Ultrazvučna ekstrakcija – svestrana i primjenjiva na bilo koji biljni materijal

Mogu li svoj ultrazvučni uređaj sa sondom koristiti za ekstrakciju kanabisa i psilocibina? Odgovor je: Da! Svoj ultrazvučni uređaj možete koristiti za brojne različite sirovine kako biste proizveli visokokvalitetne ekstrakte. Prednost tehnike ultrazvučne ekstrakcije leži u njezinoj kompatibilnosti s gotovo svakom biljnom sirovinom i otapalom. Stoga ultrazvučna ekstrakcija omogućuje visoke prinose uz kratko vrijeme obrade i za polarne i za nepolarne molekule.

Ekstrakcija polarnih i nepolarnih molekula ultrazvukom

Stupanj mogućnosti ekstrakcije bioaktivnih spojeva određen je različitim čimbenicima, poput okolnih staničnih struktura ili polarnosti ciljne molekule.
„Slično otapa slično”
Topljivost na molekularnoj razini općenito se može podijeliti u dvije različite kategorije: polarnu i nepolarnu.
Polarne molekule imaju pozitivno + i negativno – nabijene krajeve. Nepolarne molekule gotovo da nemaju naboj (nulti naboj) ili je naboj uravnotežen. Otapala pripadaju tim kategorijama i mogu biti, primjerice, jako, srednje ili slabo polarna ili nepolarna.
Kao što izraz „Slično otapa slično” sugerira, molekule se najbolje otapaju u otapalu iste polarnosti.
Polarna otapala otapaju polarne spojeve. Nepolarna otapala otapaju nepolarne spojeve. Ovisno o polarnosti biljnog spoja, potrebno je odabrati prikladno otapalo s velikom sposobnošću otapanja.

Ultrazvučni uređaj UP400St široko je korišten ultrazvučni ekstraktor za izolaciju bioaktivnih spojeva iz biljnih materijala.

Ultrazvučni ekstraktor UP400St (400watts) za izradu visokokvalitetnih biljnih ekstrakata, primjerice iz konoplje, marihuane, gljiva i začinskog bilja.

Ultrazvučna obrada brza je i blaga metoda ekstrakcije za proizvodnju visokokvalitetnog ekstrakta gljiva. U videozapisu se UP400St upotrebljava za ekstrakciju gljiva shiitake.

Lipidi i masti nepolarne su molekule. Fitokemikalije poput glavnih kanabinoida (CBD, THC), terpena, tokoferola, klorofila A i karotenoida takve su nepolarne molekule. „Vodene molekule” poput psilocibina, antocijana, većine alkaloida, klorofila B, vitamina C i vitamina skupine B vrste su polarnih molekula.
To znači da biste za ekstrakciju kanabisa i psilocibina trebali odabrati različita otapala jer su molekule kanabinoida nepolarne, dok su molekule psilocibina polarne. Stoga je polarnost otapala važna. Polarne molekule poput fitokemikalije psilocibina najbolje se otapaju u polarnim otapalima. Istaknuta polarna otapala su, primjerice, voda ili metanol. Nepolarne molekule, s druge strane, najbolje se otapaju u nepolarnim otapalima poput heksana ili toluena.

Ultrazvučna ekstrakcija bilo koje fitokemikalije uz odabir idealnog otapala

Prednost ultrazvučnog ekstraktora njegova je kompatibilnost s gotovo svakom vrstom otapala. Sustav za ultrazvučnu ekstrakciju možete koristiti s polarnim i nepolarnim otapalima.
Neke sirovine, poput „vitalnih gljiva”, često imaju koristi od dvostupanjskog postupka ekstrakcije u kojem se ultrazvučna ekstrakcija provodi uzastopno s polarnim i nepolarnim otapalom. Takva dvostupanjska ekstrakcija oslobađa obje vrste molekula, i polarne i nepolarne.

Voda je polarno otapalo; ostala polarna otapala uključuju aceton, acetonitril, dimetilformamid (DMF), dimetilsulfoksid (DMSO), izopropanol i metanol.
Napomena: Iako je voda tehnički otapalo, ekstrakcija na bazi vode u laičkom se govoru često naziva ekstrakcijom bez otapala.
Etanol, aceton, diklormetan itd. svrstavaju se u srednje polarna otapala, dok su n-heksan, eter, kloroform, toluen itd. nepolarni.

Etanol – svestrano otapalo za ekstrakciju biljnih sirovina

Etanol, otapalo koje se često upotrebljava za ekstrakciju biljnih sirovina, srednje je polarno otapalo. To znači da etanol ima polarna i nepolarna ekstrakcijska svojstva. Zbog sposobnosti ekstrakcije polarnih i nepolarnih spojeva etanol je idealno otapalo za ekstrakte širokog spektra, kakvi se često proizvode od biljnih sirovina poput konoplje, kanabisa i drugog bilja, pri čemu se ekstrahiraju različite fitokemikalije kako bi se postigao takozvani učinak združenog djelovanja. Učinak združenog djelovanja opisuje zajedničko djelovanje različitih bioaktivnih spojeva, koje rezultira znatno izraženijim povoljnim učincima na zdravlje. Primjerice, ekstrakt konoplje širokog spektra sadrži različite kanabinoide poput kanabidiola (CBD), kanabigerola (CBG), kanabinola (CBN), kanabikromena (CBC), terpene, terpenoide, alkaloide i druge fitokemikalije, koje djeluju zajedno i na holistički način pojačavaju blagotvorne učinke ekstrakta.

Jednostavan prijelaz s jedne biljne sirovine na drugu

Prijelaz između šarži različitih biljnih sirovina jednostavan je i brz.
Za ultrazvučnu šaržnu ekstrakciju jednostavno pripremite suspenziju koja se sastoji od (osušenog) maceriranog biljnog materijala, npr. konoplje u etanolu. Umetnite ultrazvučnu sondu (poznatu i kao sonotroda) u posudu i provodite sonikaciju tijekom određenog vremena. Nakon sonikacije izvadite ultrazvučnu sondu iz šarže. Čišćenje ultrazvučnog uređaja jednostavno je i traje samo jednu minutu: obrišite sonotrodu kako biste uklonili biljne čestice, a zatim upotrijebite funkciju CIP (čišćenje na mjestu) ultrazvučnog uređaja. Umetnite sonotrodu u laboratorijsku čašu s vodom, uključite uređaj i pustite ga da radi 20–30 sekundi. Tako se ultrazvučna sonda sama čisti.
Sada ste spremni za obradu sljedeće šarže radi ekstrakcije druge biljne sirovine, poput psilocibina u vodi.
Slično tome, ultrazvučni sustavi za obradu u liniji opremljeni protočnom ćelijom čiste se mehanizmom CIP. Dovođenje vode u protočnu ćeliju uz istodoban rad ultrazvuka uglavnom je dovoljno za čišćenje. Naravno, možete dodati malu količinu sredstava za čišćenje (npr. kako biste olakšali uklanjanje ulja).
Ultrazvučni ekstraktori univerzalno su primjenjivi na sve vrste bioaktivnih spojeva i otapala prikladna njihovoj polarnosti.

Industrijski sustav za ultrazvučnu ekstrakciju snage 16kW za kontinuiranu protočnu proizvodnju visokokvalitetnih biljnih ekstrakata iz biljaka i gljiva.

MultiSonoReactor s 4x 4kW za proizvodnju biljnih ekstrakata u velikim razmjerima (masovnu proizvodnju).

Prednosti ultrazvučne ekstrakcije

Veći prinos
Visoka kvaliteta
Bez toplinske razgradnje
Brza ekstrakcija
Jednostavan i siguran rad
Ekološki prihvatljiva ekstrakcija

Ultrazvučna ekstrakcija može se kombinirati s otapalima certificiranima za ekološku proizvodnju radi vrhunske učinkovitosti i ekološke prihvatljivosti. To omogućuje ultrazvučnu proizvodnju potpuno prirodnih, ekoloških ekstrakata gljiva.

Ultrazvučni ekstraktor UIP2000hdT (2000 vata) za proizvodnju potpuno prirodnih, ekoloških ekstrakata kanabisa, bilja, gljiva itd.

Pronađite najbolji ultrazvučni uređaj visokih performansi za svoje potrebe ekstrakcije

Ekstraktori Hielscher Ultrasonics dobro su etablirani u području ekstrakcije biljnih sirovina. Proizvođači ekstrakata – od malih proizvođača ekskluzivnih ekstrakata do velikih masovnih proizvođača – u širokoj ponudi opreme Hielscher pronalaze idealan ultrazvučni uređaj za svoj proizvodni kapacitet. Konfiguracije za šaržne procese i kontinuirane procese u liniji lako su dostupne, brzo se instaliraju te omogućuju siguran i intuitivan rad.

Najviša kvaliteta – projektirano i proizvedeno u Njemačkoj

Sofisticirani hardver i pametni softver ultrazvučnih uređaja Hielscher osmišljeni su kako bi jamčili pouzdane rezultate ultrazvučne ekstrakcije vaših biljnih sirovina, uz ponovljive ishode i jednostavan, siguran rad. Ultrazvučni ekstraktori Hielscher, izrađeni za rad 24/7, vrlo robusni i s malim zahtjevima za održavanjem, pouzdano su i praktično rješenje za proizvođače biljnih ekstrakata.
Ekstraktori Hielscher Ultrasonics upotrebljavaju se diljem svijeta za proizvodnju visokokvalitetnih biljnih ekstrakata. Ultrazvučne uređaje Hielscher, dokazano sposobne za proizvodnju visokokvalitetnog ekstrakta, ne upotrebljavaju samo mali proizvođači ekskluzivnih ekstrakata, nego ponajviše industrijski proizvođači ekstrakata i dodataka prehrani koji se široko distribuiraju na tržištu. Zahvaljujući svojoj robusnosti i malim zahtjevima za održavanjem, ultrazvučni procesori Hielscher mogu se jednostavno instalirati, njima se može lako upravljati i njihov se rad može lako nadzirati.

Automatsko bilježenje podataka

Kako bi se ispunili standardi proizvodnje dodataka prehrani i terapijskih pripravaka, proizvodni procesi moraju se detaljno nadzirati i bilježiti. Digitalni ultrazvučni uređaji Hielscher Ultrasonics imaju funkciju automatskog bilježenja podataka. Zahvaljujući toj pametnoj funkciji, svi važni procesni parametri, poput ultrazvučne energije (ukupne i neto energije), temperature, tlaka i vremena, automatski se pohranjuju na ugrađenu SD karticu čim se uređaj uključi. Nadzor procesa i bilježenje podataka važni su za kontinuiranu standardizaciju procesa i kvalitetu proizvoda. Pristupom automatski zabilježenim procesnim podacima možete pregledati prethodne postupke sonikacije i procijeniti rezultate.
Još jedna praktična funkcija jest daljinsko upravljanje našim digitalnim ultrazvučnim sustavima putem preglednika. Putem daljinskog upravljanja u pregledniku možete s bilo kojeg mjesta pokrenuti, zaustaviti, prilagoditi i nadzirati svoj ultrazvučni procesor.
Želite li saznati više o prednostima ultrazvučne ekstrakcije? Obratite nam se sada kako bismo razgovarali o vašem procesu proizvodnje biljnih ekstrakata! Naše iskusno osoblje rado će vam pružiti više informacija o ultrazvučnoj ekstrakciji, našim ultrazvučnim sustavima i cijenama!

Zašto je ultrazvučna ekstrakcija najbolja metoda?

Učinkovitost

Veći prinosi
Brz postupak ekstrakcije – u roku od nekoliko minuta
Visokokvalitetni ekstrakti – blaga, netoplinska ekstrakcija
Zelena otapala (voda, etanol, glicerin, biljna ulja, NADES itd.)

Jednostavnost

Priključi i radi – postavljanje i početak rada u roku od nekoliko minuta
Visok kapacitet obrade – za proizvodnju ekstrakata velikih razmjera
Šaržni ili kontinuirani protočni rad
Jednostavna ugradnja i puštanje u rad
Prijenosni / pomični – prijenosni uređaji ili uređaji na kotačima
Linearno povećanje proizvodnog kapaciteta – paralelno dodajte još jedan ultrazvučni sustav kako biste povećali kapacitet
Daljinski nadzor i upravljanje – putem računala, pametnog telefona ili tableta
Nadzor procesa nije potreban – postavite i pokrenite
Visoke performanse – projektirano za kontinuiranu proizvodnju 24/7
Robusnost i mali zahtjevi za održavanjem
Visoka kvaliteta – projektirano i proizvedeno u Njemačkoj
Brzo punjenje i pražnjenje između šarži
Jednostavno čišćenje

Sigurnost

Jednostavan i siguran rad
Ekstrakcija bez otapala ili s otapalima (voda, etanol, biljna ulja, glicerin itd.)
Bez visokih tlakova i temperatura
Dostupni su sustavi s protueksplozijskom zaštitom i certifikatom ATEX
Jednostavno upravljanje (i daljinskim putem)

Ultrazvučna ekstrakcija

i još mnogo toga!

Tablica u nastavku daje pregled približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Volumen šarže	Protok	Preporučeni uređaji
1 do 500mL	10 do 200mL/min	UP100H
10 do 2000mL	20 do 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 do 20L	0,2 do 4L/min	UIP2000hdT
10 do 100L	2 do 10L/min	UIP4000hdT
n.a.	10 do 100L/min	UIP16000
n.a.	veći	skup uređaja UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Povezane teme

Ultrazvučni homogenizatori s visokim smičnim silama upotrebljavaju se za laboratorijsku obradu, obradu stolnim uređajima te pilotnu i industrijsku obradu.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za primjene miješanja, dispergiranja, emulgiranja i ekstrakcije u laboratorijskom, pilotnom i industrijskom mjerilu.

Literatura / Reference

F. Chemat; M. K. Khan (2011): Applications of ultrasound in food technology: processing, preservation and extraction. Ultrasonic Sonochemistry, 18, 2011. 813–835.
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.

Otapala i njihova polarnost

U tablici u nastavku navedena su najčešća otapala poredana od najniže do najviše polarnosti.

