ડીપ યૂટેક્શન સોલ્વન્ટ્સ સાથે અલ્ટ્રાસોનિક નિઃસરણ

Deep eutectic solvents (DES) and natural deep eutectic solvents (NADES) are powerful, tunable and environmentally friendly extraction media for botanicals, foods, nutraceuticals, cosmetics and pharmaceutical ingredients. Hielscher probe-type sonicators intensify DES extraction by accelerating mass transfer, disrupting plant cell structures and improving solvent penetration – even when working with viscous solvent systems such as glycerol-based NADES.

Whether you are screening solvent formulations in the lab, optimizing extraction parameters for a specific phytochemical, or scaling up to continuous inline production, Hielscher ultrasonic extractors provide reproducible amplitude control, robust 24/7 operation and scalable processing from milliliters to industrial flow rates.

શા માટે એક્સ્ટ્રાક્ટ ઉત્પાદકો DES એક્સ્ટ્રાક્શન માટે હિલ્સ્કરે પસંદ કરે છે

• પોલિફિનોલ્સ, ફ્લાવાન્સોઈડ્સ, કેનાબિનોઈડ્સ, ટેરપેન્સ, એન્ટોસાયનિન્સ અને અન્ય બાયોઍક્ટિવ સંયોજનો માટે વધુ એક્સ્ટ્રાક્શન કાર્યક્ષમતા
• પરંપરાગત મેક્ઝરેશન અને સ્ટિરડ-ટાંક સોલવેન્ટ એક્સ્ટ્રાક્શનની તુલનામાં ઝડપી એક્સ્ટ્રાક્શન
• DES, NADES, ગ્લિસરિન, પાણી, ઇથાનોલ અને મિશ્રિત સોલવેન્ટ સિસ્ટમ્સ સાથે અનુકૂળ
• ઉચ્ચ-વિસ્કોસિટી વાળા સોલવેન્ટ્સને ઉચ્ચ-એમ્પ્લિટ્યુડ પ્રોબ સોનિકેશન દ્વારા અસરકારક રીતે પ્રોસેસિંગ કરવું
• બેચ, રિસર્ક્યુલેશન અને કંટિન્યૂઅસ ફ્લો-થ્રૂ સેટઅપ્સ
• એમ્પ્લિટ્યુડ, انرژی ઇનપુટ, તાપમાન અને پروસેસ સમય પર ચોક્કસ નિયંત્રણ
• સંભાવ્યતા પરીક્ષણથી પાયલટ અને પૂર્ણ ઉદ્યોગ ઉત્પાદન સુધી સરળ સ્કેલ-અપ

શા માટે સોનિકેશન ડીઇએસ અને એનએડીઇએસ નિષ્કર્ષણમાં સુધારો કરે છે

ડીપ યુટેક્ટીક સોલવન્ટ્સ અને નેચરલ ડીપ યુટેક્ટીક સોલવન્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ-ટાઈપ એક્સટ્રેક્શન બાયોએક્ટિવ સંયોજનોના નિષ્કર્ષણ માટે ઘણા ફાયદાઓ પ્રદાન કરી શકે છે. કુદરતી સ્ત્રોતોમાંથી ફેનોલિક સંયોજનો અને અન્ય ફાયટોકેમિકલ્સની વધેલી નિષ્કર્ષણ કાર્યક્ષમતા એ મુખ્ય ફાયદાઓમાંનો એક છે. ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ ઉચ્ચ નિષ્કર્ષણ કાર્યક્ષમતા માટે જાણીતા છે, જે અલ્ટ્રાસોનિકલી-સહાયિત નિષ્કર્ષણ દ્વારા પણ વધારી શકાય છે. તેમની બિન-ઝેરીતાને લીધે તેઓ ફાર્માસ્યુટિકલ અને ખાદ્ય ઉત્પાદનો માટે એક મહાન દ્રાવક વિકલ્પ છે. આ બાયોએક્ટિવ સંયોજનોની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણને લીલી અને ટકાઉ પદ્ધતિ બનાવે છે. ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ સાથે અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો સિનર્જેટિક ઉપયોગ વિવિધ બાયોએક્ટિવ સંયોજનોની ઉચ્ચ ઉપજમાં પરિણમે છે તે વૈજ્ઞાનિક રીતે સાબિત થયું છે. એકંદરે, ડીપ યુટેક્ટીક સોલવન્ટ્સ અને નેચરલ ડીપ યુટેક્ટીક સોલવન્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ-ટાઈપ એક્સટ્રેક્શન બાયોએક્ટિવ સંયોજનોના નિષ્કર્ષણ માટે વધુ કાર્યક્ષમ અને પર્યાવરણને અનુકૂળ અભિગમ પૂરો પાડે છે.

ડીઇએસ સાથે એન્થોસાયનિન્સનું અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ

Anthocyanins are valuable natural pigments and antioxidants found in black carrots, berries, grapes, purple corn and other plant materials. Deep eutectic solvents are well suited for anthocyanin extraction because their hydrogen-bonding network can be adjusted to match the polarity and stability requirements of these color compounds. When combined with probe-type ultrasonication, DES extraction becomes significantly more efficient: ultrasonic cavitation disrupts plant cell structures, improves solvent penetration and accelerates the release of anthocyanins into the extraction medium. A study on black carrot anthocyanins using the sonicator UP400St show that choline chloride-based DES, especially when combined with ultrasound-assisted extraction, can provide a sustainable and effective alternative to conventional acidified ethanol or methanol extraction. (cf. Türker et al., 2021)

Ultrasonic Extraction of Polyphenols with DES

Polyphenols, including flavonoids, phenolic acids and related antioxidant compounds, are important target molecules in botanical, food, nutraceutical and cosmetic extraction. Glycerol-based deep eutectic solvents are particularly attractive for polyphenol recovery because their polarity and hydrogen-bonding capacity support the solubilization of phenolic compounds. Probe-type ultrasound further intensifies the process by increasing mass transfer, reducing extraction time and improving contact between the DES and the plant matrix.
એક સંશોધન અભ્યાસમાં ગ્લિસરોલ-એમોનિયમ એસિટેટ ડીઇએસનો ઉપયોગ તાપમાન, ડીઇએસ સાંદ્રતા અને અલ્ટ્રાસોનિક કંપનવિસ્તાર જેવા ઑપ્ટિમાઇઝ પરિમાણો હેઠળ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત નિષ્કર્ષણ સાથે કરવામાં આવ્યો હતો. પરિણામ દર્શાવે છે કે અલ્ટ્રાસોનિક ડીઇએસ નિષ્કર્ષણ ચાઇનાબેરી ફળોમાંથી કુલ ફિનોલ્સ, ફ્લેવોનોઇડ્સ અને એન્ટીoxકિસડન્ટ પ્રવૃત્તિની કાર્યક્ષમ પુનઃપ્રાપ્તિને સક્ષમ કરે છે, જે ઔદ્યોગિક વનસ્પતિશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયા માટે લીલા નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિ તરીકે ડીઇએસનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણની સંભવિતતા દર્શાવે છે. (cf. જમશેદ એટ અલ., 2022)

ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ (ડીઇએસ) શું છે?

ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ (ડીઇએસ) એ ઓછામાં ઓછા એક હાઇડ્રોજન બોન્ડ એક્સેપ્ટર (એચબીએ) અને એક હાઇડ્રોજન બોન્ડ ડોનર (એચબીડી) નું મિશ્રણ છે, જેમાં કાર્બોક્સિલિક એસિડ્સ અને અન્ય નવીનીકરણીય સંયોજનો શામેલ છે. કાઈ એટ અલ. (2019) અનુસાર, “એચબીએ અને એચબીડી વચ્ચેની મજબૂત હાઇડ્રોજન બોન્ડિંગ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એ ડીઇએસની રચના માટે સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે.” [Cai et al. 2019]
હાઇડ્રોજન બોન્ડ દાતાઓ માટે, શર્કરા, એમિનો એસિડ, કાર્બોક્સિલિક એસિડ (દા.ત., બેન્ઝોઇક એસિડ, સાઇટ્રિક એસિડ, સ્યુસીનિક એસિડ) અથવા એમાઇન્સ (દા.ત., યુરિયા, બેન્ઝામાઇડ) જેવા સંયોજનોનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે. હાઇડ્રોજન બોન્ડ દાતાઓની રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સંભવિતતા એ ઊંડા યુટેક્ટિક સોલવન્ટની રચના અને કાર્યક્ષમતામાં ફાળો આપતા મુખ્ય પરિબળો છે. હેલાઇડ ક્ષાર જેમ કે કોલિન ક્લોરાઇડ અથવા ઝીંક ક્લોરાઇડનો ઉપયોગ હાઇડ્રોજન બોન્ડ દાતાઓ સાથે પણ થઈ શકે છે. અન્ય કોલીન ક્લોરાઇડ આધારિત ડીપ યુટેક્ટીક સોલવન્ટ્સ મેલોનિક એસિડ, ફિનોલ અથવા ગ્લિસરીન સાથે રચાય છે. મજબૂત હાઇડ્રોજન-બંધન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે, તેના વ્યક્તિગત ઘટકોની તુલનામાં ઊંડા યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સનું ગલનબિંદુ નોંધપાત્ર રીતે ઓછું થાય છે. પરંપરાગત સોલવન્ટ્સથી વિપરીત (દા.ત., ઇથેનોલ, મિથેનોલ, હેક્સેન, બ્યુટેન વગેરે) ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ બિન-અસ્થિર હોય છે, જેનો અર્થ છે કે તેમની પાસે વરાળનું દબાણ ખૂબ ઓછું હોય છે અને તેથી તે ભાગ્યે જ જ્વલનશીલ હોય છે. ડીપ યુટેક્ટીક દ્રાવકોની ઝેરીતા ઓછી છે, તેમની બાયોડિગ્રેડબિલિટી વધારે છે, અને જરૂરી પુરોગામી સસ્તા, સરળતાથી અને પુષ્કળ પ્રમાણમાં ઉપલબ્ધ તેમજ નવીનીકરણીય છે.
નેચરલ ડીપ યુટેક્ટીક સોલવન્ટ્સ (NADES) એ પણ વધુ ઇકો-ફ્રેન્ડલી છે કારણ કે તમામ પુરોગામી કુદરતી સ્ત્રોતોમાંથી મેળવવામાં આવે છે. ડીપ યુટેક્ટીક સોલવન્ટ દ્રાવ્યની રસાયણશાસ્ત્ર અને ડીપ યુટેક્ટીક સોલવન્ટ બનાવવા માટે વપરાતી પ્રજાતિઓના આધારે ટ્યુનેબલ સોલવન્સી પણ આપે છે. કેટલાક કુદરતી ડીપ યુટેક્ટીક સોલવન્ટ્સ ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા દર્શાવે છે અને તેથી તે બેચ નિષ્કર્ષણ માટે ખૂબ યોગ્ય નથી. જો કે, ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતાવાળા કુદરતી ઊંડા યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સને અલ્ટ્રાસોનિક ફ્લો-થ્રુ એક્સ્ટ્રક્શનમાં સોલવન્ટ તરીકે સફળતાપૂર્વક લાગુ કરી શકાય છે.

નીચેનું કોષ્ટક ફાયટોકેમિકલ્સના નિષ્કર્ષણ માટે નેચરલ ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ (NADES) ની કેટલીક અનુકરણીય રચનાઓ દર્શાવે છે:

ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ સાથે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ કેવી રીતે કામ કરે છે?

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ ઉચ્ચ-તીવ્રતા, ઓછી-આવર્તન અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સોનોમેકનિકલ અસરો પર આધારિત છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન દ્વારા બોટનિકલ સંયોજનો (એટલે કે, બાયોએક્ટિવ પદાર્થો) ના નિષ્કર્ષણને પ્રોત્સાહન આપવા અને તીવ્ર બનાવવા માટે, ઉચ્ચ-શક્તિના અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ (જેને અલ્ટ્રાસોનિક હોર્ન અથવા સોનોટ્રોડ પણ કહેવાય છે) દ્વારા પ્રવાહી માધ્યમમાં જોડવામાં આવે છે, એટલે કે બોટનિકલ raw માં સમાવિષ્ટ સ્લરી. સામગ્રી અને (કુદરતી) ઊંડા યુટેક્ટિક દ્રાવક. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો પ્રવાહીમાંથી પસાર થાય છે અને વૈકલ્પિક લો-પ્રેશર / હાઇ-પ્રેશર ચક્ર બનાવે છે. ઓછા દબાણના ચક્ર દરમિયાન, મિનિટ વેક્યૂમ બબલ્સ (કહેવાતા પોલાણ પરપોટા) બનાવવામાં આવે છે, જે ઘણા દબાણ ચક્રમાં વધે છે. બબલ વૃદ્ધિના તે ચક્ર દરમિયાન, પ્રવાહીમાં ઓગળેલા વાયુઓ વેક્યૂમ બબલમાં પ્રવેશ કરે છે, જેથી વેક્યૂમ બબલ વધતા ગેસના પરપોટામાં પરિવર્તિત થાય છે. અનેક ચક્રમાં વૃદ્ધિ કર્યા પછી, શૂન્યાવકાશ પરપોટા ચોક્કસ કદ સુધી પહોંચે છે જ્યાં તેઓ વધુ ઉર્જા શોષી શકતા નથી, જેથી તેઓ ઉચ્ચ દબાણના ચક્ર દરમિયાન હિંસક રીતે ફૂટે છે. બબલ ઇમ્પ્લોશન તીવ્ર કેવિટેશનલ ફોર્સ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેમાં ખૂબ ઊંચા તાપમાન અને અનુક્રમે 4000K અને 1000atm સુધી પહોંચતા દબાણનો સમાવેશ થાય છે; તેમજ અનુરૂપ ઉચ્ચ તાપમાન અને દબાણ તફાવતો. આ અલ્ટ્રાસોનિકલી જનરેટેડ ટર્બ્યુલન્સ અને શીયર ફોર્સ છોડના કોષોને તોડી નાખે છે અને ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર બાયોએક્ટિવ સંયોજનોને (કુદરતી) ઊંડા યુટેક્ટિક દ્રાવકમાં મુક્ત કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ વનસ્પતિશાસ્ત્રની કોષ રચનાને ખોલે છે અને છોડની સામગ્રી અને દ્રાવક વચ્ચે સામૂહિક ટ્રાન્સફરને તીવ્ર બનાવે છે. Sonication ત્યાં કુદરતી ઊંડા eutectic સોલવન્ટની અસરકારકતા પ્રોત્સાહન આપે છે. (કુદરતી) ઊંડા યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ સાથે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ ખૂબ જ ટૂંકા પ્રોસેસિંગ સમયમાં અપવાદરૂપે ઉચ્ચ ઉપજમાં પરિણમે છે.

પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો વનસ્પતિશાસ્ત્રના કોષની રચનાને વિક્ષેપિત કરે છે, બાયોએક્ટિવ સંયોજનો મુક્ત કરે છે અને છોડની સામગ્રી અને દ્રાવક (દા.ત., ઊંડા યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ) વચ્ચે સામૂહિક ટ્રાન્સફરને પ્રોત્સાહન આપે છે.

(કુદરતી) ઊંડા યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ સાથે અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણનું સંયોજન તમને અલ્ટ્રાસાઉન્ડની પ્રક્રિયાને તીવ્ર બનાવવાની શક્તિને નોંધપાત્ર સોલ્યુબિલાઇઝિંગ અસરો અને ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સની ઉત્કૃષ્ટ ડિઝાઇન સાથે જોડવાની તક આપે છે. અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણની શ્રેષ્ઠ કાર્યક્ષમતાને કારણે, અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સનો ઉપયોગ પાણીના નિષ્કર્ષણ માટે પણ સફળતાપૂર્વક થાય છે.
ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એપ્લિકેશન વિશે વધુ જાણવા માટે હવે અમારો સંપર્ક કરો!

લેબ, પાયલોટ અને ઔદ્યોગિક ડીઇએસ નિષ્કર્ષણ માટે અલ્ટ્રાસોનિક એક્સ્ટ્રેક્ટર્સ

અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એ એક વિશ્વસનીય પ્રક્રિયા તકનીક છે, જે વિવિધ વનસ્પતિશાસ્ત્ર તેમજ કોઈપણ દ્રાવકમાંથી ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા અર્કના ઉત્પાદનને સરળ બનાવે છે અને ઝડપી બનાવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ (કુદરતી) ડીપ યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ સાથે અત્યંત સુસંગત છે, જે તેમની ઉત્તમ દ્રાવ્ય શક્તિ, અર્ક માટે ડિઝાઇનક્ષમતા, ટકાઉપણું, બાયોડિગ્રેડબિલિટી અને પર્યાવરણમિત્રતાને કારણે અનુકૂળ છે. (કુદરતી) ડીપ યુટેક્ટીક સોલવન્ટના ફાયદા સાથે પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડની પ્રક્રિયા તીવ્રતાનું સંયોજન આ પ્રક્રિયા ટેકનોલોજીને ઘણા સ્તરો પર શ્રેષ્ઠતા આપે છે. Hielscher Ultrasonics પોર્ટફોલિયો કોમ્પેક્ટ લેબ અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સથી લઈને ઔદ્યોગિક નિષ્કર્ષણ સિસ્ટમ્સ સુધીની સંપૂર્ણ શ્રેણીને આવરી લે છે. તે બધા ઊંડા યુટેક્ટિક સોલવન્ટ્સ સાથે નિષ્કર્ષણ માટે અલબત્ત યોગ્ય છે.
અમારો લાંબા સમયથી અનુભવી સ્ટાફ તમને સંભવિતતા પરીક્ષણો અને પ્રક્રિયા ઑપ્ટિમાઇઝેશનથી લઈને અંતિમ ઉત્પાદન સ્તર પર તમારી અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમના ઇન્સ્ટોલેશનમાં મદદ કરશે.