वानस्पतिक यौगिकों के पानी निष्कर्षण (उदाहरण के लिए, ठंडे या गर्म पानी निष्कर्षण, दबाव वाले पानी निष्कर्षण और सबक्रिटिकल पानी निष्कर्षण) को ultrasonication द्वारा कुशलतापूर्वक सुधारा जा सकता है। अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त पानी निष्कर्षण न केवल उच्च पैदावार देता है और प्रसंस्करण समय को कम करता है, बल्कि पारंपरिक निष्कर्षण तकनीकों की तुलना में कम ऊर्जा खपत, हल्के निष्कर्षण की स्थिति और उच्च गुणवत्ता वाले अर्क में भी परिणाम देता है। अल्ट्रासोनिक पानी निष्कर्षण सफलतापूर्वक alkaloids, flavonoids, ग्लाइकोसाइड्स, phenolic यौगिकों और polysaccharides सहित कई संयंत्र व्युत्पन्न यौगिकों के निष्कर्षण के लिए प्रयोग किया जाता है।

अल्ट्रासोनिक Bioactive यौगिकों के पानी निष्कर्षण

पानी सबसे ध्रुवीय विलायक है, जो इसे ध्रुवीय यौगिकों के लिए एक महान विलायक बनाता है। गैर-विषाक्त और पर्यावरण के अनुकूल प्रकृति के कारण, पानी किसी भी वनस्पति निकालने के लिए आदर्श विलायक होगा। हालांकि, कम-ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय घटक खराब हैं या पानी में बिल्कुल भी घुल नहीं रहे हैं। इसके अतिरिक्त, किसी भी बड़े पैमाने पर हस्तांतरण संवर्धन के बिना, पानी में निष्कर्षण प्रक्रिया अविश्वसनीय रूप से धीमी और इस तरह से अलाभकारी होगी। उच्च तीव्रता, कम आवृत्ति अल्ट्रासाउंड एक बहुत ही कुशल निष्कर्षण तकनीक है, जो तीव्र मिश्रण और बड़े पैमाने पर हस्तांतरण प्रदान करता है। इसलिए, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण अच्छी तरह से पारंपरिक निष्कर्षण विधियों पर महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करने के लिए जाना जाता है। इन फायदों में उच्च पैदावार, तेजी से प्रसंस्करण, त्वरित तेजी से बैच टर्नओवर के साथ-साथ निरंतर इनलाइन निष्कर्षण, हरे सॉल्वैंट्स का उपयोग, हल्के निष्कर्षण की स्थिति, जो निकालने वाले यौगिकों को संरक्षित करते हैं, संचालन में सुरक्षा, और वाणिज्यिक उत्पादन के लिए बड़े थ्रूपुट के लिए आसान स्केलेबिलिटी शामिल हैं। (cf. Zabot et al., 2021)

 

 

गर्म पानी निष्कर्षण Ultrasonication द्वारा सुधार

पानी निष्कर्षण के दौरान वनस्पतियों के निष्कर्षण को निर्धारित करने वाले पैरामीटर तापमान, समय, दबाव और पौधे की सामग्री के सतह क्षेत्र हैं। पानी के उच्च तापमान के कारण अपेक्षाकृत कम अवधि के दौरान एक गर्म पानी का अर्क तैयार किया जा सकता है।
समाधान: उपज और निष्कर्षण दर काफी बढ़ाया जा सकता है जब अल्ट्रासोनिक सरगर्मी लागू किया जाता है। अकेले गर्म पानी में सेल संरचनाओं को तोड़ने की सीमित क्षमता होती है और उच्च तापमान अक्सर गर्मी-लैबिल यौगिकों को नुकसान पहुंचाता है या नष्ट कर देता है, ताकि निकालने की गुणवत्ता प्रभावित हो। जब अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण को गर्म पानी निष्कर्षण के साथ जोड़ा जाता है, तो तापमान को काफी कम किया जा सकता है (उदाहरण के लिए 100 डिग्री सेल्सियस से 50 डिग्री सेल्सियस तक), जो निकाले गए वानस्पतिक अवयवों के थर्मल गिरावट को रोकता है, कुल उपज को बढ़ाता है, और ऊर्जा बचाता है। अल्ट्रासोनिक cavitation अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण घटना के पीछे सिद्धांत है। अल्ट्रासोनिक (या ध्वनिक) cavitation विशुद्ध रूप से यांत्रिक बलों, जो सेल दीवारों को तोड़ने, लक्ष्य यौगिकों को जारी और सेल इंटीरियर और पानी (विलायक) के बीच बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार कर रहे हैं। इस प्रकार, अल्ट्रासोनिक पानी निष्कर्षण उत्कृष्ट निष्कर्षण परिणाम प्रदान करता है।

ठंडा पानी निष्कर्षण Ultrasonication द्वारा सुधार

ठंडे पानी का निष्कर्षण (ठंडे पानी का जलसेक) काफी अधिक अक्षम है, क्योंकि गर्म पानी के उपयोग से बचा जाता है। ठंडा या कमरे का तापमान पानी वानस्पतिक यौगिकों को बहुत अच्छी तरह से नहीं निकालता है, क्योंकि ठंडा पानी वास्तव में धीरे-धीरे पौधे की सामग्री में भिगोया जाता है और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण लगभग नगण्य होता है। ठंडे पानी के निष्कर्षण का लाभ किसी भी तापमान वृद्धि से बचने में निहित है जिससे गर्मी-संवेदनशील यौगिकों के थर्मल क्षरण को रोका जा सकता है। हालांकि, बहुत खराब निष्कर्षण गतिशीलता वाणिज्यिक उत्पादन के लिए पारंपरिक ठंडे पानी के निष्कर्षण को अव्यावहारिक बनाती है। यही कारण है कि ठंडे पानी के जलसेक का उपयोग लगभग विशेष रूप से प्रयोगात्मक चरण में धीमी गति और अक्षमता के कारण किया जाता है।
समाधान: ठंडे पानी के निष्कर्षण में ultrasonication की शुरूआत के साथ, धीमी गति और ठंडे पानी भिगोने की अक्षमता आसानी से दूर किया जा सकता है। Ultrasonically-तीव्र ठंडे पानी निष्कर्षण ठंडे निष्कर्षण तापमान को बनाए रखने के लिए अनुमति देता है, जबकि ठोस तरल माध्यम में तीव्र कतरनी बलों युग्मन। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण तंत्र के परिणामस्वरूप, सेल दीवारों को खोला जाता है और वनस्पति यौगिकों को तेजी से पानी में जारी किया जाता है। अल्ट्रासोनिक ठंडे पानी निष्कर्षण और जलसेक एक उच्च प्रभावकारी प्रक्रिया में ठंड भिगोने उच्च पैदावार, एक छोटे से निष्कर्षण समय के भीतर उच्च गुणवत्ता के अर्क दे बदल जाता है।

दबाव डाला पानी निष्कर्षण Ultrasonication के साथ संयुक्त

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण सूक्ष्म मिश्रण, जो कंपन के माध्यम से, कण में विलायक के अधिक से अधिक प्रसार को बढ़ावा देता है और सतह के लिए कण के इंटीरियर से, बड़े पैमाने पर हस्तांतरण तेज की विशेषता है। इसके अतिरिक्त, ultrasonication सेलुलर सामग्री के कण आकार को कम कर देता है, जो ultrasonically-सहायता प्राप्त दबाव तरल निष्कर्षण के बेहतर प्रभाव की ओर जाता है। लगभग 0.68 मिमी के छोटे कण बड़े कणों (लगभग 1.05 मिमी) की तुलना में उच्च पैदावार दिखाते हैं क्योंकि एक उच्च सतह क्षेत्र काफी वृद्धि हुई द्रव्यमान हस्तांतरण की अनुमति देता है और इस तरह निष्कर्षण पैदावार में सुधार होता है। (cf. Zabot et al., 2021)

पावर-अल्ट्रासाउंड के साथ प्रभावी दबाव वाले ठंडे पानी निष्कर्षण

उच्च दबाव के तहत, पौधे के ऊतकों में ठंडे पानी के प्रवेश की सुविधा होती है और थर्मल अपघटन के कारण पानी में घुलनशील फाइटोकेमिकल्स को भंग कर दिया जाता है। उच्च दबाव वाले ठंडे पानी निष्कर्षण विधि को ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय वानस्पतिक अवयवों के बेहतर अलगाव के लिए अल्ट्रासाउंड के साथ जोड़ा जा सकता है। एक nontoxic, सस्ता, और पर्यावरण के अनुकूल विलायक के रूप में पानी कार्बनिक विलायक के लिए एक आकर्षक विकल्प है, खासकर जब यह संयंत्र व्युत्पन्न भोजन, चिकित्सीय और आहार की खुराक के उत्पादन की बात आती है।
एक ultrasonically-तीव्र दबाव वाले ठंडे पानी निष्कर्षण के लिए, एक अल्ट्रासोनिक जांच (sonotrode) निष्कर्षण टैंक या प्रवाह सेल में एकीकृत है। टैंक या प्रवाह सेल को आमतौर पर लक्षित अर्क यौगिकों के आधार पर 5 और 100 बार्ज के बीच दबाव के साथ दबाव डाला जाता है। Hielscher Ultrasonics भी अनुकूलित औद्योगिक अल्ट्रासोनिक रिएक्टरों और प्रवाह सेल, जो अपने निष्कर्षण प्रक्रिया के इष्टतम दबाव सेट करने के लिए अनुमति देने के लिए 300barg तक दबाव डाल सकते हैं की आपूर्ति करता है।
 

