Ultrazvučna ekstrakcija i njezin princip rada
Ultrazvučna ekstrakcija
Ultrazvučna ekstrakcija se koristi u hrani, dodatak prehrani i farmaceutskoj industriji za oslobađanje bioaktivnih spojeva kao što su vitamini, polifenoli, polisaharidi, kanabinoidi i druge fitokemikalije iz bilja. Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija temelji se na principu rada akustične ili ultrazvučne kavitacije.
Kako funkcionira akustična kavitacija?
Ultrazvučna ekstrakcija postiže se kada je visoka snaga, niske frekvencije ultrazvučni valovi su spojeni u kašu koja se sastoji od botaničkog materijala u otapalu. High-power ultrazvučni valovi su spojeni preko sonde tipa ultrazvučni procesor u kašu. visoko energetski ultrazvučni valovi putuju kroz tekućinu stvarajući izmjenične cikluse visokog tlaka / niskog tlaka, što rezultira fenomenom akustične kavitacije. Akustična ili ultrazvučna kavitacija dovodi lokalno do ekstremnih temperatura, pritisaka, brzine grijanja / hlađenja, diferencijala tlaka i visokih sila smicanja u mediju. Kada kavitacija mjehurići implodirati na površini krutih tvari (kao što su čestice, biljne stanice, tkiva itd.), mikro-mlaznice i interparticlularni sudar generirati učinke kao što su piling površine, erozije, čestica kvar, sonoporacija (perforacija staničnih zidova i staničnih membrana) i poremećaj stanica. Osim toga, implozija mjehurića kavitacije u tekućim medijima stvaraju makroturbulencije i mikro-miješanje. Ultrazvučno zračenje predstavlja učinkovit način za poboljšanje procesa prijenosa mase, jer sonikacija rezultira kavitacijom i njegovim srodnim mehanizmima kao što su mikros-kretanje tekućim mlaznicama, kompresija i dekompresija u materijalu s naknadnim poremećajem staničnih zidova, kao i visoke stope grijanja i hlađenja.
Sonda tipa ultrasonicators može generirati vrlo visoke amplitude, što je potrebno za generiranje utjecajan kavitacije. Hielscher Ultrazvučni proizvodi visoke performanse ultrazvučni ekstraktori, koji se lako može stvoriti amplitude od 200μm u kontinuiranom 24 /7 rad. Za još veće amplitude, Hielscher nudi određene visoke amplitude sonotrode (sonde).
Pod tlakom ultrazvučni reaktori i stanice protoka se koriste za intenziviranje kavitacije. S povećanjem tlaka, kavitacija i kavitacijske sile smicanja postaju destruktivne i time poboljšati time ultrazvučne učinke ekstrakcije.
Ultrazvučna ekstrakcija se temelji na akustičnoj kavitacije i njegove hidrododinamske sile smicanja
UP400St Ultrazvučno Vađenje botaničkog materijala u 8L batch
Učinci ultrazvučne ekstrakcije
Ultrazvučni poremećaj stanica i povećanje prijenosa mase
Ultrazvuk može pomoći procesima ekstrakcije i kroz poremećaj stanica i poboljšanjem prijenosa mase u graničnom sloju koji okružuje čvrstu matricu.
Sonoporacija, perforacija staničnih zidova i membrana, poboljšava propusnost staničnih zidova i membrana i često je srednji korak prije nego što su stanice potpuno poremećene ultrazvukom.
Mehanički učinci ultrazvučne kavitacije, kao što su diferencijacije topline i tlaka, udarni valovi, sile smicanja, tekući mlazovi i mikro strujanje, pojačavaju prodiranje otapala u unutrašnjost stanica i poboljšavaju prijenos mase između stanica i otapala tako da se međustanični materijali prenose u otapalo.
Ultrazvučna ekstrakcija iz biljnih stanica: mikroskopski transverzalni dio (TS) pokazuje mehanizam djelovanja tijekom ultrazvučnog ekstrakcije iz stanica (povećanje 2000x) [resurs: Vilkhu et Al. 2011]
- visoki prinosi
- Vrhunska kvaliteta
- Ekstrakti punog spektra
- brz proces
- Kompatibilan s bilo kojim otapalom
- Jednostavan i siguran za rad
- linearni skalabilnost
- ekološki prihvatljivo
- Brzi povrat ulaganja
ultrazvučni homogenizator UIP2000hdT (2kW) s kontinuirano miješanim serijskim reaktorom
Ultrazvučna oprema za vađenje
Hielscher Ultrasonics procesori su sustavi za ekstrakciju visokih performansi, koji su jednostavni i sigurni za rad. U skladu s vašom sirovinom, procesnim kapacitetima i izlaznim ciljem, Hielscher vam nudi najprikladniji ultrasonicator. Naš portfelj proizvoda varira od kompaktnih, snažnih ručnih ultrasonicators preko klupa-top sustava do potpuno industrijskih ultrazvučnih jedinica sposoban za obradu nekoliko tona na sat.
Hielscher Ultrasonics ekstraktori mogu se koristiti za skupnu i kontinuiranu ekstrakciju inline i mogu se koristiti u kombinaciji s bilo kojim otapalom.
Razni dodaci kao što su sonotrode (sonde) različitih veličina i oblika, booster rogovi, stanice protoka s različitim volumenima i geometrijama, pluggable senzori temperature i tlaka i mnoge druge gadgete su dostupni za sastavljanje idealne ultrazvučni postava za vaš proces ekstrakcije.
Svi naši digitalni modeli opremljeni su inteligentnim softverom koji vam omogućuje podešavanje, praćenje i postavljanje parametara ekstrakcije. Zbog precizne kontrole nad amplitudom, vremenom ultrazvukom i radnim ciklusima, mogu se postići optimalni rezultati procesa kao što su superiorni prinos i najviša kvaliteta ekstrakta. Automatsko bilježenje podataka o procesu ultrazvukom su osnove za standardizaciju procesa i obnovljivost / ponovljivost, koje su potrebne za dobre proizvođačke prakse (GMP).
Hielscher Ultrasonics’ Industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200 μm mogu se lako kontinuirano izvoditi u 24/7 operaciji. Za još više amplitude, prilagođene ultrazvučnih sonotrode su dostupni. Robusnost Hielscher je ultrazvučna oprema omogućuje za 24/7 rad u teškoj dužnosti i u zahtjevnim okruženjima.
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!
Visoke snage ultrazvučni homogenizatori iz Laboratorija do Pilot i industrijski razmjera.
Književnost / Reference
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
biljnih ekstrakata
Botanički ekstrakti su bioaktivne tvari, koje su izolirane od biljnog materijala kao što su bilje, cvijeće, lišće, stabljike, korijenje i druge biljne dijelove. Bioaktivni spojevi kao što su vitamini, antioksidansi, polifenoli, polisaharidi, kanabinoidi i druge molekule biljaka koriste se kao funkcionalni prehrambeni aditivi, nutraceuticals, kozmeutike, lijekove i prirodne bojila.