מיצוי קולי ועקרון העבודה שלו
מיצוי על-קולי הוא הטכניקה המועדפת לבידוד תרכובות ביו-אקטיביות מצמחים צמחיים. סוניקציה משיגה מיצוי מלא ובכך מתקבלות תפוקות מיצוי מעולות בזמן מיצוי קצר מאוד. בהיותה שיטת מיצוי כה יעילה, מיצוי קולי חוסך עלויות וזמן, תוך שהוא מביא לתמציות באיכות גבוהה, המשמשות למזון, תוספי מזון ותרופות.
מיצוי קולי
מיצוי אולטראסוני משמש בתעשיית המזון, תוספי התזונה והתרופות לשחרור תרכובות ביו-אקטיביות כגון ויטמינים, פוליפנולים, פוליסכרידים, קנבינואידים ופיטוכימיקלים אחרים מצמחים צמחיים. החילוץ בעזרת אולטרסאונד מבוסס על עקרון העבודה של קוויטציה אקוסטית או קולית.
- תשואות גבוהות
- איכות מעולה
- תמציות ספקטרום מלא
- תהליך מהיר
- תואם לכל ממס
- קל ובטוח לתפעול
- מדרגיות ליניארית
- ידידותי לסביבה
- החזר השקעה מהיר
בדיקה קולית UP400St למיצוי תרכובות בוטניות לייצור תמיסות וחליטות בוטניות.
כיצד פועלת קביטציה אקוסטית?
מיצוי קולי מושג כאשר גלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה ובתדר נמוך מצומדים לתרחיף המורכב מחומר בוטני בממס. גלים קוליים בעוצמה גבוהה מצומדים באמצעות מעבד קולי מסוג בדיקה לתוך slurry. גלי אולטרסאונד אנרגטיים מאוד נעים דרך הנוזל ויוצרים לסירוגין מחזורי לחץ גבוה / לחץ נמוך, מה שמביא לתופעה של קוויטציה אקוסטית. קוויטציה אקוסטית או קולית מובילה מקומית לטמפרטורות קיצוניות, לחצים, קצבי חימום/קירור, הפרשי לחצים וכוחות גזירה גבוהים בתווך. כאשר בועות קוויטציה מתפוצצות על פני השטח של מוצקים (כגון חלקיקים, תאי צמחים, רקמות וכו'), מיקרו-סילונים והתנגשות בין-חלקיקית יוצרים השפעות כגון קילוף פני השטח, שחיקה, פירוק חלקיקים, סונופורציה (ניקוב דפנות התא וקרומי התא) ושיבוש תאים. בנוסף, קריסת בועות קוויטציה במדיה נוזלית יוצרת מערבולות מאקרו ומיקרו-ערבוב. קרינה קולית מייצגת דרך יעילה לשפר את תהליכי העברת המסה, שכן סוניקציה גורמת לקוויטציה ולמנגנונים הקשורים אליה כגון תנועת מיקרו על ידי סילונים נוזליים, דחיסה ודקומפרסיה בחומר עם שיבוש הבא של דפנות התא, כמו גם שיעורי חימום וקירור גבוהים.
אולטרסאונד מסוג בדיקה יכול ליצור אמפליטודות גבוהות מאוד, אשר הכרחי כדי ליצור cavitation השפעה. Hielscher Ultrasonic מייצרת מחלצים קוליים בעלי ביצועים גבוהים, אשר יכולים בקלות ליצור אמפליטודות של 200μm בפעולה רציפה 24/7. עבור אמפליטודות גבוהות עוד יותר, Hielscher מציעה sonotrodes (בדיקות) באמפליטודה גבוהה שצוין.
כורים קוליים בלחץ ותאי זרימה משמשים להגברת הקוויטציה. עם התגברות הלחצים, כוחות הגזירה הקוויטציה והקוויטציה הופכים הרסניים יותר ומשפרים בכך את השפעות המיצוי העל-קולי.
מיצוי אולטראסוני מבוסס על קוויטציה אקוסטית וכוחות הגזירה ההידרודינמיים שלה
השפעות של מיצוי קולי
שיבוש תאים קוליים והגדלת העברת המסה
אולטרסאונד יכול לסייע לתהליכי חילוץ הן באמצעות שיבוש תאים והן על ידי שיפור העברת המסה בשכבת הגבול המקיפה את המטריצה המוצקה.
סונופורציה, ניקוב דפנות התאים וקרומי התא, משפרת את החדירות של דפנות התא וקרומי התא ולעתים קרובות מהווה שלב ביניים לפני שהתאים משתבשים לחלוטין על ידי סוניקציה.
ההשפעות המכניות של קוויטציה הנגרמת על ידי אולטרסאונד, כגון הפרשי חום ולחץ, גלי הלם, כוחות גזירה, סילוני נוזל ומיקרו סטרימינג, מגבירות את חדירת הממס לפנים התא ומשפרות את העברת המסה בין התא לממס כך שהחומרים הבין-תאיים מועברים לממס.
מיצוי קולי מתאי צמחים: החלק הרוחבי המיקרוסקופי (TS) מראה את מנגנון הפעולות במהלך מיצוי קולי מתאים (הגדלה 2000x) [משאב: Vilkhu et al. 2011]
הומוגנייזר קולי UIP2000hdT (2kW) עם כור אצווה מעורבב ברציפות
ציוד חילוץ קולי
מעבדי Hielscher Ultrasonics הם מערכות חילוץ בעלות ביצועים גבוהים, שהן פשוטות ובטוחות לתפעול. בהתאם לחומר הגלם שלך, יכולות התהליך ויעד הפלט, Hielscher מציעה לך את ultrasonicator המתאים ביותר. היצע המוצרים שלנו נע בין אולטרסאונד ידני קומפקטי ועוצמתי מעל מערכת ספסל ליחידות אולטרסאונד תעשייתיות לחלוטין המסוגלות לעבד כמה טונות בשעה.
ניתן להשתמש במחלצים Hielscher Ultrasonics עבור אצווה ומיצוי מוטבע רציף וניתן להשתמש בו בשילוב עם כל ממס.
אביזרים שונים כגון סונוטרודים (גשושיות) בגדלים וצורות שונות, קרני הגברה, תאי זרימה עם נפחים וגיאומטריות שונות, חיישני טמפרטורה ולחץ הניתנים לחיבור וגאדג'טים רבים אחרים זמינים להרכבת ההתקנה האולטרסונית האידיאלית לתהליך החילוץ שלך.
כל הדגמים הדיגיטליים שלנו מצוידים בתוכנה חכמה, המאפשרת לך להתאים, לפקח ולהגדיר פרמטרים לחילוץ. הודות לשליטה המדויקת על המשרעת, זמן הסוניק ומחזורי העבודה, ניתן להשיג תוצאות תהליך אופטימליות כגון תפוקה מעולה ואיכות תמצית גבוהה ביותר. רישום הנתונים האוטומטי של תהליך הסוניקציה הם הבסיסים לסטנדרטיזציה של תהליכים ויכולת שחזור / חזרתיות, הנדרשים עבור תנאי ייצור נאותים (GMP).
Hielscher Ultrasonics מעבדים קוליים תעשייתיים יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד. אמפליטודות של עד 200μm ניתנות להפעלה רציפה בקלות בפעולה 24/7. עבור אמפליטודות גבוהות עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. החוסן של ציוד קולי Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בתפקיד כבד בסביבות תובעניות.
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:
| נפח אצווה | קצב זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500 מ"ל | 10 עד 200 מ"ל/דקה | UP100H |
| 10 עד 2000 מ"ל | 20 עד 400 מ"ל/דקה | UP200Ht, UP400ST |
| 00.1 עד 20 ליטר | 00.2 עד 4L/דקה | UIP2000hdT |
| 10 עד 100 ליטר | 2 עד 10 ליטר/דקה | UIP4000hdT |
| נ.א. | 10 עד 100 ליטר/דקה | UIP16000 |
| נ.א. | גדול | אשכול של UIP16000 |
צרו קשר! / שאל אותנו!
ספרות / מקורות
- 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.
- Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
עובדות שכדאי לדעת
תמציות צמחיות
תמציות צמחיות הן תרכובות ביו-אקטיביות, אשר מבודדות מחומר צמחי כגון עשבי תיבול, פרחים, עלים, גבעולים, שורשים וחלקי צמח אחרים. תרכובות ביו-אקטיביות כגון ויטמינים, נוגדי חמצון, פוליפנולים, פוליסכרידים, קנבינואידים ומולקולות צמחיות אחרות משמשות כתוספי מזון פונקציונליים, חומרים מזינים, קוסמטיים, תרופות וכן צבעי מאכל טבעיים.