अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए विलायक के रूप में ग्लिसरीन
वनस्पति निष्कर्षण के लिए ग्लिसरीन या ग्लिसरॉल का उपयोग शुद्ध रूप में (100%) या पानी अथवा एथेनॉल के साथ ग्लिसरीन के मिश्रण के रूप में किया जा सकता है। सोनिकेशन प्रक्रियाओं में निष्कर्षण विलायक के रूप में ग्लिसरीन के उपयोग के लाभों के बारे में जानें।
सोनिकेशन का उपयोग करके ग्लिसरीन में वनस्पति निष्कर्षण
वनस्पति निष्कर्षण विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान, जैव रसायन विज्ञान और प्राकृतिक उत्पाद अनुसंधान की एक मूलभूत प्रक्रिया है, जिसका उद्देश्य जटिल मिश्रणों से विशिष्ट घटकों को अलग करना है। मैसरेशन या Soxhlet निष्कर्षण जैसी पारंपरिक निष्कर्षण विधियों में अक्सर लंबे प्रसंस्करण समय और कार्बनिक विलायकों के उपयोग की आवश्यकता होती है, जो पर्यावरण और स्वास्थ्य के लिए जोखिम पैदा कर सकते हैं। पिछले दशक में अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण ने मैसरेशन, Soxhlet और विलायक निष्कर्षण जैसी पारंपरिक निष्कर्षण तकनीकों का स्थान ले लिया है, क्योंकि सोनिकेशन अधिक दक्ष, अधिक तेज़, अधिक प्रभावी और पर्यावरण के अधिक अनुकूल है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के इन लाभों के अतिरिक्त, यह तकनीक अपनी पसंद के विलायक का उपयोग करने की सुविधा देती है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक शुद्ध वनस्पति ग्लिसरीन को भी विलायक के रूप में संभाल सकते हैं।
UP400ST अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र ग्लिसरीन को विलायक के रूप में उपयोग करके जड़ी-बूटियों के निष्कर्षण के लिए।
निष्कर्षण के लिए प्रोब प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर कैसे काम करते हैं?
वनस्पति निष्कर्षण के लिए उपयोग किए जाने वाले सोनिकेटर तीव्र अल्ट्रासाउंड की शक्ति का उपयोग करते हैं। अल्ट्रासोनिक प्रोब के माध्यम से उच्च तीव्रता वाला अल्ट्रासाउंड विलायक में संचारित होता है, जहाँ अनेक कैविटेशन बुलबुले बनते हैं। सूक्ष्म कैविटेशन बुलबुलों के तेज़ी से बनने और ढहने से अपरूपण बल, तीव्र मंथन तथा स्थानीय स्तर पर उच्च तापमान और दाब उत्पन्न होते हैं। ये ध्वनि-यांत्रिक बल कोशिका भित्तियों को प्रभावी ढंग से विघटित करते हैं और अंतःकोशिकीय यौगिकों के मुक्त होने में सहायता करते हैं। अल्ट्रासाउंड द्वारा तीव्र की गई यह निष्कर्षण तकनीक कई लाभ प्रदान करती है, जिनमें कम निष्कर्षण समय, अधिक उपज और ऊष्मा के प्रति संवेदनशील पदार्थों को उल्लेखनीय अपघटन के बिना प्रसंस्कृत करने की क्षमता शामिल है।
निष्कर्षण विलायक के रूप में वनस्पति ग्लिसरीन
वनस्पति ग्लिसरीन पौधों के तेलों से प्राप्त एक रंगहीन, गंधहीन और श्यान तरल है, जिसे इसके विलायक गुणों के लिए व्यापक रूप से जाना जाता है। यह अविषैला और जैवअपघटनीय है तथा अनेक प्रकार के कार्बनिक यौगिकों को घोलने की उत्कृष्ट क्षमता रखता है। विलायक के रूप में वनस्पति ग्लिसरीन पारंपरिक कार्बनिक विलायकों की तुलना में कई लाभ प्रदान करता है:
- सुरक्षा और पर्यावरणीय प्रभाव: ग्लिसरीन अविषैला और पर्यावरण के लिए अहानिकर है, जिससे यह हरित रसायन विज्ञान के अनुप्रयोगों के लिए एक बेहतर विकल्प बनता है।
- खाद्य और औषधीय ग्रेड: वनस्पति ग्लिसरीन खाद्य और औषधीय ग्रेड की गुणवत्ता में उपलब्ध है। अल्कोहल-मुक्त, खाद्य और स्वाद में मीठा होने के कारण ग्लिसरीन खाद्य पदार्थों और औषधियों के लिए तैयार किए जाने वाले अर्कों का एक पसंदीदा विलायक है। त्वचा को मुलायम बनाने वाले इसके गुणों के कारण सौंदर्य प्रसाधनों के लिए भी ग्लिसरीन को एक अच्छा विलायक माना जाता है।
- घुलनशीलता: यह जलरागी और जलविरागी, दोनों प्रकार के पदार्थों को घोल सकता है, जिससे निष्कर्षित किए जा सकने वाले यौगिकों का दायरा बढ़ता है।
- स्थिरता: ग्लिसरीन रासायनिक रूप से स्थिर है, जिससे निष्कर्षण के दौरान संवेदनशील यौगिकों की अखंडता बनाए रखने में सहायता मिलती है।
अल्ट्रासोनिकेटर UIP1000hdT वनस्पति निष्कर्षण के लिए।
प्रोटोकॉल: जड़ी-बूटियों की पत्तियों से ग्लिसरीन में अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
इस प्रोटोकॉल में हम आपको जड़ी-बूटियों की पत्तियों से शुद्ध ग्लिसरीन में जैवसक्रिय यौगिकों के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के चरण बताते हैं। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रक्रिया को देखकर समझने के लिए आप ऊपर दिया गया पूरक वीडियो देख सकते हैं।
आपको चाहिए:
- ताज़ी या सूखी जड़ी-बूटियाँ
- 100% वनस्पति ग्लिसरीन
- प्रोब प्रकार का सोनिकेटर, जैसे सोनोट्रोड S24d22L2D के साथ UP400St
- काँच का बीकर
- भंडारण के लिए गहरे रंग के काँच की बोतल
चरणबद्ध निर्देश
- जड़ी-बूटियों की पत्तियों को छोटे टुकड़ों में काटें (लगभग 5x5mm)।
- जड़ी-बूटियों की पत्तियों को काँच के बीकर में रखें।
- ग्लिसरीन डालें। आप जड़ी-बूटियों को कुछ मिनटों के लिए भीगने दे सकते हैं।
- सोनिकेटर का प्रोब बीकर में डालें। प्रोब को बीकर के बीच में रखें और सुनिश्चित करें कि सोनोट्रोड पात्र की दीवारों को न छुए।
- आयाम को 100% पर सेट करें और सोनिकेशन शुरू करें।
- UP400St के साथ मिलने वाले तापमान सेंसर से तापमान की निगरानी करें।
- जब तापमान उस सीमा से ऊपर बढ़ जाए जिसे आप पार नहीं करना चाहते, तो आप सोनिकेटर को कुछ समय के लिए रोक सकते हैं ताकि ग्लिसरीन की स्लरी ठंडी हो सके। आप UP400St के मेनू में तापमान की सीमा निर्धारित कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, आप काँच के बीकर को बर्फ के स्नान में रख सकते हैं।
- लगभग 200–250 Ws/g के कुल ऊर्जा इनपुट तक सोनिकेशन करें। (आप UP400ST और सभी डिजिटल Hielscher सोनिकेटरों के मेनू में लक्षित ऊर्जा इनपुट निर्धारित कर सकते हैं।)
- सोनिकेशन के बाद, निष्कर्षण के पश्चात बची हुई पादप सामग्री को निस्यंदन द्वारा ग्लिसरीन से हटा दें। आप छलनी, फ़िल्टर पेपर या मलमल के कपड़े का उपयोग कर सकते हैं। श्यान ग्लिसरीन के निस्यंदन को सुगम बनाने के लिए निर्वात निस्यंदन का उपयोग करें।
समस्या निवारण और सुझाव:
ग्लिसरीन जितनी ठंडी होगी, उसकी श्यानता उतनी ही अधिक होगी। अत्यधिक श्यान तरल पदार्थों के लिए अधिक शक्तिशाली सोनिकेटर की आवश्यकता होती है। 400 वाट का शक्तिशाली सोनिकेटर UP400St कमरे के तापमान पर 100% ग्लिसरीन को आसानी से संसाधित करता है। यदि आप कम शक्ति वाले सोनिकेटर का उपयोग कर रहे हैं, तो आप ग्लिसरीन और पानी के मिश्रण (जैसे 50:50 %v/v) का उपयोग कर सकते हैं।
ठंडी ग्लिसरीन के लिए, 1000 वाट के अल्ट्रासाउंड प्रोसेसर UIP1000hdT जैसा औद्योगिक सोनिकेटर अत्यधिक श्यान विलायकों के प्रसंस्करण के लिए आदर्श है।
प्रोटोकॉल: जेंटियन की जड़ से पादपरसायनों का निष्कर्षण
अल्ट्रासोनिक वानस्पतिक निष्कर्षण में ग्लिसरीन और पानी के मिश्रणों का एक व्यावहारिक अनुप्रयोग Hielscher UP200Ht सोनिकेटर का उपयोग करके 50% ग्लिसरीन में जेंटियन की जड़ से अमारोजेंटिन जैसे पादपरसायनों को पृथक करने में प्रदर्शित होता है। जेंटियन की जड़ में कड़वाहट देने वाले स्वाद यौगिक होते हैं, जो खाद्य और पेय उद्योग के साथ-साथ पारंपरिक चिकित्सा के लिए भी रुचिकर हैं।
अमारोजेंटिन का कड़वाहट मान 5,80,00,000 है और यह जेंटियन की जड़ में 0.15% सांद्रता में पाया जाता है। जेंटियन की कड़वाहट की विशेषता उसका शुद्ध स्वाद है। उच्च प्रभावशीलता वाले जेंटियन की जड़ के कड़वाहट देने वाले यौगिकों को प्रबल स्वाद यौगिकों के रूप में महत्व दिया जाता है।
विलायक के रूप में ग्लिसरीन का उपयोग करके जेंटियन की जड़ के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए चरणबद्ध निर्देश
उच्च प्रदर्शन वाले UP200Ht सोनिकेटर के साथ ग्लिसरीन और पानी के मिश्रण का उपयोग करने से निष्कर्षित पादपरसायनों की उच्च उपज प्राप्त होती है। ग्लिसरीन की सौम्य परिस्थितियाँ सुनिश्चित करती हैं कि संवेदनशील यौगिक पूरी प्रक्रिया के दौरान स्थिर रहें।
ग्लिसरीन तथा पानी या एथेनॉल के साथ इसके मिश्रण अल्ट्रासोनिक वानस्पतिक निष्कर्षण के लिए बहुमुखी विलायक विकल्प प्रदान करते हैं। ग्लिसरीन की उच्च श्यानता से उत्पन्न चुनौतियों के बावजूद, Hielscher UP200Ht जैसे उन्नत सोनिकेशन उपकरण इन विलायकों को प्रभावी ढंग से संसाधित कर सकते हैं, जिससे मूल्यवान पादपरसायनों का कुशल निष्कर्षण सुनिश्चित होता है। विलायक की संरचना को आवश्यकतानुसार समायोजित करने और अल्ट्रासोनिक तरंगों की शक्ति का उपयोग करने की क्षमता, अल्ट्रासोनिक सहायता से किए जाने वाले निष्कर्षण को पादप सामग्री से जैवसक्रिय यौगिकों के पृथक्करण की एक शक्तिशाली तकनीक बनाती है।
ग्लिसरीन में अल्ट्रासोनिक सहायता से निष्कर्षण
प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटरों और विलायक के रूप में वनस्पति ग्लिसरीन का संयोजन निष्कर्षण के लिए एक शक्तिशाली तरीका प्रस्तुत करता है। अल्ट्रासोनिकेशन के यांत्रिक प्रभाव द्रव्यमान अंतरण बढ़ाते हैं, जिससे लक्षित यौगिकों को घोलने में ग्लिसरीन की दक्षता बढ़ती है। यह संयोजन पादप सामग्री से पॉलीफेनॉल, एल्कलॉइड और आवश्यक तेलों जैसे जैवसक्रिय यौगिकों के निष्कर्षण के लिए विशेष रूप से प्रभावी है।
ग्लिसरीन में अल्ट्रासोनिक पादप निष्कर्षण के अनुप्रयोग
इस निष्कर्षण तकनीक के विभिन्न क्षेत्रों में आशाजनक अनुप्रयोग हैं:
- औषधि उद्योग: औषधीय पौधों से सक्रिय औषधीय घटकों का पृथक्करण।
- खाद्य उद्योग: प्राकृतिक स्वादकारी पदार्थों, रंगों और एंटीऑक्सिडेंटों का निष्कर्षण।
- सौंदर्य प्रसाधन: त्वचा की देखभाल और सौंदर्य उत्पादों के लिए जैवसक्रिय यौगिकों का उत्पादन।
- डीप यूटेक्टिक विलायक कम लागत, प्रचुर उपलब्धता, अविषाक्त प्रकृति, अज्वलनशीलता और अवाष्पशीलता के कारण, ग्लिसरॉल और ग्लिसरॉल-आधारित डीप यूटेक्टिक विलायक पॉलीफेनॉल के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए आदर्श हैं और अत्यधिक संधारणीय समाधान प्रदान करते हैं।
- उच्च दक्षता
- अत्याधुनिक तकनीक
- विश्वसनीयता और मजबूती
- समायोज्य, सटीक प्रक्रिया नियंत्रण
- बैच और इनलाइन
- किसी भी आयतन के लिए
- बुद्धिमान सॉफ़्टवेयर
- स्मार्ट सुविधाएँ (जैसे, प्रोग्राम करने की सुविधा, डेटा अभिलेखन, दूरस्थ नियंत्रण)
- संचालन में आसान और सुरक्षित
- कम रखरखाव
- CIP (उपकरण को उसके स्थान पर ही साफ़ करना)
डिज़ाइन, विनिर्माण और परामर्श – जर्मनी में निर्मित गुणवत्ता
Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर अपनी उच्चतम गुणवत्ता और डिज़ाइन मानकों के लिए प्रसिद्ध हैं। मजबूती और आसान संचालन के कारण हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों को औद्योगिक प्रतिष्ठानों में सुगमता से एकीकृत किया जा सकता है। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर कठोर परिस्थितियों और चुनौतीपूर्ण परिवेशों में आसानी से काम करते हैं।
Hielscher Ultrasonics एक ISO प्रमाणित कंपनी है और अत्याधुनिक तकनीक तथा उपयोग में सहजता वाले उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटरों पर विशेष ज़ोर देती है। बेशक, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर CE के अनुरूप हैं और UL, CSA तथा RoHs की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच का आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 0.5 से 1.5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/min | UP100H |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 से 100L | 2 से 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 से 150L | 3 से 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | इससे अधिक | समूह में संयोजित UIP16000 |
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साहित्य / संदर्भ
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Optimization of ultrasound-assisted extraction of valuable compounds from fruit of Melia azedarach with glycerol-choline chloride deep eutectic solvent. Sustainable Chemistry and Pharmacy, Volume 29, 2022.
- Jamshaid, S., Ahmed, D. & Aydar, A. Y. (2022): Ultrasound-assisted extraction optimization of polyphenols, flavonoids, and antioxidant compounds from fruit of Melia azedarach using a glycerol-based green deep eutectic solvent. Journal of Food Processing and Preservation, 46, e16657.
- Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
- 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.
ग्लिसरीन के बारे में जानने योग्य तथ्य
ग्लिसरीन क्या है? ग्लिसरीन, जिसे ग्लिसरॉल भी कहा जाता है, उच्च जल-विलेयता और आर्द्रताग्राही गुणों वाला एक त्रिहाइड्रिक अल्कोहल है। इससे यह विभिन्न अनुप्रयोगों में एक बहुउपयोगी विलायक बनता है। वनस्पति ग्लिसरीन की श्यानता 20ºC पर लगभग 1400 सेंटीपॉइज़ होती है। ग्लिसरीन अविषाक्त, जैवअपघटनीय और पुनर्चक्रण योग्य है। इसका उत्पादन नवीकरणीय स्रोतों से किया जाता है, जिससे यह पर्यावरण के अनुकूल विलायक बनता है। ग्लिसरीन कम लागत वाला और प्रचुर मात्रा में उपलब्ध होने के कारण विभिन्न उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। अज्वलनशील और अवाष्पशील होने के कारण ग्लिसरीन को संभालना और भंडारित करना सुरक्षित होता है।
ग्लिसरीन पानी, एथेनॉल और मेथेनॉल में घुलनशील है, जिससे विभिन्न रासायनिक प्रक्रियाओं में विलायक के रूप में इसके उपयोग की संभावनाएँ बढ़ती हैं।
किन अनुप्रयोगों में ग्लिसरीन का उपयोग विलायक के रूप में किया जाता है?
ग्लिसरीन को खाद्य और सौंदर्य प्रसाधन, दोनों उद्योगों में इसके विविध अनुप्रयोगों के लिए महत्व दिया जाता है। विलायक के रूप में उपयोग ग्लिसरीन का एक प्रमुख अनुप्रयोग है, क्योंकि इसके रासायनिक गुण और विलायक के रूप में इसकी व्यापक बहुउपयोगिता इस उपयोग के अनुकूल हैं।
सौंदर्य प्रसाधनों और चिकित्सा में: सौंदर्य प्रसाधनों और चिकित्सा में, ग्लिसरीन का उपयोग आमतौर पर क्रीम और जेल फ़ॉर्मूलेशनों में त्वचा को मुलायम बनाने वाले पदार्थ के रूप में किया जाता है। यह कम घुलनशीलता वाले अनेक पदार्थों के लिए विलायक का काम करता है, जिससे उनकी जैवउपलब्धता बढ़ती है। इन अनुप्रयोगों में ग्लिसरीन की प्रभावकारिता इसकी त्रिहाइड्रिक अल्कोहल वाली रासायनिक प्रकृति से आती है, जो इसे उच्च जल-विलेयता और आर्द्रताग्राही गुण प्रदान करती है।
खाद्य और पेय पदार्थों में: ग्लिसरीन खाद्य और पेय उद्योग में कई भूमिकाएँ निभाता है। यह नमी बनाए रखने वाले पदार्थ, विलायक और मिठास देने वाले पदार्थ के रूप में कार्य करता है और खाद्य पदार्थों के संरक्षण में योगदान देता है। इसका उपयोग व्यावसायिक रूप से तैयार कम वसा वाले खाद्य पदार्थों, जैसे कुकीज़, में भराव पदार्थ के रूप में और लिक्योर में गाढ़ापन बढ़ाने वाले पदार्थ के रूप में भी किया जाता है।
पॉलीऑल के गुण: ग्लिसरीन, जो एक पॉलीऑल (शर्करा अल्कोहल) है, अपने गैर-विषैले, जैव-अवक्रमणीय और पुनर्चक्रण योग्य होने के लिए जाना जाता है। इसका उत्पादन नवीकरणीय स्रोतों से किया जाता है और अपनी त्रिहाइड्रिक अल्कोहल संरचना के कारण यह ध्रुवीय प्रोटिक विलायक के रूप में कार्य करता है। इस कारण यह अत्यधिक जलस्नेही होता है और पानी, एथेनॉल तथा मेथेनॉल में घुलनशील होता है।
जलीय निष्कर्षण के लिए सह-विलायक: ग्लिसरीन जलीय निष्कर्षण प्रक्रियाओं के लिए एक प्रभावी सह-विलायक है और विशेष रूप से पॉलीफेनॉल अर्क प्राप्त करने में अपनी प्रभावशीलता के लिए जाना जाता है।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण में ग्लिसरीन की क्या भूमिका है?
ग्लिसरीन, जिसे ग्लिसरॉल भी कहा जाता है, एक रंगहीन, गंधहीन, श्यान द्रव है, जिसका उपयोग वानस्पतिक निष्कर्षण में विलायक के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है। इसके विशिष्ट गुण इसे संवेदनशील पादपरसायनों के निष्कर्षण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाते हैं, जो अधिक कठोर परिस्थितियों में विघटित हो सकते हैं। जैवसक्रिय यौगिकों की अखंडता बनाए रखने की ग्लिसरीन की यह क्षमता और इसका गैर-विषैला तथा जैव-अवक्रमणीय होना इसे औषधि, सौंदर्य प्रसाधन और खाद्य उद्योगों के लिए एक आकर्षक विलायक बनाते हैं। यद्यपि शुद्ध ग्लिसरीन का उपयोग अक्सर निष्कर्षण विलायक के रूप में किया जाता है, इसे पानी या एथेनॉल के साथ अलग-अलग अनुपातों में भी मिलाया जाता है।
ग्लिसरीन-पानी के मिश्रण: ग्लिसरीन को पानी के साथ मिलाने से विलयन की श्यानता कम होती है, जिससे अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के दौरान उसकी कैविटेशन दक्षता बढ़ती है। एक सामान्य मिश्रण में 50% ग्लिसरीन और 50% पानी हो सकता है, जिससे श्यानता और विलायक की प्रभावशीलता के बीच संतुलन बनता है। यह संयोजन जेंटियन की जड़ से कड़वाहट देने वाले पदार्थों जैसे यौगिकों के निष्कर्षण के लिए विशेष रूप से प्रभावी है, जैसा कि अल्ट्रासोनिकेशन प्रक्रियाओं में प्रदर्शित किया गया है।
ग्लिसरीन-एथेनॉल के मिश्रण: ग्लिसरीन में एथेनॉल मिलाने से कम श्यानता और बेहतर विलायक गुणों वाला विलायक मिश्रण बनता है। एथेनॉल कई पादपरसायनों के लिए एक अच्छा विलायक होने के कारण यौगिकों के अधिक कुशल निष्कर्षण में मदद करता है, जबकि ग्लिसरीन घटक अंतिम अर्क की स्थिरता और जैव-अनुकूलता सुनिश्चित करता है।
Hielscher Ultrasonics उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र प्रयोगशाला से लेकर औद्योगिक आकार तक बनाता है।
