अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण और इसका कार्य सिद्धांत
वनस्पतियों से जैवसक्रिय यौगिकों को अलग करने के लिए अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण पसंदीदा तकनीक है। सोनिकेशन से पूर्ण निष्कर्षण होता है और इस प्रकार बहुत कम निष्कर्षण समय में अर्क की बेहतर उपज प्राप्त होती है। इतनी कुशल निष्कर्षण विधि होने के कारण, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण लागत और समय बचाता है तथा उच्च गुणवत्ता वाले अर्क प्रदान करता है, जिनका उपयोग खाद्य पदार्थों, पूरकों और औषधियों के लिए किया जाता है।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
खाद्य, पोषण पूरक और औषधि उद्योग में अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण का उपयोग वनस्पतियों से विटामिन, पॉलीफेनॉल, पॉलीसैकराइड, कैनाबिनॉइड और अन्य पादप रसायनों जैसे जैवसक्रिय यौगिकों को मुक्त करने के लिए किया जाता है। अल्ट्रासाउंड-सहायित निष्कर्षण ध्वनिक या अल्ट्रासोनिक कैविटेशन के कार्य सिद्धांत पर आधारित है।
- उच्च उपज
- बेहतर गुणवत्ता
- पूर्ण स्पेक्ट्रम वाले अर्क
- तीव्र प्रक्रिया
- किसी भी विलायक के साथ संगत
- संचालन में आसान और सुरक्षित
- रैखिक पैमाना-विस्तार क्षमता
- पर्यावरण के अनुकूल
- निवेश पर शीघ्र प्रतिफल
अल्ट्रासोनिक प्रोब UP400St टिंचर और वानस्पतिक इन्फ्यूज़न के उत्पादन हेतु वानस्पतिक यौगिकों के निष्कर्षण के लिए।
ध्वनिक कैविटेशन कैसे काम करता है?
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण तब होता है जब उच्च शक्ति वाली, कम आवृत्ति की अल्ट्रासाउंड तरंगों की ऊर्जा को किसी विलायक में मौजूद वानस्पतिक सामग्री से बनी स्लरी में संचारित किया जाता है। उच्च शक्ति वाली अल्ट्रासोनिक तरंगों की ऊर्जा को प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर के माध्यम से स्लरी में संचारित किया जाता है। अत्यधिक ऊर्जावान अल्ट्रासाउंड तरंगें द्रव से होकर गुजरते समय बारी-बारी से उच्च दाब / निम्न दाब के चक्र बनाती हैं, जिससे ध्वनिक कैविटेशन की घटना होती है। ध्वनिक या अल्ट्रासोनिक कैविटेशन माध्यम में स्थानीय स्तर पर चरम तापमान, दाब, तापन/शीतलन दरें, दाब-अंतर और उच्च अपरूपण बल उत्पन्न करता है। जब कैविटेशन बुलबुले ठोस पदार्थों (जैसे कण, पादप कोशिकाएँ, ऊतक आदि) की सतह पर अंतःस्फोटित होते हैं, तो सूक्ष्म जेट और कणों के बीच टक्कर से सतह की परत उतरना, अपरदन, कणों का टूटना, सोनोपोरेशन (कोशिका भित्तियों और कोशिका झिल्लियों में छिद्र बनना) तथा कोशिका विघटन जैसे प्रभाव उत्पन्न होते हैं। इसके अतिरिक्त, द्रव माध्यमों में कैविटेशन बुलबुलों का अंतःस्फोट बड़े पैमाने की विक्षुब्धता और सूक्ष्म मिश्रण उत्पन्न करता है। अल्ट्रासोनिक विकिरण द्रव्यमान अंतरण प्रक्रियाओं को बढ़ाने का एक कुशल तरीका है, क्योंकि सोनिकेशन से कैविटेशन और उससे संबंधित तंत्र उत्पन्न होते हैं, जैसे द्रव जेट के कारण सूक्ष्म गति, सामग्री में संपीड़न और विसंपीड़न तथा उसके बाद कोशिका भित्तियों का विघटन, साथ ही उच्च तापन और शीतलन दरें।
प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर बहुत उच्च आयाम उत्पन्न कर सकते हैं, जो प्रभावशाली कैविटेशन उत्पन्न करने के लिए आवश्यक हैं। Hielscher Ultrasonic उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक निष्कर्षक बनाता है, जो निरंतर 24/7 संचालन में आसानी से 200µm के आयाम उत्पन्न कर सकते हैं। इससे भी अधिक आयामों के लिए, Hielscher विशेष उच्च-आयाम वाले सोनोट्रोड (प्रोब) प्रदान करता है।
कैविटेशन को तीव्र करने के लिए दबावयुक्त किए जा सकने वाले अल्ट्रासोनिक रिएक्टर और प्रवाह सेल उपयोग किए जाते हैं। दाब बढ़ने पर कैविटेशन और उससे उत्पन्न अपरूपण बल अधिक विनाशकारी हो जाते हैं और इस प्रकार अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के प्रभावों को बेहतर बनाते हैं।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण ध्वनिक कैविटेशन और उसके द्रवगतिकीय अपरूपण बलों पर आधारित है
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के प्रभाव
अल्ट्रासोनिक कोशिका विघटन और द्रव्यमान अंतरण में वृद्धि
अल्ट्रासाउंड कोशिका विघटन और ठोस मैट्रिक्स के चारों ओर स्थित सीमा परत में द्रव्यमान अंतरण को बढ़ाकर निष्कर्षण प्रक्रियाओं में सहायता कर सकता है।
सोनोपोरेशन, अर्थात कोशिका भित्तियों और झिल्लियों में छिद्र बनना, कोशिका भित्तियों और झिल्लियों की पारगम्यता बढ़ाता है और अक्सर सोनिकेशन द्वारा कोशिकाओं के पूरी तरह विघटित होने से पहले का एक मध्यवर्ती चरण होता है।
अल्ट्रासाउंड-प्रेरित कैविटेशन के यांत्रिक प्रभाव, जैसे ऊष्मा और दाब में अंतर, प्रघाती तरंगें, अपरूपण बल, द्रव जेट और सूक्ष्म प्रवाह, कोशिका के भीतर विलायक के प्रवेश को तीव्र करते हैं और कोशिका तथा विलायक के बीच द्रव्यमान अंतरण को बेहतर बनाते हैं, जिससे अंतरकोशिकीय पदार्थ विलायक में स्थानांतरित हो जाते हैं।
पादप कोशिकाओं से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण: सूक्ष्मदर्शीय अनुप्रस्थ काट (TS) कोशिकाओं से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के दौरान क्रियाओं के तंत्र को दिखाता है (आवर्धन 2000x) [स्रोत: Vilkhu et al. 2011]
अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र UIP2000hdT (2kW), निरंतर विलोड़न वाले बैच रिएक्टर के साथ
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण उपकरण
Hielscher Ultrasonics प्रोसेसर उच्च प्रदर्शन वाली निष्कर्षण प्रणालियाँ हैं, जिनका संचालन सरल और सुरक्षित है। आपके कच्चे माल, प्रक्रिया क्षमताओं और उत्पादन लक्ष्य के अनुसार, Hielscher आपको सबसे उपयुक्त अल्ट्रासोनिकेटर प्रदान करता है। हमारे उत्पाद पोर्टफोलियो में छोटे आकार के, शक्तिशाली हस्तचालित अल्ट्रासोनिकेटर से लेकर बेंच-टॉप प्रणालियाँ और प्रति घंटे कई टन सामग्री संसाधित करने में सक्षम पूर्ण औद्योगिक अल्ट्रासोनिक इकाइयाँ शामिल हैं।
Hielscher Ultrasonics निष्कर्षकों का उपयोग बैच और निरंतर इनलाइन निष्कर्षण के लिए तथा किसी भी विलायक के साथ संयोजन में किया जा सकता है।
आपकी निष्कर्षण प्रक्रिया के लिए आदर्श अल्ट्रासोनिक व्यवस्था तैयार करने हेतु विभिन्न आकारों और आकृतियों के सोनोट्रोड (प्रोब), बूस्टर हॉर्न, विभिन्न आयतनों और ज्यामितियों वाले प्रवाह सेल, प्लग से जोड़े जा सकने वाले तापमान और दाब सेंसर तथा कई अन्य उपकरण जैसे विविध सहायक उपकरण उपलब्ध हैं।
हमारे सभी डिजिटल मॉडल बुद्धिमान सॉफ़्टवेयर से सुसज्जित हैं, जो आपको निष्कर्षण मापदंडों को समायोजित करने, उनकी निगरानी करने और उन्हें निर्धारित करने की सुविधा देता है। आयाम, सोनिकेशन समय और कार्य चक्रों पर सटीक नियंत्रण के कारण बेहतर उपज और अर्क की सर्वोच्च गुणवत्ता जैसे इष्टतम प्रक्रिया परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं। सोनिकेशन प्रक्रिया के डेटा की स्वचालित रिकॉर्डिंग प्रक्रिया के मानकीकरण और पुनरुत्पादकता / पुनरावर्तनीयता का आधार है, जो उत्तम विनिर्माण पद्धतियों (GMP) के लिए आवश्यक हैं।
Hielscher Ultrasonics के औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं। 200µm तक के आयामों पर आसानी से निरंतर 24/7 संचालन किया जा सकता है। इससे भी अधिक आयामों के लिए, आवश्यकतानुसार अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड उपलब्ध हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरणों की मजबूती भारी कार्यभार और चुनौतीपूर्ण परिवेशों में 24/7 संचालन की अनुमति देती है।
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 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 |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | इससे अधिक | समूह के रूप में UIP16000 |
हमसे संपर्क करें! / हमसे पूछें!
उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र, प्रयोगशाला से पायलट और औद्योगिक पैमाने तक।
साहित्य / संदर्भ
- 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.
जानने योग्य तथ्य
वानस्पतिक अर्क
वानस्पतिक अर्क जैवसक्रिय यौगिक होते हैं, जिन्हें जड़ी-बूटियों, फूलों, पत्तियों, तनों, जड़ों और अन्य पादप भागों जैसी पादप सामग्री से अलग किया जाता है। विटामिन, एंटीऑक्सीडेंट, पॉलीफेनॉल, पॉलीसैकराइड, कैनाबिनॉइड और अन्य पादप अणुओं जैसे जैवसक्रिय यौगिकों का उपयोग कार्यात्मक खाद्य योजकों, न्यूट्रास्यूटिकल्स, कॉस्मेस्यूटिकल्स, औषधियों तथा प्राकृतिक रंजकों के रूप में किया जाता है।