 

सुपरक्रिटिकल पानी निष्कर्षण Sonication द्वारा सुधार

एक ultrasonically बढ़ाया subcritical पानी निष्कर्षण एक और synergetic तकनीक है, जहां बिजली अल्ट्रासाउंड ठोस और तरल के बीच बड़े पैमाने पर हस्तांतरण में सुधार करता है। Subcritical-पानी निष्कर्षण (SWE) – दबावयुक्त गर्म पानी निष्कर्षण या सुपरहीटेड पानी निष्कर्षण के रूप में भी जाना जाता है – एक कम polarity के साथ वानस्पतिक यौगिकों के निष्कर्षण के लिए एक कम आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक है। सबक्रिटिकल-पानी निष्कर्षण में, इसकी सुपरक्रिटिकल स्थिति में पानी का उपयोग विलायक के रूप में किया जाता है।
सबक्रिटिकल पानी क्या है और कम ध्रुवीय पौधे यौगिकों के निष्कर्षण के लिए सबक्रिटिकल पानी एक अच्छा विलायक क्यों है? पानी में कई थर्मोडायनामिक गुण होते हैं जो तापमान और दबाव से बहुत प्रभावित होते हैं। स्थितियों के आधार पर, इसकी भौतिक स्थिति (ठोस, तरल, या गैस), थर्मल व्यवहार, घनत्व, या चिपचिपाहट को संशोधित किया जा सकता है। महत्वपूर्ण बिंदु (221 बार और 374 डिग्री सेल्सियस पर परिभाषित) के रूप में जाना जाने वाले बिंदु पर तापमान और दबाव बढ़ाकर, पानी सुपरक्रिटिकल स्थिति प्राप्त कर सकता है। subcritical स्थितियों में, 100 डिग्री सेल्सियस और महत्वपूर्ण तापमान (374 डिग्री सेल्सियस) के बीच के तापमान और वाष्पीकरण से बचने के लिए 1 बार और महत्वपूर्ण दबाव (221 बार) के बीच दबाव के अनुरूप, पानी की ध्रुवीयता कम हो जाती है; यह विभिन्न कार्बनिक बायोएक्टिव यौगिकों के निष्कर्षण के लिए पानी को एक बेहतर विलायक बनाता है। (ली और चेमट, 2019)
जब ultrasonics subcritical पानी निष्कर्षण के साथ संयुक्त है, निष्कर्षण दक्षता निकालने उपज बढ़ाने और निष्कर्षण समय को कम करने से बेहतर किया जा सकता है। इष्टतम परिणामों के लिए, बंद दबाव वाले बैच रिएक्टर या प्रवाह सेल रिएक्टर में दबाव पानी के वाष्प दबाव के रूप में कम से कम दो बार उच्च तक पहुंचना चाहिए। (आप इस पृष्ठ के अंत में पानी के वाष्प दबाव की एक तालिका पा सकते हैं।)
Huang et al. (2010) ने सबक्रिटिकल पानी निष्कर्षण के साथ संयोजन में कम आवृत्ति, उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड के निष्कर्षण प्रभावों की जांच की। एक अल्ट्रासोनिक जांच इसलिए Lithospermum erythrorhizon से वाष्पशील तेल निकालने के लिए subcritical पानी निष्कर्षण डिवाइस के केतली में युग्मित है। परिणामों से पता चला है कि 20 KHz का अल्ट्रासाउंड-असिस्टेड एन्हांसमेंट प्रभाव 36 KHz की तुलना में बेहतर था और आउटपुट पावर (0 से 250 W तक) के साथ बढ़ गया था। सबक्रिटिकल पानी निष्कर्षण उपज अल्ट्रासोनिक दोलन (250 डब्ल्यू, 20 KHz) के माध्यम से 1.87% से 2.39% तक 160 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर और 25 मिनट की निष्कर्षण प्रक्रिया के दौरान 5 MPa के दबाव में वृद्धि हुई। Ultrasonication न केवल निष्कर्षण उपज में सुधार कर सकता है, लेकिन यह भी निष्कर्षण दर जिससे समय की बचत होती है।
Ultrasonically-assisted subcritical पानी निष्कर्षण कम दबाव (जैसे, 5barg) पारंपरिक subcritical पानी निष्कर्षण (जैसे, 10MPa) की तुलना में चलाया जा सकता है, जो ऊर्जा लागत बचाता है और निष्कर्षण प्रक्रिया को सुरक्षित बनाता है।

अल्ट्रासोनिक वनस्पति निष्कर्षण के लाभ

दोनों, वैज्ञानिक अनुसंधान और औद्योगिक कार्यान्वयन से पता चलता है कि अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त निष्कर्षण एक विश्वसनीय और आसानी से संचालित तकनीक है, जिसके लिए कोई तकनीकी पृष्ठभूमि या गहन प्रशिक्षण की आवश्यकता नहीं है। बहुत उच्च निष्कर्षण दक्षता, उच्च पैदावार, कम परिचालन लागत, साथ ही साथ कम निवेश लागत (खासकर जब अन्य तकनीकों जैसे सीओ की तुलना में)₂ extractors) और कम ऊर्जा लागत जांच प्रकार अल्ट्रासोनिक extractors के मुख्य लाभ हैं।
आगे के लाभ, जो अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रौद्योगिकी को पसंदीदा विधि में बदल देते हैं, कम निष्कर्षण तापमान, विश्वसनीय परिणामों (पुनरावृत्ति / पुनरुत्पादन) के कारण उच्च गुणवत्ता वाले अर्क हैं, किसी भी उत्पादन स्तर के साथ-साथ कम रखरखाव के लिए पूरी तरह से रैखिक स्केलेबिलिटी।
"अल्ट्रासोनिक जांच-प्रकार निष्कर्षण के उपयोग से जुड़े अन्य फायदे निकालने, तेजी से निष्पादन, कोई अवशेष, उच्च उपज, पर्यावरण के अनुकूल, बढ़ी हुई गुणवत्ता और निकालने के क्षरण की रोकथाम की आसान हैंडलिंग हैं।
(cf. Chemat and Khan, 2011)

पानी निष्कर्षण के लिए उच्च प्रदर्शन Ultrasonicators

Hielscher Ultrasonics extractors अच्छी तरह से वानस्पतिक निष्कर्षण के क्षेत्र में स्थापित कर रहे हैं, कोई फर्क नहीं पड़ता कि क्या विलायक का उपयोग किया जाता है। निकालें उत्पादकों – दोनों, छोटे, अनन्य आला निकालने निर्माताओं के रूप में के रूप में अच्छी तरह से बड़े पैमाने पर बड़े पैमाने पर उत्पादकों – Hielscher 'व्यापक उपकरण पोर्टफोलियो में उनके उत्पादन आवश्यकताओं के लिए आदर्श अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण उपकरण पाते हैं। बैच के साथ-साथ निरंतर इनलाइन प्रक्रिया सेटअप आसानी से उपलब्ध हैं और शेल्फ से बाहर भेजे जा सकते हैं। किसी भी विलायक के साथ काम करने के लिए उपयुक्त, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण किसी भी संयंत्र सामग्री निष्कर्षण के लिए flexibly लागू किया जा सकता है। सॉल्वैंट्स के रूप में पानी का उपयोग अत्यधिक महंगे "कार्बनिक" इथेनॉल के उपयोग के बिना कार्बनिक-प्रमाणित अर्क का उत्पादन करने की अनुमति देता है। (बेशक, पौधे की सामग्री को कार्बनिक पानी के अर्क का उत्पादन करने के लिए व्यवस्थित रूप से विकसित किया जाना चाहिए)।

Hielscher Ultrasonics के साथ उच्च दक्षता निष्कर्षण

Hielscher अल्ट्रासोनिक extractors कुशलतासे संयंत्र कोशिकाओं को बाधित, विलायक प्रवेश के लिए संयंत्र सामग्री की सतह क्षेत्र में वृद्धि, और phytochemicals (माध्यमिक चयापचयों) की रिहाई के लिए बड़े पैमाने पर स्थानांतरण। उपयोगकर्ता मित्रता के संबंध में डिज़ाइन किया गया है, Hielscher extractors जल्दी से स्थापित कर रहे हैं और सुरक्षित और intuitively संचालित किया जा सकता है.

उच्चतम गुणवत्ता मानकों को पूरा करना – डिजाइन & जर्मनी में निर्मित

परिष्कृत हार्डवेयर और Hielscher ultrasonicators के स्मार्ट सॉफ्टवेयर को पुन: प्रस्तुत करने योग्य परिणामों और उपयोगकर्ता के अनुकूल, सुरक्षित ऑपरेशन के साथ अपने वनस्पति कच्चे माल से विश्वसनीय अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण परिणामों की गारंटी देने के लिए डिज़ाइन किया गया है। मजबूती, विश्वसनीयता, पूर्ण लोड के तहत 24/7 ऑपरेशन और कार्यकर्ता के दृष्टिकोण से सरल संचालन आगे गुणवत्ता कारक हैं, जो Hielscher ultrasonicators अनुकूल बनाते हैं।
Hielscher Ultrasonics extractors उच्च गुणवत्ता वाले फाइटोकेमिकल निष्कर्षण में दुनिया भर में उपयोग किया जाता है। उच्च गुणवत्ता वाले वानस्पतिक यौगिकों की उपज के लिए सिद्ध, Hielscher अल्ट्रासोनिक चिमटा न केवल विशेषता और बुटीक अर्क के छोटे crafters द्वारा उपयोग किया जाता है, लेकिन ज्यादातर व्यापक रूप से वाणिज्यिक उपलब्ध अर्क, पोषण की खुराक, और चिकित्सीय के औद्योगिक उत्पादन में। उनके मजबूत हार्डवेयर और स्मार्ट सॉफ्टवेयर के कारण, Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर आसानी से संचालित और निगरानी की जा सकती है।

ऑटोमैटिक डेटा प्रोटोकॉललिंग

भोजन, पोषण पूरक और चिकित्सीय उत्पादों के उत्पादन मानकों को पूरा करने के लिए, उत्पादन प्रक्रियाओं की विस्तृत निगरानी और रिकॉर्ड की जानी चाहिए। Hielscher Ultrasonics डिजिटल अल्ट्रासोनिक उपकरणों स्वचालित डेटा प्रोटोकॉल की सुविधा। इस स्मार्ट सुविधा के कारण, अल्ट्रासोनिक ऊर्जा (कुल और शुद्ध ऊर्जा), तापमान, दबाव और समय जैसे सभी महत्वपूर्ण प्रक्रिया पैरामीटर स्वचालित रूप से डिवाइस को चालू करते ही अंतर्निहित एसडी-कार्ड पर संग्रहीत किए जाते हैं। प्रक्रिया निगरानी और डेटा रिकॉर्डिंग निरंतर प्रक्रिया मानकीकरण और उत्पाद की गुणवत्ता के लिए महत्वपूर्ण हैं। स्वचालित रूप से रिकॉर्ड किए गए प्रक्रिया डेटा तक पहुँचने से, आप पिछले sonication रन को संशोधित कर सकते हैं और परिणाम का मूल्यांकन कर सकते हैं।
एक अन्य उपयोगकर्ता के अनुकूल सुविधा हमारे डिजिटल अल्ट्रासोनिक सिस्टम का ब्राउज़र रिमोट कंट्रोल है। रिमोट ब्राउज़र नियंत्रण के माध्यम से आप कहीं से भी दूर से अपने अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर को शुरू, रोक, समायोजित और निगरानी कर सकते हैं।
संयंत्र सामग्री से अल्ट्रासोनिक पानी निष्कर्षण के लाभों के बारे में अधिक जानने के लिए चाहते हैं? अपने वानस्पतिक निकालने के विनिर्माण प्रक्रिया पर चर्चा करने के लिए अब हमसे संपर्क करें! हमारे अच्छी तरह से अनुभवी कर्मचारियों को अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण, हमारे अल्ट्रासोनिक सिस्टम और मूल्य निर्धारण के बारे में अधिक जानकारी साझा करने में खुशी होगी!

नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

अल्ट्रासोनिक पानी निष्कर्षण के बारे में तकनीकी जानकारी

पारंपरिक निष्कर्षण विधियों जैसे मैकेरेशन, जलसेक, परकोलेशन, काढ़ा, भाटा निष्कर्षण, भाप आसवन, उदात्तीकरण और दबाने का उपयोग आमतौर पर पौधों से औषधीय यौगिकों के निष्कर्षण में किया जाता है। इन तरीकों के नुकसान में समय लेने वाली प्रक्रिया, खराब शुद्धता और कम दक्षता शामिल हैं।

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण को प्रभावित करने वाली प्रक्रिया पैरामीटर

Ultrasonically-सहायता प्राप्त निष्कर्षण अपनी अनूठी विशेषताओं और लाभों के लिए जाना जाता है, जो वानस्पतिक यौगिकों के पारंपरिक निष्कर्षण विधियों की तुलना में sonication को बेहतर निष्कर्षण तकनीक बनाते हैं। अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त निष्कर्षण का एक प्रमुख लाभ अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण कारकों (जैसे आयाम, समय, तापमान, दबाव) की सटीक अनुकूलन क्षमता में निहित है, जो अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया को लक्ष्य यौगिक के लिए बेहतर ढंग से ट्यून करने की अनुमति देता है। प्रत्येक संयंत्र सामग्री में आदर्श निष्कर्षण पैरामीटर होते हैं, जिसके तहत सर्वोत्तम उपज, गुणवत्ता और निष्कर्षण दर प्राप्त की जाती है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रक्रिया इन इष्टतम निष्कर्षण स्थितियों को पूरी तरह से अनुकूलित करने की अनुमति देता है।

अल्ट्रासोनिक आयाम

आयाम अल्ट्रासोनिक जांच (sonotrode) के कंपन विस्थापन है। आयाम जितना अधिक होगा, उतना ही तीव्र कंपन और sonicated तरल में cavitation। Hielscher Ultrasonics उच्च प्रदर्शन जांच प्रकार ultrasonicators, जो ठीक समायोज्य amplitudes की आपूर्ति कर सकते हैं में spezialized है। अनुकूलित जांच, जो निरंतर 24/7 ऑपरेशन में 200μm तक वितरित कर सकते हैं, शेल्फ से आसानी से उपलब्ध हैं। यहां तक कि उच्च amplitudes के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक sonotrodes आसानी से निर्मित किया जा सकता है, भी.
आयाम एक है – यदि नहीं तो सबसे अधिक – कुशल संयंत्र निष्कर्षण के लिए महत्वपूर्ण पैरामीटर. उच्च आयाम सेल की दीवारों को तोड़ने और इंट्रासेल्युलर सामग्री को छोड़ने के लिए आवश्यक बलों का निर्माण करते हैं। इस प्रकार, उच्च प्रदर्शन ultrasonication वानस्पतिक निष्कर्षण में इतना प्रभावी हो जाता है।

अल्ट्रासोनिक उपचार का समय / अवधि

अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त निष्कर्षण आमतौर पर पारंपरिक तरीकों की तुलना में बहुत कम होता है, क्योंकि sonication वनस्पति यौगिकों को काफी अधिक निष्कर्षण दरों पर जारी करता है। Ultrasonication कम निष्कर्षण प्रक्रियाओं के लिए अनुमति देता है, जो अधिक प्रसंस्करण के खिलाफ निकाले गए यौगिकों को संरक्षित करता है। अल्ट्रासाउंड के कारण कम प्रसंस्करण उच्च थ्रूपुट और उच्च निकालने की गुणवत्ता का मतलब है।

स्पंदित अल्ट्रासोनिक उपचार

अल्ट्रासोनिक स्पंदन एक उपचार मोड है, जहां अल्ट्रासाउंड उपचार परिभाषित विराम चक्र (जैसे 50% ड्यूटी चक्र: 30 सेकंड पर, 30 सेकंड बंद; 100% ड्यूटी साइल: ठहराव के बिना निरंतर sonication) अल्ट्रासाउंड का कर्तव्य चक्र (पल्स मोड या अल्ट्रासोनिक स्पंदन चक्र के रूप में भी जाना जाता है) समय के प्रतिशत को संदर्भित करता है जिसके दौरान अल्ट्रासाउंड एक नाड़ी अवधि में मध्यम (पल्स अवधि) में युग्मित होता है। उदाहरण के लिए, एक 50% चक्र मोड 30 सेकंड पर, 30 सेकंड बंद होगा। एक शुल्क चक्र के ठहराव चक्र के दौरान, sonicated तरल एक परिभाषित समय (जैसे, 30 सेकंड) के लिए एक अबाधित राज्य में वापस आता है, जो लक्ष्य प्रसंस्करण तापमान को बनाए रखने के लिए गर्मी-अपव्यय के लिए अच्छा है। sonication के शुल्क चक्र निष्कर्षण दक्षता के लिए कम महत्वपूर्ण कर्तव्य चक्र है, लेकिन एक निश्चित प्रक्रिया तापमान बनाए रखने के लिए उपयोग किया जाता है।

हाइड्रोस्टेटिक दबाव

दबाव अल्ट्रासोनिक प्रक्रियाओं के लिए एक और बहुत महत्वपूर्ण पैरामीटर है। sonicated माध्यम के लिए हाइड्रोस्टेटिक दबाव लागू cavitation की तीव्रता को प्रभावित करता है। उन्नत दबाव की स्थिति के तहत, अल्ट्रासोनिक (ध्वनिक) cavitation की तीव्रता संवर्धित है। Hielscher Ultrasonics अल्ट्रासोनिक बैच रिएक्टरों और प्रवाह कोशिकाओं, जो तीव्र sonication परिणामों के लिए दबाव डाला जा सकता है के विभिन्न प्रकार प्रदान करता है।

निष्कर्षण तापमान

किसी भी यांत्रिक उपचार की तरह, ultrasonication तापमान में वृद्धि का कारण बनता है, जो थर्मो-गतिशीलता के दूसरे कानून के अनुसार है। फिर भी, ultrasonication एक गैर-थर्मल उपचार तकनीक है, क्योंकि अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त उपचार विशुद्ध रूप से यांत्रिक बलों (जिसे सोनोमैकेनिकल बलों भी कहा जाता है) पर आधारित हैं। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के दौरान निष्कर्षण तापमान को कुशलतापूर्वक नियंत्रित किया जा सकता है और एक निश्चित चयनित तापमान सीमा के भीतर बनाए रखा जा सकता है। सभी Hielscher डिजिटल अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर एक प्लग करने योग्य तापमान सेंसर और एक स्मार्ट सॉफ्टवेयर, जहां एक निश्चित तापमान सीमा प्रक्रिया के लिए निर्धारित किया जा सकता है के साथ सुसज्जित हैं। जब भी इस तापमान की सीमा पार हो जाती है, तो ultrasonicator तब तक रुकता है जब तक कि तापमान फिर से चयनित श्रेणी में न हो और फिर स्वचालित रूप से sonication प्रक्रिया जारी रहती है। Hielscher ultrasonicators की यह स्मार्ट सुविधा एक ठीक नियंत्रणीय sonication प्रक्रिया और आदर्श परिणाम के लिए अनुमति देता है।
चूंकि निष्कर्षण तापमान किसी भी वनस्पति यौगिकों और पौधे को अलग-अलग हो सकता है, इसलिए तापमान एक महत्वपूर्ण कारक है, जिसे अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया अनुकूलन के दौरान उपेक्षित नहीं किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, 80 डिग्री सेल्सियस को सोफोरा फ्लेवेसेन्स से फ्लेवोनोइड्स की अधिकतम उपज प्राप्त करने के लिए आदर्श पाया गया था, जबकि गेहूं के चोकर से अरबिनोक्सिलन के निष्कर्षण के लिए 50 डिग्री सेल्सियस पर सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त किए गए थे।

अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए किसी भी विलायक का उपयोग करें

विभिन्न वनस्पति यौगिकों में अलग-अलग ध्रुवीयताएं होती हैं, जो विभिन्न सॉल्वैंट्स में उनकी घुलनशीलता को प्रभावित करती हैं। उदाहरण के लिए, सैपोनिन और पॉलीसेकेराइड अधिक ध्रुवीय होते हैं और इसलिए पानी में अच्छी घुलनशीलता दिखाते हैं, क्योंकि पानी अत्यधिक ध्रुवीय होता है। दूसरी ओर, एंथोसायनिन और क्लोरोजेनिक एसिड जैसे फेनोलिक यौगिक काफी ध्रुवीय होते हैं और इसलिए इथेनॉल जैसे कम ध्रुवीय विलायक को भंग करते हैं। इस प्रकार, विलायक का विकल्प उच्च निष्कर्षण दक्षता प्राप्त करने के लिए लक्षित यौगिकों की घुलनशीलता के अनुसार किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, पानी ध्रुवीय यौगिकों के निष्कर्षण के लिए एक अच्छा विलायक है जैसे कि मशरूम से साइलोसिबिन के साथ-साथ ओलिगोसेकेराइड्स, ग्लाइकोसाइड्स और फ्लेवेनोइड्स; whilst एक इथेनॉल-पानी मिश्रण के साथ और 60% (v / v) की इथेनॉल एकाग्रता के लिए ultrasonically-सहायता प्राप्त निष्कर्षण जैसे, apigenin, baicalin और luteolin यौगिकों के लिए उपयुक्त है।
सॉल्वैंट्स, विलायक polarity और अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए सबसे उपयुक्त सॉल्वैंट्स के बारे में और अधिक पढ़ें!

निष्कर्षण विलायक के रूप में पानी

पानी सबसे ध्रुवीय विलायक है और ध्रुवीय यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला के निष्कर्षण के लिए उपयुक्त है। इसके प्रमुख लाभों में पदार्थों की एक विस्तृत श्रृंखला को भंग करने की क्षमता शामिल है। इसके अलावा, यह सस्ता, nontoxic, सुरक्षित, और nonflammable है। इसके नुकसान में इसकी उच्च ध्रुवीयता के कारण ध्रुवीय यौगिकों के लिए मजबूत चयनात्मकता शामिल है। 100 डिग्री सेल्सियस के अपने उच्च क्वथनांक के कारण, अर्क की एकाग्रता (जैसे आसवन या रोटर-वाष्पीकरण के माध्यम से) को बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, पानी बैक्टीरिया और मोल्ड विकास के लिए प्रवण है।

पराश्रव्य आवृत् ति

20kHz के आसपास अल्ट्रासोनिक आवृत्ति वानस्पतिक निष्कर्षण के लिए सबसे शक्तिशाली और कुशल के रूप में स्थापित किया गया है। पौधों से औषधीय यौगिकों के निष्कर्षण में अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त निष्कर्षण की दक्षता को प्रभावित करता है। सामान्य तौर पर, कम अल्ट्रासोनिक आवृत्ति (यानी, लगभग 20kHz पर) अधिक तीव्र cavitation (sonomechanical प्रभाव) उत्पन्न करता है, जिसके परिणामस्वरूप निष्कर्षण प्रक्रिया की उच्च प्रभावकारिता होती है।

संयंत्र सामग्री

पौधों की सामग्री उनकी कोशिकाओं की संरचना और कठोरता में भारी भिन्न हो सकती है। सेल की दीवार संरचना के आधार पर, जिसमें सेल्यूलोज, हेमीसेल्युलोज, लिग्निन, पेक्टिक पॉलीसेकेराइड, प्रोटीन, फेनोलिक और गैर-सेल्यूलोसिक यौगिक, और पानी हो सकते हैं, सेल की दीवारें या तो मजबूत या नरम हो सकती हैं। विभिन्न पौधों के प्रकार और भागों में इन सेल दीवार घटकों के विभिन्न प्रकार और मात्राएं होती हैं। यही कारण है कि प्रत्येक प्रकार के पौधे को इष्टतम निष्कर्षण परिणामों के लिए विशिष्ट प्रसंस्करण मापदंडों की आवश्यकता होती है।
के रूप में तीव्रता ठीक ट्यून किया जा सकता है, Hielscher अल्ट्रासोनिक extractors मज़बूती से नरम और कठिन सेल दीवारों को तोड़ने किया जा सकता है। नरम सेल की दीवारों को कम तीव्र ultrasonication की आवश्यकता हो सकती है, जबकि मजबूत सेल संरचनाओं को अधिक तीव्र उपचार से लाभ होता है।
वानस्पतिक निष्कर्षण के लिए कच्चे माल को ताजा काटा जा सकता है (गीला) या सूखा। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण दोनों ताजा / गीला के रूप में अच्छी तरह से सूखे पौधों के लिए उपयुक्त है। पौधे के ठोस का कण आकार एक और महत्वपूर्ण कारक है: एक उच्च सतह क्षेत्र (यानी, छोटे कण आकार) फायदेमंद है क्योंकि यह अल्ट्रासोनिक cavitational कतरनी बलों के लिए एक बड़ा संपर्क क्षेत्र प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च दक्षता होती है। इसलिए, पौधे की सामग्री को छोटे टुकड़ों (लगभग 3-5 मिमी) में मैकेरेटेड या जमीन पर रखा जाता है।

क्यों अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण सबसे अच्छा तरीका है?

दक्षता

• उच्चतर पैदावार
• रैपिड निष्कर्षण प्रक्रिया – कुछ ही मिनटों में
• उच्च गुणवत्ता के अर्क – हल्का, अतापीय निष्कर्षण
• हरे सॉल्वैंट्स (पानी, इथेनॉल, ग्लिसरीन, वनस्पति तेल, NADES आदि)

सादगी

• प्लग और खेलने - सेट अप और मिनट के भीतर काम
• उच्च थ्रूपुट - बड़े पैमाने पर निकालने के उत्पादन के लिए
• बैच-वार या निरंतर इनलाइन ऑपरेशन
• सरल स्थापना और स्टार्ट-अप
• पोर्टेबल / चल - पोर्टेबल इकाइयों या पहियों पर बनाया
• रैखिक पैमाने पर - क्षमता बढ़ाने के लिए समानांतर में एक और अल्ट्रासोनिक प्रणाली जोड़ें
• दूरस्थ निगरानी और नियंत्रण - पीसी, स्मार्ट फोन या टैबलेट के माध्यम से
• कोई प्रक्रिया पर्यवेक्षण आवश्यक - सेट अप और रन
• उच्च प्रदर्शन - निरंतर 24/
• मजबूती और कम रखरखाव
• उच्च गुणवत्ता – डिजाइन और जर्मनी में बनाया गया
• त्वरित लोड और बहुत सारे के बीच निर्वहन
• साफ करने के लिए आसान

सुरक्षा

• सरल और चलाने के लिए सुरक्षित
• विलायक-कम या विलायक आधारित निष्कर्षण (पानी, इथेनॉल, वनस्पति तेल, ग्लिसरीन, आदि)
• कोई उच्च दबाव और तापमान
• ATEX प्रमाणित विस्फोट प्रूफ सिस्टम उपलब्ध
• नियंत्रित करने के लिए आसान (यह भी रिमोट कंट्रोल के माध्यम से)

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साहित्य/संदर्भ

• Ping-ping Huang, Ri-fu Yang, Tai-qiu Qiu, Wei Zhang & Chun-mei Li (2010): Ultrasound-Enhanced Subcritical Water Extraction of Volatile Oil from Lithospermum erythrorhizon. Separation Science and Technology, 45:10, 1433-1439.
• Zabot, G. L., Viganó, J., & Silva, E. K. (2021): Low-Frequency Ultrasound Coupled with High-Pressure Technologies: Impact of Hybridized Techniques on the Recovery of Phytochemical Compounds. Molecules, 26(17), 2021. 5117.
• Li, Ying; Chemat, Farid (2019): Plant Based “Green Chemistry 2.0”: Moving from Evolutionary to Revolutionary. Springer Science 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.
• 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.