pas être négligé lors de l'optimisation du processus ultrasonique. Par exemple, 80°C s'est avéré idéal pour obtenir un rendement maximal des flavonoïdes de Sophora flavescens, tandis que les meilleurs résultats ont été obtenus à 50°C pour l'extraction de l'arabinoxylane du son de blé.

Utilisez n'importe quel solvant pour l'extraction par ultrasons

Les différents composés botaniques ont des polarités différentes, ce qui affecte leur solubilité dans divers solvants. Par exemple, les saponines et les polysaccharides sont plus polaires et présentent donc une bonne solubilité dans l'eau, puisque celle-ci est très polaire. Les composés phénoliques tels que les anthocyanes et l'acide chlorogénique, en revanche, sont assez peu polaires et se dissolvent donc mieux dans un solvant moins polaire comme l'éthanol. Ainsi, le choix du solvant doit être fait en fonction de la solubilité des composés ciblés afin d'obtenir une efficacité d'extraction élevée. Par exemple, l'eau est un bon solvant pour l'extraction de composés polaires tels que la psilocybine des champignons ainsi que les oligosaccharides, les glycosides et les flavanoïdes ; tandis qu'un mélange éthanol-eau avec une concentration d'éthanol de 60 % (v/v) convient pour l'extraction assistée par ultrasons de composés tels que l'apigénine, la baicaline et la lutéoline.
En savoir plus sur les solvants, la polarité des solvants et les solvants les plus appropriés pour l'extraction par ultrasons !

L'eau comme solvant d'extraction

L'eau est le solvant le plus polaire et convient à l'extraction d'une large gamme de composés polaires. Ses principaux avantages sont sa capacité à dissoudre un large éventail de substances. En outre, elle est bon marché, non toxique, sûre et ininflammable. Ses inconvénients comprennent la forte sélectivité pour les composés polaires en raison de sa polarité élevée. En raison de son point d'ébullition élevé de 100°C, la concentration de l'extrait (par exemple par distillation ou évaporation par rotor) nécessite une grande quantité d'énergie. En outre, l'eau est sujette à la prolifération de bactéries et de moisissures.

fréquence ultrasonique

La fréquence ultrasonore autour de 20kHz a été établie comme la plus puissante et la plus efficace pour l'extraction botanique. a un impact sur l'efficacité de l'extraction assistée par ultrasons dans l'extraction des composés médicinaux des plantes. En général, la basse fréquence ultrasonore (c'est-à-dire à environ 20kHz) génère une cavitation plus intense (effets sonomécaniques), ce qui se traduit par une plus grande efficacité de la procédure d'extraction.

Le matériel végétal

La structure et la rigidité des cellules des matières végétales peuvent varier considérablement. Selon la composition de la paroi cellulaire, qui peut contenir de la cellulose, des hémicelluloses, de la lignine, des polysaccharides pectiques, des protéines, des composés phénoliques et non cellulosiques, et de l'eau, les parois cellulaires peuvent être soit robustes, soit souples. Les différents types et parties de plantes contiennent différents types et quantités de ces composants de la paroi cellulaire. C'est pourquoi chaque type de plante nécessite des paramètres de traitement spécifiques pour des résultats d'extraction optimaux.
L'intensité pouvant être réglée avec précision, les extracteurs à ultrasons Hielscher peuvent briser de manière fiable les parois cellulaires molles et dures. Les parois cellulaires souples peuvent nécessiter une ultrasonication moins intense, tandis que les structures cellulaires robustes bénéficient d'un traitement plus intense.
La matière première pour l'extraction botanique peut être fraîchement récoltée (humide) ou séchée. L'extraction par ultrasons convient aussi bien aux plantes fraîches/humides qu'aux plantes séchées. La taille des particules des solides végétaux est un autre facteur important : Une surface élevée (c'est-à-dire une petite taille de particule) est bénéfique car elle fournit une grande surface de contact pour les forces de cisaillement cavitationnelles ultrasoniques, ce qui permet une meilleure efficacité. C'est pourquoi les matières végétales sont macérées ou broyées en petits morceaux (environ 3 à 5 mm).

Pourquoi l'extraction par ultrasons est-elle la meilleure méthode ?

Efficacité

  • Les rendements plus élevés
  • Processus d'extraction rapide – en quelques minutes
  • extraits de haute qualité – extraction légère, non thermique
  • Solvants verts (eau, éthanol, glycérine, huiles végétales, NADES, etc.)

Simplicité

  • Plug-and-play - Configuration et fonctionnement en quelques minutes
  • Débit élevé - Pour la production d'extraits à grande échelle
  • Fonctionnement en ligne par lots ou en continu
  • Installation et mise en service simples
  • Portatif / Mobile - Unités portatives ou sur roulettes
  • Mise à l'échelle linéaire - ajoutez un autre système ultrasonique en parallèle pour augmenter la capacité.
  • Surveillance et contrôle à distance - via PC, téléphone intelligent ou tablette
  • Aucune supervision de processus requise - Mise en service et fonctionnement
  • Haute performance - conçu pour une production continue 24h/24 et 7j/7
  • Robustesse et maintenance réduite
  • haute qualité – conçu et construit en Allemagne
  • Chargement et déchargement rapides entre les lots
  • Facile à nettoyer

sécurité

  • Simplicité et sécurité d'utilisation
  • Extraction sans solvant ou à base de solvant (eau, éthanol, huiles végétales, glycérine, etc.)
  • Pas de hautes pressions et températures
  • Systèmes antidéflagrants certifiés ATEX disponibles
  • Facile à contrôler (également par télécommande)


Littérature / Références

Tableau : Pression de vapeur de l'eau

Température
en °C
Pression de vapeur
en mmHg (Torr)
Pression de vapeur
en Hectopascal hPa
-80 0,00041 0,00055
-75 0,000915 0,00122
-70 0,00196 0,00261
-65 0,00405 0,0054
-60 0,008101 0,0108
-55 0,0157 0,02093
-50 0,02952 0,03936
-45 0,05402 0,07202
-40 0,09631 0,1284
-39,5 0,1019 0,1359
-39 0,1078 0,1437
-38,5 0,114 0,1520
-38 0,1206 0,1607
-37,5 0,1274 0,1699
-37 0,1347 0,1796
-36,5 0,1423 0,1897
-36 0,1503 0,2004
-35,5 0,1587 0,2116
-35 0,1676 0,2235
-34,5 0,1769 0,2359
-34 0,1867 0,2490
-33,5 0,197 0,2627
-33 0,2078 0,2771
-32,5 0,2192 0,2923
-32 0,2311 0,3082
-31,5 0,2437 0,3249
-31 0,2568 0,3424
-30,5 0,2706 0,3608
-30 0,2851 0,3801
-29,5 0,3003 0,4004
-29 0,3162 0,4216
-28,5 0,333 0,4439
-28 0,3505 0,4673
-27,5 0,3688 0,4918
-27 0,3881 0,5174
-26,5 0,4083 0,5443
-26 0,4294 0,5725
-25,5 0,4515 0,6020
-25 0,4747 0,6329
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372 161507,6 215325,8
373 163468,4 217939,9
373,946 165452,0 220584,5

Des ultrasons de haute performance ! La gamme de produits Hielscher couvre l'ensemble du spectre, depuis les ultrasons compacts de laboratoire jusqu'aux systèmes ultrasoniques industriels complets, en passant par les unités de paillasse.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons de haute performance à partir d'une technologie de pointe. laboratoires à taille industrielle.