Duboka eutektička otapala za vrlo učinkovito vađenje
Duboka eutektička otapala (DES) i prirodna duboka eutektička otapala (NADES) nude prednosti kao otapala za ekstrakciju na mnogim razinama i time su obećavajuća alternativa konvencionalnim organskim otapalima. Duboko eutektičko otapalo radi izvrsno u kombinaciji s ultrazvučnim vađenjem i daje visoke prinose ekstrakta vrhunske kvalitete. Saznajte više o ultrazvučno vađenje pomoću prirodnih dubokih eutektičkih otapala.
Kako ultrazvuka poboljšava ekstrakciju s dubokim eutektičkim otapalima?
Ultrazvučna ekstrakcija tipa sonde pomoću dubokih eutektičkih otapala i prirodnih dubokih eutektičkih otapala može ponuditi nekoliko prednosti za ekstrakciju bioaktivnih spojeva. Jedna od glavnih prednosti je povećana učinkovitost ekstrakcije fenolnih spojeva i drugih fitokemikalija iz prirodnih izvora. Duboka eutektička otapala poznata su po visokoj učinkovitosti ekstrakcije, što se čak može poboljšati ultrazvučno potpomognutom ekstrakcijom. Zbog svoje netoksičnosti izvrsna su opcija otapala za farmaceutske i prehrambene proizvode. To čini ultrazvučnu ekstrakciju pomoću dubokih eutektičkih otapala zelenom i održivom metodom za oporavak bioaktivnih spojeva. Sinergijska uporaba ultrazvuka s dubokim eutektičkim otapalima je znanstveno dokazano da rezultira većim prinosima različitih bioaktivnih spojeva. Sveukupno, ultrazvučna ekstrakcija tipa sonde pomoću dubokih eutektičkih otapala i prirodnih dubokih eutektičkih otapala pruža učinkovitiji i ekološki prihvatljiviji pristup ekstrakciji bioaktivnih spojeva.
Ultrazvučna ekstrakcija s (prirodnim) dubokim eutektičkim otapalima vrlo je učinkovita metoda za vrhunske botaničke ekstrakte. Slika prikazuje ultrazvučni procesor UP400St (400W) s 8L serijom za botaničko vađenje.
- vrlo učinkovit
- brz proces
- netoksične
- Točno podešavan na određeni botanički
- Blagi uvjeti obrade
- Način serije i protoka
- Jednostavno i sigurno
- Ekološki prihvatljivo / biorazgradivo
- Može se reciklirati
- Nezapaljivo
- jeftin
- Lako dostupna
Što su duboka eutektička otapala (DES)?
Duboka eutektička otapala (DES) mješavine su najmanje jednog akceptora vodikove veze (HBA) i jednog donora vodikove veze (HBD), uključujući karboksilne kiseline i druge obnovljive spojeve. (2019.), "snažna interakcija povezivanja vodika između HBA i HBD-a najvažniji je čimbenik za stvaranje DES-a." [Cai et al. 2019]
Za darivatelje vodikovih veza često se koriste spojevi kao što su šećeri, aminokiseline, karboksilne kiseline (npr. benzojeva kiselina, limunska kiselina, jantarna kiselina) ili amini (npr. urea, benzamid). Potencijal kemijske interakcije donatora vodikovih veza glavni su čimbenici koji doprinose stvaranju i učinkovitosti dubokih eutektičkih otapala. Halidne soli kao što su kolin klorid ili cinkov klorid također se mogu koristiti zajedno s donatorima vodikove veze. Ostala duboka eutektička otapala na bazi kolina klorida formiraju se s jabučnom kiselinom, fenolom ili glicerinom. Kao rezultat snažnih interakcija vezivanja vodika, točka taljenja dubokih eutektičkih otapala značajno se smanjuje u usporedbi s njezinim pojedinačnim komponentama. Za razliku od konvencionalnih otapala (npr. etanol, metanol, heksan, butan itd.) duboka eutektička otapala nisu hlapljiva, što znači da imaju vrlo nizak tlak pare i stoga su teško zapaljiva. Toksičnost dubokih eutektičkih otapala je niska, njihova biorazgradivost je visoka, a potrebni prekursori su jeftini, lako i obilni dostupni, kao i obnovljivi.
Prirodna duboka eutektička otapala (NADES) još su ekološki prihvatljivija jer svi prekursori potječu iz prirodnih izvora. Duboka eutektička otapala također nude podesivu solventnost na temelju kemije otopljene tvari i vrsta koje se koriste za stvaranje dubokih eutektičkih otapala. Neka prirodna duboka eutektička otapala pokazuju visoku viskoznost i stoga nisu baš prikladna za serijsku ekstrakciju. Međutim, prirodna duboka eutektička otapala s većim viskoznostima mogu se uspješno primijeniti kao otapala u ultrazvučnoj ekstrakciji protoka.
Tablica u nastavku prikazuje nekoliko primjernih sastava prirodnih dubokih eutektičkih otapala (NADES) za ekstrakciju fitokemikalija:
| NADES sastav | Molarni omjer |
|---|---|
| Kolin klorid:Mliječna kiselina | 1:2 |
| Kolin klorid:Limunska kiselina:Voda | 1:1:2 |
| Kolin klorid:Jabučna kiselina:Voda | 1:1:2 |
| Kolin klorid:Vinska kiselina | 1:2 |
| Kolin klorid:Glicerol | 1:2 |
| Kolin klorid:1,2-propanediol | 1:3 |
| Kolin klorid:Sorbitol | 1:1 |
| Kolin klorid:Glukoza:Voda | 2:1:1 |
| Kolin klorid:Fruktoza:Voda | 2:1:1 |
| Kolin klorid:Urea | 1:2 |
Kako funkcionira ultrazvučna ekstrakcija s dubokim eutektičkim otapalima?
Ultrazvučna ekstrakcija temelji se na sonomehaničkim učincima ultrazvuka visokog intenziteta, niske frekvencije. Za promicanje i intenziviranje ekstrakcije botaničkih spojeva (odnosno bioaktivnih tvari) ultrazvukom, ultrazvučni valovi velike snage spoje se ultrazvučnom sondom (koja se naziva i ultrazvučni rog ili sonotrode) u tekući medij, odnosno kašu koja se sastoji od botaničke sirovine i (prirodnog) dubokog eutektičnog otapala. Ultrazvučni valovi putuju kroz tekućinu i stvaraju naizmjenične cikluse niskog tlaka / visokog tlaka. Tijekom ciklusa niskog tlaka stvaraju se minutni vakuumski mjehurići (takozvani mjehurići karitacije), koji rastu tijekom nekoliko ciklusa tlaka. Tijekom tih ciklusa rasta mjehurića, otopljeni plinovi u tekućini ulaze u vakuumski mjehurić, tako da se vakuumski mjehurić pretvara u rastuće mjehuriće plina. Nakon uzgoja tijekom nekoliko ciklusa, vakuumski mjehurići dosežu određenu veličinu na kojoj ne mogu apsorbirati više energije, tako da nasilno implodiraju tijekom ciklusa visokog tlaka. Imploziju mjehurića karakteriziraju intenzivne kavitacijske sile, uključujući vrlo visoku temperaturu i tlak koji dosežu do 4000K odnosno 1000tm; kao i odgovarajuće diferencijali visoke temperature i tlaka. Ove ultrazvučno generirane turbulencije i sile smicanje razbijaju biljne stanice i otpuštaju unutarstanične bioaktivne spojeve u (prirodno) duboko eutektičko otapalo. Ultrazvučna ekstrakcija otvara staničnu strukturu botanike i pojačava prijenos mase između biljnog materijala i otapala. Sonikacija time potiče učinkovitost prirodnih dubokih eutektičkih otapala. Ultrazvučna ekstrakcija s (prirodnim) dubokim eutektičkim otapalima rezultira iznimno visokim prinosima u vrlo kratkom vremenu obrade.
Energetski ultrazvučni valovi ometaju staničnu strukturu biljaka, oslobađaju bioaktivne spojeve i potiču prijenos mase između biljnog materijala i otapala (npr. duboka eutektička otapala).
Kombinacija ultrazvučne ekstrakcije s (prirodnim) dubokim eutektičkim otapalima daje vam priliku kombinirati proces pojačavajući snagu ultrazvuka s izvanrednim topljivim učincima i izvanrednom konstruktivnošću dubokih eutektičkih otapala. Zbog vrhunske učinkovitosti ultrazvučne ekstrakcije, ultrasonicators se također uspješno koriste za ekstrakciju vode,
Obratite nam se sada kako biste saznali više o snažnoj ultrazvučoj primjeni ekstrakcije pomoću dubokih eutektičkih otapala!
ultrazvučni izvlači UIP2000hdT (2kW) za proizvodnju botaničkih ekstrakata
Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi za uporabu dubokih eutektičkih otapala
Ultrazvučna ekstrakcija je pouzdana tehnologija obrade, koja olakšava i ubrzava proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata iz raznih botaničkih kao i bilo kojeg otapala. Ultrazvučna ekstrakcija vrlo je kompatibilna s (prirodnim) dubokim eutektičkim otapalima, koja su povoljna zbog svoje izvrsne solubilizirajuće snage, dizajniranosti za ekstrakt, održivosti, biorazgradivosti i ekološke prihvatljivosti. Kombinacija procesnog intenziviranja ultrazvuka snage s prednostima (prirodnih) dubokih eutektičkih otapala daje ovom procesu tehnologiju superiornost na mnogim razinama. Hielscher Ultrasonics portfelj pokriva cijeli raspon od kompaktnih laboratorijskih ultrazvuka do industrijskih sustava ekstrakcije. Svi su oni naravno pogodni za vađenje s dubokim eutektičkim otapalima.
Naše dugogodišnje iskusno osoblje pomoći će vam od testova izvedivosti i optimizacije procesa do ugradnje vašeg ultrazvučnog sustava na konačnoj razini proizvodnje.
- visoka učinkovitost snage-ultrazvuk
- visoka pouzdanost
- vrlo visoke amplitude
- rad u seriji i načinu protoka
- ponovljivi / ponovljivi rezultati
- 24/7/365 operacija
- robusnost
- pametni softver
- daljinsko upravljanje preglednikom
- Prijateljstvo
- niski zahtjevi za održavanje
- sigurnosni
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Batch Volumen | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 mL | 10 do 200 mL / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 mL / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l / min | UIP4000hdT |
| N.a. | 10 do 100 l / min | UIP16000 |
| N.a. | veći | grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Književnost / Reference
- Türker, D.A., Doğan, M. (2021): Application of deep eutectic solvents as a green and biodegradable media for extraction of anthocyanin from black carrots. LWT – Food Science and Technology, Volume 138, March 2021.
- Duygu Aslan Türker, Mahmut Doğan (2022): Ultrasound-assisted natural deep eutectic solvent extraction of anthocyanin from black carrots: Optimization, cytotoxicity, in-vitro bioavailability and stability. Food and Bioproducts Processing, Volume 132, 2022. 99-113.
- 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.
- Křížek, et al. (2018): Menthol-based Hydrophobic Deep Eutectic Solvents: Towards Greener and Efficient Extraction of Phytocannabinoids. Journal of Cleaner Production, 193, 2018. 391-396.
- Chemat F, et al. (2019): Review of Alternative Solvents for Green Extraction of Food and Natural Products: Panorama, Principles, Applications and Prospects. Molecules, vol.24, no.16, 2019. 3007.
- Lores, H.; Romero, Vanesa; Costas Mora, Isabel; Bendicho, Carlos; Lavilla, Isela (2016): Natural deep eutectic solvents in combination with ultrasonic energy as a green approach for solubilisation of proteins: application to gluten determination by immunoassay. Talanta 2017. 453-459.
- Cai, et al. (2019): Green Extraction of Cannabidiol from Industrial Hemp (Cannabis sativa L.) Using Deep Eutectic Solvents Coupled with Further Enrichment and Recovery by Macroporous Resin. Journal of Molecular Liquids, 2019.
Ultrazvuk visokih performansi! Hielscherov asortiman pokriva cijeli spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrasonikatora preko bench-top jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava.