Hatékonyabb hexános extrakció ultrahangos kezeléssel

A szondás ultrahangos kezelés a folyamat intenzifikálásával és hatékonyságának jelentős növelésével javíthatja a hagyományos hexános extrakciót. Az ultrahangos extrakció javítja az anyagátadást és feltárja a sejteket, hogy a célzott bioaktív anyagok az oldószerbe jussanak, így nagyobb extrakciós hozamot eredményez, mint a hagyományos módszerek önmagukban. Az ultrahanggal segített extrakció rendkívül hatékonyan növeli az olajkinyerés hozamát, többek között a repceolaj és a lenmagolaj esetében, kiváló minőségű zsírsavösszetételt és magasabb bioaktívkomponens-tartalmat eredményezve.

Teljesítményultrahanggal javított hexános extrakció

Az ultrahangos extrakció olyan folyamatintenzifikáló módszer, amely jelentősen javíthatja a szilárd–folyadék extrakciós és az oldószeres extrakciós folyamatokat.

A hagyományos hexános extrakció korlátai

A hexános extrakció elterjedt technika, amelyet szerves vegyületek, különösen apoláris anyagok kinyerésére használnak különböző forrásokból, például növényekből, magvakból vagy talajból. A hexán szénhidrogén-oldószer, amely rendkívül hatékonyan oldja és vonja ki a lipideket, olajokat és más apoláris vegyületeket. A hexánt széles körben használják olajkinyerésre az apoláris vegyületeket (például olajokat) oldó képessége, az olaj egyszerű utólagos elválasztása és szűk forrásponttartománya (63–69°C) miatt.
A hexános extrakciós folyamatok hatékonysága azonban a nyersanyagtól és az extrakciótól függően nagymértékben változhat: az extrakciós hozam és az extrakciós idő szorosan összefügg. Ez azt jelenti, hogy a nagy extrakciós hozamhoz a biomasszának hosszabb ideig kell tartózkodnia a hexános oldószerben. További korlátozó tényező gyakran az, hogy a hexán nem hatol be kellő mértékben a biomassza mátrixába. A hexán a merev sejtszerkezeteket többnyire a felületükön nedvesíti, míg a sejtek belseje csak részben kerül érintkezésbe a hexánnal. Az ilyen elégtelen behatolás hiányos extrakciós folyamatot eredményez, mivel a célzott anyagok, például a lipidek (azaz zsírsavak, zsírok, olajok) a sejtmátrix belsejében maradnak.

A megoldás: ultrahanggal intenzifikált hexános extrakció

A szondás ultrahangos kezelés, más néven ultrahangos szondával végzett kezelés, olyan módszer, amely nagy intenzitású ultrahanghullámokkal hoz létre akusztikus kavitációs buborékokat folyékony közegben. Ezek a buborékok gyorsan összeomlanak, intenzív helyi energiamezőket generálva, valamint mikroturbulenciákat és nagy nyíróerőket létrehozva az oldószerben.
Az ultrahanggal létrehozott, nagy energiasűrűségű körülményeknek köszönhetően a szondás ultrahangos kezelés többféleképpen intenzifikálhatja és javíthatja a hexános extrakciós folyamatot:

• Fokozott anyagátadás: Az ultrahangos kezelés fokozza az anyagátadást a szilárd minta és az oldószer között. A mikroturbulencia és a kavitációs buborékok gyors összeomlása erős nyíróerőket és helyi nyomásváltozásokat hoz létre. Ez megbontja a szilárd mintát körülvevő határréteget, elősegítve a célvegyületek oldószerbe jutását, és ezáltal javítva az extrakció hatékonyságát.
• Felgyorsított extrakció: Az ultrahangos kezelés az oldószer és a szilárd minta közötti érintkezési felület növelésével felgyorsítja az extrakció kinetikáját. A kavitációs buborékok keverőhatást fejtenek ki és homogenizált keveréket hoznak létre, biztosítva, hogy az oldószer szoros érintkezésbe kerüljön a szilárd anyag teljes felületével, ami nagyobb extrakciós sebességet eredményez.
• A sejtszerkezetek megbontása: Növényi anyagok extrakciója során az ultrahangos kezelés megbont­hatja a sejtszerkezeteket, például a sejtfalakat és a membránokat, megkönnyítve a sejten belüli komponensek felszabadulását. Ez lehetővé teszi a lipidek és más, esetleg a sejtekbe zárt célvegyületek hatékonyabb kinyerését.
• Csökkentett extrakciós idő: A fokozott anyagátadás és a felgyorsított extrakciós kinetika együttes hatása révén a szondás ultrahangos kezelés jelentősen csökkentheti a kívánt hozam eléréséhez szükséges extrakciós időt. Ez különösen előnyös lehet nagy mintatérfogatok feldolgozásakor vagy időérzékeny alkalmazások esetén.

E javított folyamattényezők révén a szondás ultrahangos kezelés jelentősen javíthatja a hexános extrakciót. Az ultrahangos hexános extrakció az extrahálandó konkrét vegyületek és a feldolgozandó térfogatok alapján optimalizálható. Az ultrahang intenzitása (amplitúdója), a kezelés időtartama, a hőmérséklet, a nyomás és az extrakciós elrendezés úgy állítható be, hogy rövidebb extrakciós idő alatt optimális extrakciós hozamot biztosítson.

• Algaolaj
• Növényi olajok (szója, len, repce, napraforgó, rizskorpa stb.)
• Illóolajok
• Kariofillén
• Vanília-oleorezin vaníliatermésből
• Lutein tojássárgájából
• Asztaxantin algákból
• Rovarok zsírtalanítása

Ultrahanggal intenzifikált Soxhlet-extrakció hexán oldószerrel

Az ultrahanggal intenzifikált Soxhlet-extrakció olyan folyamat, amely a hagyományos Soxhlet-extrakciót ultrahanghullámokkal kombinálja az extrakciós folyamat hatékonyságának javítása érdekében. A Soxhlet-extrakció laboratóriumokban, valamint kisebb térfogatú kivonatok, például illóolajok vagy bizonyos bioaktív vegyületek előállítására gyakran alkalmazott eljárás.
A hexán e folyamat során gyakran használt oldószer, mivel hatékonyan vonja ki a lipideket különböző forrásokból, beleértve a magolajokat, az algaolajat és a lipidalapú bioaktív vegyületeket is. Az ultrahangos kezelés megbontja a sejtszerkezeteket, és a fokozott anyagátadás, valamint a vegyületek oldószerbe juttatása révén elősegíti a szilárd–folyadék extrakciót. Ennek oka, hogy az oldószer, például a hexán, jobban be tud hatolni a szilárd anyagba, és hatékonyan fel tudja oldani az olajokat (lipideket, zsírsavakat). Ennek következtében az extrakciós folyamat felgyorsul, csökkentve a kívánt vegyületek kinyeréséhez szükséges időt. Emellett az ultrahang alkalmazása csökkentheti a szükséges oldószer mennyiségét, így környezetbarátabb megoldást jelent.
 

Az ultrahangos extrakció lehetővé teszi enyhébb, nem mérgező oldószerek használatát

Az ultrahangos kezelés nemcsak javítja a hexános extrakciót, hanem lehetővé teszi enyhébb, nem mérgező oldószerek, például etanol, vizes etanol, víz vagy természetes mély eutektikus oldószerek (DES, NADES) használatát is. Az ultrahangos szondás extraktorok által biztosított rendkívül hatékony sejtfeltárás és anyagátadás enyhébb oldószerek használatával is kiváló eredményeket ad. Így az ultrahangos extrakció enyhébb, nem mérgező, környezetbarátabb oldószerekkel kombinálva lehetővé teszi kiváló minőségű, élelmiszeripari felhasználásra alkalmas kivonatok előállítását, a költségmegtakarítást és a környezetbarát extrakciós folyamatot.

Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek a hatékonyabb hexános extrakcióhoz

A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos extraktorokat tervez, gyárt és szállít, amelyek könnyen integrálhatók meglévő hexános extrakciós létesítményekbe vagy Soxhlet-extraktorokba. A szállítás, a telepítés és a karbantartási szolgáltatás mellett a Hielscher tanácsadással és útmutatással támogatja ügyfeleit a megvalósíthatósági vizsgálatok, a folyamatoptimalizálás és az üzemtervezés során, egészen az extrakciós folyamat végleges telepítéséig és üzembe helyezéséig.
A Hielscher ultrahangos készülékek fő előnyei a teljes folyamatszabályozás, a lineáris méretezhetőség és az összes ipari ultrahangos processzor azon képessége, hogy nagyon nagy amplitúdókat biztosítson. Az akár 200µm amplitúdók is könnyen fenntarthatók folyamatos, 24/7 üzemmódban. A nagy amplitúdók különösen fontosak a keményebb sejtszerkezetű anyagok, például magvak és magbelek extrakciója során.
Műszaki munkatársaink és teljesen felszerelt folyamatlaboratóriumunk szaktudással és útmutatással segítik Önt!

Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban készült minőség

A Hielscher ultrahangos készülékek a legmagasabb minőségi és tervezési szabványoknak való megfelelésükről ismertek. Robusztusságuk és egyszerű kezelhetőségük lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes integrálását ipari létesítményekbe. A Hielscher ultrahangos készülékek könnyen megbirkóznak a zord körülményekkel és az igényes környezetekkel.

A Hielscher Ultrasonics ISO-tanúsítvánnyal rendelkező vállalat, amely különös hangsúlyt fektet a korszerű technológiával és felhasználóbarát kialakítással rendelkező, nagy teljesítményű ultrahangos készülékekre. A Hielscher ultrahangos készülékek természetesen megfelelnek a CE előírásainak, és teljesítik az UL, a CSA és a RoHs követelményeit.

Az alábbi táblázat tájékoztatást ad ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról: