Glicerin mint oldószer az ultrahangos extrakcióhoz
A glicerin vagy glicerol tisztán (100%) vagy vízzel, illetve etanollal alkotott keverékként használható növényi anyagok extrakciójához. Ismerje meg a glicerin extrakciós oldószerként való alkalmazásának előnyeit az ultrahangos kezelési eljárásokban.
Növényi anyagok extrakciója glicerinben ultrahangos kezeléssel
A növényi anyagok extrakciója alapvető eljárás az analitikai kémiában, a biokémiában és a természetes anyagok kutatásában, amelynek célja meghatározott komponensek elkülönítése összetett keverékekből. A hagyományos extrakciós módszerek, például a macerálás vagy a Soxhlet-extrakció, gyakran hosszú feldolgozási időt és szerves oldószerek használatát igénylik, amelyek környezeti és egészségügyi kockázatokat jelenthetnek. Az elmúlt évtizedben az ultrahangos extrakció felváltotta a hagyományos extrakciós technikákat, például a macerálást, a Soxhlet-extrakciót és az oldószeres extrakciót, mivel az ultrahangos kezelés hatékonyabb, gyorsabb, eredményesebb és környezetbarátabb. Az ultrahangos extrakció ezen előnyei mellett ez a technika lehetővé teszi a választott oldószer használatát. Az ultrahangos extraktorok még a tiszta növényi glicerint is képesek oldószerként kezelni.
UP400ST ultrahangos homogenizátor gyógynövények extrakciójához, glicerin oldószerrel.
Hogyan működnek az extrakcióhoz használt szondás ultrahangos készülékek?
A növényi anyagok extrakciójához használt ultrahangos kezelőberendezések az intenzív ultrahang erejét hasznosítják. Az ultrahangos szondán keresztül nagy intenzitású ultrahang jut az oldószerbe, ahol számos kavitációs buborék keletkezik. A mikroszkopikus kavitációs buborékok gyors képződése és összeomlása nyíróerőket és intenzív keveredést, valamint helyileg magas hőmérsékletet és nyomást hoz létre. Ezek a szonomechanikai erők hatékonyan feltárják a sejtfalakat, és elősegítik a sejten belüli vegyületek felszabadulását. Ez az ultrahanggal intenzifikált extrakciós technika számos előnnyel jár, többek között rövidebb extrakciós idővel, nagyobb kihozatallal és a hőlabilis anyagok jelentős bomlás nélküli feldolgozásának lehetőségével.
Növényi glicerin mint extrakciós oldószer
A növényi glicerin növényi olajokból származó, színtelen, szagtalan és viszkózus folyadék, amely széles körben ismert oldószertulajdonságairól. Nem mérgező, biológiailag lebomlik, és a szerves vegyületek széles körét kiválóan oldja. Oldószerként a növényi glicerin számos előnyt kínál a hagyományos szerves oldószerekkel szemben:
- Biztonság és környezeti hatás: A glicerin nem mérgező és környezetkímélő, ezért előnyösebb választás a zöld kémiai alkalmazásokhoz.
- Élelmiszeripari és gyógyszerészeti minőség: A növényi glicerin élelmiszeripari és gyógyszerészeti minőségben is elérhető. Alkoholmentessége, ehetősége és édes íze miatt a glicerin megbecsült oldószer az élelmiszerekhez és gyógyszerkészítményekhez szánt kivonatokhoz. A kozmetikumokban a glicerin bőrpuhító tulajdonságai miatt elismert oldószer.
- Oldóképesség: Hidrofil és hidrofób anyagokat egyaránt képes oldani, bővítve az extrahálható vegyületek körét.
- Stabilitás: A glicerin kémiailag stabil, ami segít megőrizni az érzékeny vegyületek épségét az extrakció során.
UIP1000hdT ultrahangos készülék növényi anyagok extrakciójához.
Protokoll: bioaktív vegyületek ultrahangos extrakciója gyógynövénylevelekből glicerinbe
Ebben a protokollban végigvezetjük a bioaktív vegyületek gyógynövénylevelekből tiszta glicerinbe történő ultrahangos extrakciójának lépésein. A fenti kiegészítő videó megtekintésével szemléletes képet kaphat az ultrahangos extrakció folyamatáról.
Szükséges eszközök és anyagok:
- friss vagy szárított gyógynövények
- 100% növényi glicerin
- szondás ultrahangos kezelőberendezés, például UP400St S24d22L2D szonotródával
- üveg főzőpohár
- sötét üvegpalack a tároláshoz
Lépésről lépésre követhető útmutató
- Aprítsa a gyógynövényleveleket kis darabokra (kb. 5x5mm).
- Helyezze a gyógynövényleveleket az üveg főzőpohárba.
- Adja hozzá a glicerint. A gyógynövényeket néhány percig áztathatja.
- Helyezze az ultrahangos kezelőberendezés szondáját a főzőpohárba. Állítsa a szondát a főzőpohár közepére, és győződjön meg arról, hogy a szonotróda nem ér hozzá az edény falához.
- Állítsa az amplitúdót 100%-ra, és indítsa el az ultrahangos kezelést.
- Figyelje a hőmérsékletet az UP400St készülékhez mellékelt hőmérséklet-érzékelővel.
- Ha a hőmérséklet meghaladja azt az értéket, amelyet nem kíván túllépni, szüneteltetheti az ultrahangos kezelőberendezés működését, hogy a glicerines szuszpenzió lehűlhessen. Az UP400St menüjében beállíthat egy hőmérsékleti határértéket. Emellett az üveg főzőpoharat jégfürdőbe is helyezheti.
- Végezzen ultrahangos kezelést kb. 200–250 Ws/g teljes energiabevitelig. (A célzott energiabevitelt az UP400ST és az összes digitális Hielscher ultrahangos kezelőberendezés menüjében beállíthatja.)
- Az ultrahangos kezelés után szűréssel távolítsa el a kimerített növényi anyagot a glicerinből. Használhat szűrőt, szűrőpapírt vagy sajtszűrő kendőt. A viszkózus glicerin szűrésének megkönnyítésére alkalmazzon vákuumszűrést.
Hibaelhárítás és tippek:
Minél hidegebb a glicerin, annál nagyobb a viszkozitása. A nagy viszkozitású folyadékok nagyobb teljesítményű ultrahangos kezelőberendezést igényelnek. A 400 watt teljesítményű UP400St ultrahangos kezelőberendezés könnyedén kezeli a 100% glicerint szobahőmérsékleten. Ha kisebb teljesítményű ultrahangos kezelőberendezést használ, glicerin–víz keveréket is alkalmazhat (például 50:50 %v/v).
Hideg glicerin esetén egy ipari ultrahangos kezelőberendezés, például az 1000 watt teljesítményű UIP1000hdT ultrahangos processzor, ideális a nagy viszkozitású oldószerek feldolgozásához.
Protokoll: fitokemikáliák extrakciója tárnicsgyökérből
A glicerin–víz keverékek gyakorlati alkalmazását a növényi anyagok ultrahangos extrakciójában olyan fitokemikáliák, mint az amarogentin tárnicsgyökérből történő izolálása szemlélteti, 50% glicerinben, a Hielscher UP200Ht ultrahangos kezelőberendezéssel. A tárnicsgyökér keserű ízanyagokat tartalmaz, amelyek az élelmiszer- és italiparban, valamint a hagyományos gyógyászatban is érdeklődésre tartanak számot.
Az amarogentin keserűségi értéke 58 000 000, és 0,15% koncentrációban található meg a tárnicsgyökérben. A tárnics keserűségét tiszta íz jellemzi. Nagy hatáserősségük miatt a tárnicsgyökér keserűanyagai erőteljes ízanyagként értékesek.
Lépésről lépésre követhető útmutató a tárnicsgyökér ultrahangos extrakciójához glicerin oldószerrel
A glicerin–víz keverék használata a nagy teljesítményű UP200Ht ultrahangos kezelőberendezéssel kombinálva az extrahált fitokemikáliák nagy kihozatalát eredményezi. A glicerin biztosította kíméletes körülményeknek köszönhetően az érzékeny vegyületek a teljes folyamat során stabilak maradnak.
A glicerin, valamint vízzel vagy etanollal alkotott keverékei sokoldalú oldószer-lehetőségeket kínálnak a növényi anyagok ultrahangos extrakciójához. A glicerin nagy viszkozitásából eredő kihívások ellenére a korszerű ultrahangos kezelőberendezések, például a Hielscher UP200Ht, hatékonyan képesek kezelni ezeket az oldószereket, biztosítva az értékes fitokemikáliák hatékony extrakcióját. Az oldószer-összetétel testreszabásának és az ultrahanghullámok ereje hasznosításának lehetősége az ultrahanggal segített extrakciót hatékony technikává teszi a bioaktív vegyületek növényi anyagokból történő izolálására.
Ultrahanggal segített extrakció glicerinben
A szondás ultrahangos készülékek és az oldószerként használt növényi glicerin kombinációja hatékony extrakciós megközelítést jelent. Az ultrahangos kezelés mechanikai hatásai fokozzák az anyagátadást, javítva a glicerin hatékonyságát a célvegyületek oldásában. Ez a kombináció különösen hatékony a bioaktív vegyületek, például polifenolok, alkaloidok és illóolajok növényi anyagokból történő extrakciójában.
A növényi anyagok glicerinben végzett ultrahangos extrakciójának alkalmazásai
Ez az extrakciós technika különböző területeken kínál ígéretes alkalmazási lehetőségeket:
- Gyógyszerkészítmények: Gyógyszerhatóanyagok izolálása gyógynövényekből.
- Élelmiszeripar: Természetes ízanyagok, színezékek és antioxidánsok extrakciója.
- Kozmetikumok: Bioaktív vegyületek előállítása bőrápolási és szépségápolási termékekhez.
- Mély eutektikus oldószerek Alacsony költségük, széles körű hozzáférhetőségük, nem mérgező jellegük, nem gyúlékony és nem illékony tulajdonságaik miatt a glicerol és a glicerolalapú mély eutektikus oldószerek ideálisak a polifenolok ultrahangos extrakciójához, rendkívül fenntartható megoldást kínálva.
- nagy hatékonyság
- a legkorszerűbb technológia
- megbízhatóság és robusztusság
- állítható, pontos folyamatszabályozás
- szakaszos és inline feldolgozás
- bármilyen térfogathoz
- intelligens szoftver
- intelligens funkciók (például programozhatóság, adatnaplózás, távvezérlés)
- egyszerű és biztonságos működtetés
- csekély karbantartási igény
- CIP (helyben történő tisztítás)
Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban készült minőség
A Hielscher ultrahangos készülékek a legmagasabb minőségi és tervezési követelményeikről ismertek. Robusztusságuk és egyszerű kezelésük lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes integrációját az ipari létesítményekbe. A Hielscher ultrahangos készülékek könnyedén megbirkóznak a mostoha körülményekkel és az igényes környezetekkel.
A Hielscher Ultrasonics ISO-tanúsítvánnyal rendelkező vállalat, amely különös hangsúlyt fektet a legkorszerűbb technológiával és felhasználóbarát kialakítással rendelkező, nagy teljesítményű ultrahangos készülékekre. Természetesen a Hielscher ultrahangos készülékek megfelelnek a CE előírásainak, valamint az UL, a CSA és a RoHs követelményeinek.
Az alábbi táblázat tájékoztatást ad ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról:
| Szakaszosan kezelt térfogat | Térfogatáram | Ajánlott készülékek |
|---|---|---|
| 0,5–1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | nagyobb | készülékcsoport az alábbi egységekből: UIP16000 |
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!
MSR-4 ultrahangos kezelőberendezés 4x 4kW ultrahangos szondával (összesen 16kW ultrahangos teljesítménnyel) bioaktív vegyületek ipari extrakciójához.
Szakirodalom / Hivatkozások
- 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.
- Jamshaid, S., Ahmed, D. & Aydar, A. Y. (2022): Ultrasound-assisted extraction optimization of polyphenols, flavonoids, and antioxidant compounds from fruit of Melia azedarach using a glycerol-based green deep eutectic solvent. Journal of Food Processing and Preservation, 46, e16657.
- Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
- 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.
Tudnivalók a glicerinről
Mi a glicerin? A glicerin, más néven glicerol, háromértékű alkohol, amely vízben jól oldódik és erősen higroszkópos. Ez különféle alkalmazásokban sokoldalú oldószerré teszi. A növényi glicerin viszkozitása 20ºC-on körülbelül 1400 centipoise. A glicerin nem mérgező, biológiailag lebomlik és újrahasznosítható. Megújuló forrásokból állítják elő, ezért környezetbarát oldószer. Mivel a glicerin alacsony költségű és széles körben hozzáférhető, különféle iparágakban széles körben használják. Mivel nem gyúlékony és nem illékony, kezelése és tárolása biztonságos.
A glicerin vízben, etanolban és metanolban oldódik, ami bővíti oldószerként való alkalmazhatóságát különböző kémiai folyamatokban.
Milyen alkalmazásokban használják a glicerint oldószerként?
A glicerint az élelmiszeriparban és a kozmetikai iparban egyaránt sokféle alkalmazása miatt értékelik. Oldószerként való használata az egyik kiemelkedő alkalmazása, kémiai tulajdonságainak és oldószerként mutatott nagyfokú sokoldalúságának köszönhetően.
A kozmetikában és a gyógyászatban: A kozmetikában és a gyógyászatban a glicerint általában bőrpuhítóként használják krémekben és gélkészítményekben. Számos rosszul oldódó anyag oldószereként szolgál, javítva azok biológiai hozzáférhetőségét. A glicerin hatékonysága ezekben az alkalmazásokban háromértékű alkoholként mutatott kémiai jellegéből ered, amely jó vízoldhatóságot és erős higroszkóposságot biztosít.
Élelmiszerekben és italokban: A glicerin több szerepet is betölt az élelmiszer- és italiparban. Nedvességmegkötőként, oldószerként és édesítőszerként működik, hozzájárulva az élelmiszerek tartósításához. Töltőanyagként is használják kereskedelmi forgalomba szánt, alacsony zsírtartalmú élelmiszerekben, például kekszekben, valamint sűrítőanyagként likőrökben.
Polioltulajdonságok: A glicerin poliolként (cukoralkoholként) nem mérgező, biológiailag lebomló és újrahasznosítható anyagként ismert. Megújuló forrásokból állítják elő, és három hidroxilcsoportot tartalmazó alkoholszerkezetének köszönhetően poláris protikus oldószerként működik. Emiatt erősen hidrofil, és vízben, etanolban, valamint metanolban oldódik.
Társoldószer a vizes extrakcióhoz: A glicerin hatékony társoldószer a vizes extrakciós eljárásokban, különösen a polifenolkivonatok előállításában mutatott hatékonyságáról ismert.
Mi a glicerin szerepe az ultrahangos extrakcióban?
A glicerin, más néven glicerol, színtelen, szagtalan, viszkózus folyadék, amelyet széles körben használnak oldószerként növényi anyagok extrakciójához. Egyedülálló tulajdonságai különösen alkalmassá teszik olyan érzékeny fitokemikáliák extrakciójára, amelyek erőteljesebb körülmények között lebomolhatnak. A glicerin bioaktív vegyületek épségét megőrző képessége, nem mérgező és biológiailag lebomló jellegével együtt, vonzó oldószerré teszi a gyógyszeripar, a kozmetikai ipar és az élelmiszeripar számára. Bár a tiszta glicerint gyakran használják extrakciós oldószerként, vízzel vagy etanollal is keverik különböző arányokban.
Glicerin–víz keverékek: A glicerin vízzel való keverése csökkenti az oldat viszkozitását, javítva kavitációs hatékonyságát az ultrahangos extrakció során. Egy tipikus keverék 50% glicerint és 50% vizet tartalmazhat, egyensúlyt teremtve a viszkozitás és az oldószer hatékonysága között. Ez a kombináció különösen hatékony olyan vegyületek extrakciójában, mint a tárnicsgyökér keserűanyagai, amint azt az ultrahangos kezelési eljárások szemléltetik.
Glicerin–etanol keverékek: Etanol hozzáadásával a glicerinhez kisebb viszkozitású és jobb oldószertulajdonságokkal rendelkező oldószerkeverék jön létre. Az etanol számos fitokemikália jó oldószereként elősegíti a vegyületek hatékonyabb extrakcióját, miközben a glicerin komponens biztosítja a végső kivonat stabilitását és biokompatibilitását.
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt a laboratóriumi mérettől az ipari méretig.