Solvent	formula	boiling point (degC)	melting point (degC)	density (g/mL)	solubility in H₂O (g/100g)	relative polarity
cyclohexane	C₆H₁₂	80.7	6.6	0.779	0.005	0.006
pentane	C₅H₁₂	36.1	-129.7	0.626	0.0039	0.009
hexane	C₆H₁₄	69	-95	0.655	0.0014	0.009
heptane	C₇H₁₆	98	-90.6	0.684	0.0003	0.012
carbon tetrachloride	CCl₄	76.7	-22.4	1.594	0.08	0.052
carbon disulfide	CS₂	46.3	-111.6	1.263	0.2	0.065
p-xylene	C₈H₁₀	138.3	13.3	0.861	0.02	0.074
toluene	C₇H₈	110.6	-93	0.867	0.05	0.099
benzene	C₆H₆	80.1	5.5	0.879	0.18	0.111
ether	C₄H₁₀O	34.6	-116.3	0.713	7.5	0.117
methyl t-butyl ether (MTBE)	C₅H₁₂O	55.2	-109	0.741	4.8	0.124
diethylamine	C₄H₁₁N	56.3	-48	0.706	M	0.145
dioxane	C₄H₈O₂	101.1	11.8	1.033	M	0.164
N,N-dimethylaniline	C₈H₁₁N	194.2	2.4	0.956	0.14	0.179
chlorobenzene	C₆H₅Cl	132	-45.6	1.106	0.05	0.188
anisole	C₇H₈O	153.7	-37.5	0.996	0.10	0.198
tetrahydrofuran (THF)	C₄H₈O	66	-108.4	0.886	30	0.207
ethyl acetate	C₄H₈O₂	77	-83.6	0.894	8.7	0.228
ethyl benzoate	C₉H₁₀O₂	213	-34.6	1.047	0.07	0.228
dimethoxyethane (glyme)	C₄H₁₀O₂	85	-58	0.868	M	0.231
diglyme	C₆H₁₄O₃	162	-64	0.945	M	0.244
methyl acetate	C₃H₆O₂	56.9	-98.1	0.933	24.4	0.253
chloroform	CHCl₃	61.2	-63.5	1.498	0.8	0.259
3-pentanone	C₅H₁₂O	101.7	-39.8	0.814	3.4	0.265
1,1-dichloroethane	C₂H₄Cl₂	57.3	-97.0	1.176	0.5	0.269
di-n-butyl phthalate	C₁₆H₂₂O₄	340	-35	1.049	0.0011	0.272
cyclohexanone	C₆H₁₀O	155.6	-16.4	0.948	2.3	0.281
pyridine	C₅H₅N	115.5	-42	0.982	M	0.302
dimethylphthalate	C₁₀H₁₀O₄	283.8	1	1.190	0.43	0.309
methylene chloride	CH₂Cl₂	39.8	-96.7	1.326	1.32	0.309
2-pentanone	C₅H₁₀O	102.3	-76.9	0.809	4.3	0.321
2-butanone	C₄H₈O	79.6	-86.3	0.805	25.6	0.327
1,2-dichloroethane	C₂H₄Cl₂	83.5	-35.4	1.235	0.87	0.327
benzonitrile	C₇H₅N	205	-13	0.996	0.2	0.333
acetone	C₃H₆O	56.2	-94.3	0.786	M	0.355
dimethylformamide (DMF)	C₃H₇NO	153	-61	0.944	M	0.386
t-butyl alcohol	C₄H₁₀O	82.2	25.5	0.786	M	0.389
aniline	C₆H₇N	184.4	-6.0	1.022	3.4	0.420
dimethylsulfoxide (DMSO)	C₂H₆OS	189	18.4	1.092	M	0.444
acetonitrile	C₂H₃N	81.6	-46	0.786	M	0.460
3-pentanol	C₅H₁₂O	115.3	-8	0.821	5.1	0.463
2-pentanol	C₅H₁₂O	119.0	-50	0.810	4.5	0.488
2-butanol	C₄H₁₀O	99.5	– 114.7	0.808	18.1	0.506
cyclohexanol	C₆H₁₂O	161.1	25.2	0.962	4.2	0.509
1-octanol	C ₈H ₁₈O	194.4	-15	0.827	0.096	0.537
2-propanol	C₃H₈O	82.4	-88.5	0.785	M	0.546
1-heptanol	C₇H ₁₆O	176.4	-35	0.819	0.17	0.549
i-butanol	C₄H₁₀O	107.9	-108.2	0.803	8.5	0.552
1-hexanol	C ₆H ₁₄O	158	-46.7	0.814	0.59	0.559
1-pentanol	C₅H₁₂O	138.0	-78.2	0.814	2.2	0.568
acetyl acetone	C₅H₈O₂	140.4	-23	0.975	16	0.571
ethyl acetoacetate	C₆H₁₀O₃	180.4	-80	1.028	2.9	0.577
1-butanol	C₄H₁₀O	117.6	-89.5	0.81	7.7	0. 586
benzyl alcohol	C ₇H ₈O	205.4	-15.3	1.042	3.5	0.608
1-propanol	C₃H₈O	97	-126	0.803	M	0.617
acetic acid	C₂H₄O₂	118	16.6	1.049	M	0.648
2-aminoethanol	C₂H₇NO	170.9	10.5	1.018	M	0.651
ethanol	C₂H₆O	78.5	-114.1	0.789	M	0.654
diethylene glycol	C₄H₁₀O₃	245	-10	1.118	M	0.713
methanol	CH₄O	64.6	-98	0.791	M	0.762
ethylene glycol	C₂H₆O₂	197	-13	1.115	M	0.790
glycerin	C₃H₈O₃	290	17.8	1.261	M	0.812
water, heavy	D₂O	101.3	4	1.107	M	0.991
water	H₂O	100.00	0.00	0.998	M	1.000

Ultrazvučna tehnologija visokih performansi! Asortiman proizvoda Hielscher obuhvaća cijeli spektar, od kompaktnog laboratorijskog ultrazvučnog uređaja preko stolnih uređaja do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorijske do industrijske veličine.