Ultrazvuka tipa sonde može poboljšati konvencionalnu ekstrakciju heksana intenziviranjem procesa i čineći ga znatno učinkovitijim. Ultrazvučna ekstrakcija poboljšava prijenos mase i ometa stanice za oslobađanje ciljanih bioaktivnih tvari u otapalo, što rezultira većim prinosima ekstrakcije u usporedbi sa samim konvencionalnim metodama. Ekstrakcija potpomognuta ultrazvukom vrlo je učinkovita u povećanju prinosa ekstrakcije ulja, uključujući ulje uljane repice i laneno ulje, što rezultira visokokvalitetnim sastavom masnih kiselina i većim sadržajem bioaktivnih komponenti.

Ekstrakcija heksana poboljšana ultrazvukom snage

Ultrazvučna ekstrakcija je metoda intenziviranja procesa koja može značajno poboljšati procese ekstrakcije krute tekućine i otapala.

Ograničenja konvencionalne ekstrakcije heksana

Ekstrakcija heksana uobičajena je tehnika koja se koristi za ekstrakciju organskih spojeva, osobito nepolarnih tvari, iz različitih izvora kao što su biljke, sjemenke ili tlo. Heksan je otapalo ugljikovodika koje je vrlo učinkovito u otapanju i ekstrakciji lipida, ulja i drugih nepolarnih spojeva. Heksan se široko koristi za ekstrakciju ulja zbog svoje topljive sposobnosti za nepolarne spojeve (npr. Ulja), lakog naknadnog odvajanja ulja i uske točke vrenja (63–69 °C).
Međutim, učinkovitost procesa ekstrakcije heksana može se uvelike razlikovati ovisno o sirovini i ekstrakciji : Prinos ekstrakcije i vrijeme ekstrakcije uglavnom su povezani. To znači da je za visok prinos ekstrakta potrebno duže vrijeme zadržavanja biomase u heksanskom otapalu. Drugi ograničavajući faktor je često nedovoljno prodiranje heksana u matricu biomase. Krute stanične strukture uglavnom su navlažene heksanom na površini, dok unutrašnjost stanice samo djelomično dolazi u kontakt s heksanom. Takva nedovoljna penetracija rezultira nepotpunim procesom ekstrakcije jer ciljane tvari kao što su lipidi (tj. masne kiseline, masti, ulja) ostaju u unutrašnjosti stanične matrice.

Rješenje: Ultrazvučno pojačana ekstrakcija heksana

Sonda tipa ultrazvukom, također poznat kao ultrazvučna sonda ultrazvukom, je metoda koja koristi ultrazvučne valove visokog intenziteta za stvaranje akustičnih kavitacija mjehurića u tekućem mediju. Ti se mjehurići brzo urušavaju, stvarajući intenzivna lokalizirana energetska polja i stvarajući mikroturbulencije i sile visokog smicanja unutar otapala.
Zbog ovih ultrazvučno generiranih energetski gustih uvjeta, sonda tipa ultrazvukom može intenzivirati i poboljšati proces ekstrakcije heksana na nekoliko načina:

• Poboljšani prijenos mase: Sonikacija poboljšava prijenos mase između čvrstog uzorka i otapala. Mikroturbulencija i brzo urušavanje kavitacijskih mjehurića stvaraju jake sile smicanja i lokalizirane promjene tlaka. To narušava granični sloj oko čvrstog uzorka, potičući oslobađanje ciljnih spojeva u otapalo, čime se poboljšava učinkovitost ekstrakcije.
• Ubrzana ekstrakcija: Sonikacija ubrzava kinetiku ekstrakcije povećanjem kontaktne površine između otapala i čvrstog uzorka. Kavitacijski mjehurići osiguravaju miješanje i stvaraju homogeniziranu smjesu, osiguravajući da otapalo dođe u bliski kontakt s cijelom površinom čvrstog materijala, što dovodi do bržih stopa ekstrakcije.
• Poremećaj staničnih struktura: U ekstrakcijama na biljnoj bazi, ultrazvukom može poremetiti stanične strukture, kao što su stanične stijenke i membrane, olakšavajući oslobađanje unutarstaničnih komponenti. To omogućuje učinkovitiju ekstrakciju lipida i drugih ciljnih spojeva koji mogu biti zatvoreni unutar stanica.
• Skraćeno vrijeme ekstrakcije: Kombinirajući povećani prijenos mase i ubrzanu kinetiku ekstrakcije, sonda tipa ultrazvukom može značajno smanjiti vrijeme ekstrakcije potrebno za dobivanje željenog prinosa. To može biti posebno korisno pri obradi velikih količina uzoraka ili radu s vremenski osjetljivim aplikacijama.

Zbog tih poboljšanih čimbenika procesa, sonda tipa ultrazvuka može značajno poboljšati ekstrakciju heksana. Ultrazvučna ekstrakcija heksana može se optimizirati na temelju specifičnih spojeva i volumena koji se izvlače. Ultrazvučni intenzitet (amplituda), trajanje, temperatura, tlak i postavljanje ekstrakcije mogu se prilagoditi optimalnim prinosima ekstrakta unutar skraćenog razdoblja ekstrakcije.

• alge ulje
• Biljna ulja (soja, lan, uljana repica, suncokret, rižine mekinje itd.)
• Esencijalna ulja
• Caryophyllene
• Oleoresin vanilije iz mahuna vanilije
• Lutein od žumanjka
• Astaksantina iz algi
• Odmašćivanje insekata

Ultrazvučno pojačana ekstrakcija Soxhleta koristeći heksan kao otapalo

Ultrazvučno pojačana Soxhlet ekstrakcija je proces koji kombinira tradicionalnu Soxhlet ekstrakciju s ultrazvučnim valovima poboljšati učinkovitost procesa ekstrakcije. Soxhlet extractio je postupak koji se obično koristi u laboratorijima i za proizvodnju manjih volumena ekstrakata, kao što su eterična ulja ili određeni bioaktivni spojevi.
Heksan je često korišteno otapalo za ovaj proces, jer je učinkovit u vađenju lipida iz različitih izvora, uključujući ulja sjemena, ulje algi, kao i bioaktivne spojeve na bazi lipida. Ultrasonication ometa stanične strukture i potiče ekstrakciju krute tekućine povećanim prijenosom mase i oslobađanjem spojeva u otapalo. Budući da otapalo kao što je heksan može bolje prodrijeti u kruti materijal i učinkovito otopiti ulja (lipide, masne kiseline). Slijedom toga, proces ekstrakcije se ubrzava, smanjujući vrijeme potrebno za ekstrakciju željenih spojeva. Osim toga, upotreba ultrazvuka može smanjiti potrebnu količinu otapala, što ga čini ekološki prihvatljivijom opcijom.
 

Ultrazvučna ekstrakcija omogućuje uporabu blažih, netoksičnih otapala

Ultrasonication ne samo da poboljšava ekstrakciju heksana, već omogućuje i korištenje blažih, netoksičnih otapala kao što su etanol, vodeni etanol, voda ili prirodna duboka eutektička otapala (DES, NADES). Vrlo učinkovit poremećaj stanica i prijenos mase koji pružaju ultrazvučni ekstraktori tipa sonde daje izvrsne rezultate pomoću blažih otapala. Na taj način, ultrazvučna ekstrakcija u kombinaciji s blažim, netoksičnim, ekološki prihvatljivijim otapalima omogućuje visokokvalitetne ekstrakte prehrambene kvalitete, uštedu troškova i zeleni proces ekstrakcije.

Ultrasonicators visokih performansi za poboljšanu ekstrakciju heksana

Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi, i opskrbljuje ultrazvučne ekstraktore visokih performansi, koji se lako mogu integrirati u postojeća postrojenja za ekstrakciju heksana ili Soxhlet ekstraktore. Osim usluge opskrbe, ugradnje, održavanja, Hielscher savjetuje i vodi svoje kupce tijekom ispitivanja izvedivosti, optimizacije procesa i projektiranja postrojenja do konačne instalacije i puštanja u rad procesa ekstrakcije.
Glavne prednosti Hielscher ultrasonicators su potpuna kontrola procesa, linearna skalabilnost, i sposobnost svih industrijskih ultrazvučnih procesora isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200 μm mogu se lako kontinuirano izvoditi u 24/7 operaciji. Posebno su važne visoke amplitude, kada je riječ o ekstrakciji tvrđih staničnih struktura kao što su sjemenke i zrna.
Naše tehničko osoblje i naš potpuno opremljeni procesni laboratorij pomoći će vam znanjem i vodstvom!

Dizajn, proizvodnja i savjetovanje – Kvaliteta proizvedena u Njemačkoj

Hielscher ultrasonicators su poznati po svojim najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućuju glatku integraciju naših ultrasonicators u industrijske objekte. Grubim uvjetima i zahtjevnim okruženjima lako se bave Hielscher ultrasonicators.

Hielscher Ultrasonics je tvrtka s ISO certifikatom i poseban naglasak stavlja na ultrazvučne uređaje visokih performansi s najsuvremenijom tehnologijom i prilagođenošću korisnicima. Naravno, Hielscher ultrasonicators su CE sukladni i zadovoljavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.

Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja: