Rendkívül hatékony vizes extrakció nagy teljesítményű ultrahanggal

A növényi vegyületek vizes extrakciója (például hideg vagy forró vizes extrakció, nyomás alatti vizes extrakció és szubkritikus vizes extrakció) ultrahangos kezeléssel hatékonyan javítható. Az ultrahanggal segített vizes extrakció a hagyományos extrakciós technikákhoz képest nemcsak nagyobb kihozatalt és rövidebb feldolgozási időt biztosít, hanem alacsonyabb energiafogyasztást, kíméletesebb extrakciós körülményeket és kiváló minőségű kivonatokat is eredményez. Az ultrahangos vizes extrakciót sikeresen alkalmazzák számos növényi eredetű vegyület, köztük alkaloidok, flavonoidok, glikozidok, fenolos vegyületek és poliszacharidok kinyerésére.

Bioaktív vegyületek ultrahangos vizes extrakciója

A víz a legpolárisabb oldószer, ezért kiváló oldószere a poláris vegyületeknek. Nem mérgező és környezetbarát jellege miatt a víz ideális oldószer lenne bármilyen növényi kivonathoz. A kevésbé poláris és apoláris komponensek azonban rosszul vagy egyáltalán nem oldódnak vízben. Ezenkívül az anyagátadás elősegítése nélkül a vizes extrakciós folyamat rendkívül lassú, így gazdaságtalan lenne. A nagy intenzitású, alacsony frekvenciájú ultrahang nagyon hatékony extrakciós technika, amely intenzív keverést és anyagátadást biztosít. Ezért az ultrahangos extrakció közismerten jelentős előnyöket kínál a hagyományos extrakciós módszerekkel szemben. Ezek közé tartozik a nagyobb kihozatal, a gyors feldolgozás, a tételek gyors váltása, valamint a folyamatos, gyártósorba integrált extrakció, a környezetbarát oldószerek használata, a kivonat vegyületeit megőrző kíméletes extrakciós körülmények, a biztonságos üzemeltetés, valamint az egyszerű méretnövelés a kereskedelmi termelés nagy feldolgozási kapacitásaihoz. (vö. Zabot et al., 2021)

Ultrahangos kezeléssel javított forró vizes extrakció

A növényi anyagok vizes extrakcióját meghatározó paraméterek a hőmérséklet, az idő, a nyomás és a növényi anyag felülete. A víz magas hőmérsékletének köszönhetően a forró vizes kivonat viszonylag rövid idő alatt elkészíthető.
A megoldás: Ultrahangos keveréssel jelentősen növelhető a kihozatal és az extrakció sebessége. A forró víz önmagában csak korlátozottan képes megbontani a sejtstruktúrákat, a magas hőmérséklet pedig gyakran károsítja vagy elpusztítja a hőlabilis vegyületeket, ami rontja a kivonat minőségét. Ha az ultrahangos extrakciót forró vizes extrakcióval kombinálják, a hőmérséklet drasztikusan csökkenthető (például 100°C-ról 50°C-ra), ami megakadályozza a kinyert növényi összetevők hőbomlását, növeli a teljes kihozatalt és energiát takarít meg. Az ultrahangos extrakció jelenségének alapelve az ultrahangos kavitáció. Az ultrahangos (vagy akusztikus) kavitáció tisztán mechanikai erőket jelent, amelyek megbontják a sejtfalakat, felszabadítják a célvegyületeket és javítják az anyagátadást a sejt belseje és a víz (oldószer) között. Így az ultrahangos vizes extrakció kiváló extrakciós eredményeket biztosít.

Ultrahangos kezeléssel javított hideg vizes extrakció

A hideg vizes extrakció (hideg vizes áztatás) lényegesen kevésbé hatékony, mivel mellőzi a forró víz használatát. A hideg vagy szobahőmérsékletű víz nem vonja ki túl jól a növényi vegyületeket, mivel a hideg víz nagyon lassan hatol be a növényi anyagba, és az anyagátadás szinte elhanyagolható. A hideg vizes extrakció előnye, hogy elkerüli a hőmérséklet bármilyen emelkedését, ezáltal megakadályozza a hőérzékeny vegyületek hőbomlását. A nagyon gyenge extrakciós dinamika azonban a hagyományos hideg vizes extrakciót alkalmatlanná teszi a kereskedelmi termelésre. Ezért a hideg vizes áztatást lassúsága és alacsony hatékonysága miatt szinte kizárólag kísérleti szakaszban alkalmazzák.
A megoldás: Az ultrahangos kezelés hideg vizes extrakcióba történő bevezetésével könnyen leküzdhető a hideg vizes áztatás lassúsága és alacsony hatékonysága. Az ultrahanggal intenzifikált hideg vizes extrakció lehetővé teszi az alacsony extrakciós hőmérséklet fenntartását, miközben intenzív nyíróerőket visz be a szilárd–folyadék közegbe. Az ultrahangos extrakció mechanizmusának eredményeként a sejtfalak megnyílnak, és a növényi vegyületek gyorsan felszabadulnak a vízbe. Az ultrahangos hideg vizes extrakció és áztatás a hideg áztatást rendkívül hatékony folyamattá alakítja, amely rövid extrakciós idő alatt nagy kihozatalt és kiváló minőségű kivonatokat biztosít.

Nyomás alatti vizes extrakció ultrahangos kezeléssel kombinálva

Az ultrahangos extrakciót mikrokeverés jellemzi, amely a rezgések révén elősegíti az oldószer fokozott diffúzióját a részecskébe, illetve a részecske belsejéből a felszínére, ezáltal intenzívebbé téve az anyagátadást. Ezenkívül az ultrahangos kezelés csökkenti a sejtes anyag részecskeméretét, ami javítja az ultrahanggal segített, nyomás alatti folyadékextrakció hatását. A kisebb, körülbelül 0,68 mm méretű részecskék nagyobb kihozatalt biztosítanak, mint a nagyobb részecskék (körülbelül 1,05 mm), mivel a nagyobb felület jelentősen fokozza az anyagátadást, és ezáltal javítja az extrakciós kihozatalt. (vö. Zabot et al., 2021)

Hatékony, nyomás alatti hideg vizes extrakció nagy teljesítményű ultrahanggal

Nagy nyomás mellett a hideg víz könnyebben hatol be a növényi szövetekbe, és a vízoldható fitokemikáliák hőbomlás nélkül oldódnak ki. A nagy nyomású hideg vizes extrakciós módszer ultrahanggal kombinálható a poláris és apoláris növényi összetevők jobb izolálása érdekében. A víz mint nem mérgező, olcsó és környezetbarát oldószer vonzó alternatívája a szerves oldószereknek, különösen növényi eredetű élelmiszerek, terápiás készítmények és étrend-kiegészítők előállításakor.
Az ultrahanggal intenzifikált, nyomás alatti hideg vizes extrakcióhoz ultrahangos szondát (szonotródát) építenek az extrakciós tartályba vagy az átfolyó cellába. A tartályt vagy az átfolyó cellát rendszerint 5 és 100 barg közötti nyomás alá helyezik, a kivonat célvegyületeitől függően. A Hielscher Ultrasonics még egyedi kialakítású ipari ultrahangos reaktorokat és átfolyó cellákat is szállít, amelyek akár 300barg nyomás alá helyezhetők, lehetővé téve az extrakciós folyamat optimális nyomásának beállítását.
 

Ultrahangos kezeléssel javított szuperkritikus vizes extrakció

Az ultrahanggal javított szubkritikus vizes extrakció egy másik szinergikus technika, amelyben a nagy teljesítményű ultrahang javítja a szilárd és folyékony fázis közötti anyagátadást. A szubkritikus vizes extrakció (SWE) – más néven nyomás alatti forró vizes extrakció vagy túlhevített vizes extrakció – ritkábban alkalmazott technika az alacsonyabb polaritású növényi vegyületek kinyerésére. A szubkritikus vizes extrakcióban a szuperkritikus állapotú vizet használják oldószerként.
Mi a szubkritikus víz, és miért jó oldószer a kevésbé poláris növényi vegyületek extrakciójához? „A víz számos termodinamikai tulajdonságát nagymértékben befolyásolja a hőmérséklet és a nyomás. A körülményektől függően módosítható a halmazállapota (szilárd, folyékony vagy gáz), termikus viselkedése, sűrűsége vagy viszkozitása. A hőmérsékletet és a nyomást a kritikus pontnak nevezett pont (221 bar és 374 °C) fölé növelve a víz elérheti a szuperkritikus állapotot. Szubkritikus körülmények között, vagyis 100°C és a kritikus hőmérséklet (374°C) közötti hőmérsékleten, valamint a párolgás elkerülése érdekében 1 bar és a kritikus nyomás (221 bar) közötti nyomáson a víz polaritása csökken; ezáltal a víz jobb oldószerré válik különféle szerves bioaktív vegyületek extrakciójához.” (Li és Chemat, 2019)
Ha az ultrahangot szubkritikus vizes extrakcióval kombinálják, az extrakció hatékonysága a kivonat kihozatalának növelésével és az extrakciós idő csökkentésével javítható. Az optimális eredményekhez a zárt, nyomás alatti szakaszos reaktorban vagy átfolyó cellás reaktorban a nyomásnak el kell érnie legalább a víz gőznyomásának kétszeresét. (A víz gőznyomását bemutató táblázat az oldal végén található.)
Huang et al. (2010) az alacsony frekvenciájú, nagy teljesítményű ultrahang extrakciós hatását vizsgálták szubkritikus vizes extrakcióval kombinálva. Ehhez ultrahangos szondát csatlakoztattak a szubkritikus vizes extrakciós berendezés üstjébe, hogy illóolajat nyerjenek ki a Lithospermum erythrorhizon növényből. Az eredmények azt mutatták, hogy az ultrahanggal segített intenzifikáló hatás 20 KHz-en jobb volt, mint 36 KHz-en, és a kimeneti teljesítménnyel együtt növekedett (0-tól 250 W-ig). A szubkritikus vizes extrakció kihozatala 1,87%-ról 2,39%-ra nőtt ultrahangos rezgéssel (250 W, 20 KHz), 160°C hőmérsékleten és 5 MPa nyomáson, 25 perces extrakciós eljárás során. Az ultrahangos kezelés nemcsak az extrakció kihozatalát, hanem annak sebességét is javíthatta, ezáltal időt takarítva meg.
Az ultrahanggal segített szubkritikus vizes extrakció alacsonyabb nyomáson (például 5barg) végezhető, mint a hagyományos szubkritikus vizes extrakció (például 10MPa), ami energiaköltséget takarít meg és biztonságosabbá teszi az extrakciós eljárást.

Az ultrahangos növényi extrakció előnyei

A tudományos kutatás és az ipari alkalmazás egyaránt igazolja, hogy az ultrahanggal segített extrakció megbízható és könnyen kezelhető technika, amely nem igényel műszaki előismereteket vagy intenzív képzést. A nagyon magas extrakciós hatékonyság, a nagy kihozatal, az alacsony üzemeltetési költségek, valamint az alacsony beruházási költségek (különösen más technikákhoz, például a CO₂ -extraktorokhoz képest) és az alacsony energiaköltségek a szondás ultrahangos extraktorok fő előnyei.
További előnyök, amelyek az ultrahangos extrakciós technológiát az előnyben részesített módszerré teszik: az alacsony extrakciós hőmérsékletnek köszönhető kiváló minőségű kivonatok, a megbízható eredmények (ismételhetőség / reprodukálhatóság), a teljesen lineáris méretnövelés bármilyen termelési szintre, valamint a csekély karbantartási igény.
„A szondás ultrahangos extrakció használatához kapcsolódó további előnyök a kivonat egyszerű kezelése, a gyors végrehajtás, a maradékanyagok hiánya, a nagy kihozatal, a környezetbarát jelleg, a jobb minőség és a kivonat lebomlásának megelőzése.”
(vö. Chemat és Khan, 2011)

Extrakciós összeállítás növényi vegyületek izolálásához: UP400St szondás ultrahangos készülék, Büchi vákuumszűrő és rotációs bepárló fitokemikáliák extrakciójához.

Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek vizes extrakcióhoz

A Hielscher Ultrasonics extraktorai jól beváltak a növényi extrakció területén, a használt oldószertől függetlenül. A kivonatgyártók – a kisebb, exkluzív réspiaci kivonatgyártók és a nagyüzemi tömeggyártók egyaránt – a Hielscher széles berendezéskínálatában megtalálják a termelési igényeikhez ideális ultrahangos extrakciós berendezést. Szakaszos és folyamatos, gyártósorba integrált folyamatokhoz való összeállítások egyaránt rendelkezésre állnak, és raktárról szállíthatók. Mivel bármilyen oldószerrel használható, az ultrahangos extrakció rugalmasan alkalmazható bármilyen növényi anyag extrakciójára. A víz oldószerként történő használata lehetővé teszi bio minősítésű kivonatok előállítását a rendkívül drága „bio” etanol használata nélkül. (Természetesen a növényi anyagnak ökológiai termesztésből kell származnia ahhoz, hogy bio vizes kivonatot lehessen előállítani).

Nagy hatékonyságú extrakció a Hielscher Ultrasonics berendezéseivel

A Hielscher ultrahangos extraktorai hatékonyan feltárják a növényi sejteket, növelik a növényi anyag oldószer-behatolásra rendelkezésre álló felületét és fokozzák az anyagátadást a fitokemikáliák (másodlagos metabolitok) felszabadításához. A felhasználóbarát kialakítású Hielscher extraktorok gyorsan telepíthetők, valamint biztonságosan és intuitívan kezelhetők.

A legmagasabb minőségi követelmények teljesítése – Németországban tervezve és gyártva

A Hielscher ultrahangos készülékeinek kifinomult hardverét és intelligens szoftverét úgy tervezték, hogy növényi alapanyagából megbízható ultrahangos extrakciós eredményeket biztosítsanak, reprodukálható eredményekkel, valamint felhasználóbarát, biztonságos üzemeltetéssel. A robusztusság, a megbízhatóság, a teljes terhelés melletti 24/7 üzem és a kezelő számára egyszerű működtetés további minőségi tényezők, amelyek előnyössé teszik a Hielscher ultrahangos készülékeit.
A Hielscher Ultrasonics extraktorait világszerte használják kiváló minőségű fitokemikáliák extrakciójára. A bizonyítottan kiváló minőségű növényi vegyületeket kinyerő Hielscher ultrahangos extraktorokat nemcsak különleges és exkluzív kivonatok kisebb kézműves előállítói használják, hanem főként a széles körben kereskedelmi forgalomban kapható kivonatok, étrend-kiegészítők és terápiás készítmények ipari előállításában alkalmazzák. Robusztus hardverüknek és intelligens szoftverüknek köszönhetően a Hielscher ultrahangos processzorai könnyen kezelhetők és felügyelhetők.

Automatikus adatnaplózás

Az élelmiszerek, étrend-kiegészítők és terápiás termékek gyártási szabványainak teljesítéséhez a gyártási folyamatokat részletesen felügyelni és rögzíteni kell. A Hielscher Ultrasonics digitális ultrahangos készülékei automatikus adatnaplózással rendelkeznek. Ennek az intelligens funkciónak köszönhetően a készülék bekapcsolásától kezdve minden fontos folyamatparaméter, például az ultrahangos energia (teljes és nettó energia), a hőmérséklet, a nyomás és az idő automatikusan tárolódik a beépített SD-kártyán. A folyamatfelügyelet és az adatrögzítés fontos a folyamatos folyamatszabványosítás és a termékminőség szempontjából. Az automatikusan rögzített folyamatadatokhoz hozzáférve áttekintheti a korábbi ultrahangos kezeléseket és értékelheti az eredményeket.
Digitális ultrahangos rendszereink másik felhasználóbarát funkciója a böngészőn keresztüli távvezérlés. A böngészős távvezérléssel bárhonnan távolról elindíthatja, leállíthatja, beállíthatja és felügyelheti ultrahangos processzorát.
Szeretne többet megtudni a növényi anyagok ultrahangos vizes extrakciójának előnyeiről? Vegye fel velünk a kapcsolatot most, hogy megbeszélhessük növényi kivonatainak gyártási folyamatát! Tapasztalt munkatársaink örömmel adnak további tájékoztatást az ultrahangos extrakcióról, ultrahangos rendszereinkről és az árakról!

Az alábbi táblázat tájékoztatást ad ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról:

Műszaki információk az ultrahangos vizes extrakcióról

A hagyományos extrakciós módszereket, például a macerációt, áztatást, perkolációt, kifőzést, refluxos extrakciót, vízgőz-desztillációt, szublimációt és préselést gyakran használják gyógyhatású vegyületek növényekből történő kinyerésére. E módszerek hátrányai közé tartozik az időigényes folyamat, az alacsony tisztaság és az alacsony hatékonyság.

Az ultrahangos extrakciót befolyásoló folyamatparaméterek

Az ultrahanggal segített extrakció egyedülálló jellemzőiről és előnyeiről ismert, amelyek az ultrahangos kezelést a növényi vegyületek hagyományos extrakciós módszereihez képest kiválóbb extrakciós technikává teszik. Az ultrahanggal segített extrakció egyik fő előnye az ultrahangos feldolgozás tényezőinek (például amplitúdó, idő, hőmérséklet, nyomás) pontos beállíthatósága, amely lehetővé teszi az ultrahangos folyamat optimális hozzáigazítását a célvegyülethez. Minden növényi anyagnak megvannak az ideális extrakciós paraméterei, amelyek mellett a legjobb kihozatal, minőség és extrakciós sebesség érhető el. Az ultrahangos extrakciós folyamat lehetővé teszi ezeknek az optimális extrakciós körülményeknek a tökéletes beállítását.

Ultrahangos amplitúdó

Az amplitúdó az ultrahangos szonda (szonotróda) rezgési kitérése. Minél nagyobb az amplitúdó, annál intenzívebb a rezgés és a kavitáció az ultrahanggal kezelt folyadékban. A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű szondás ultrahangos készülékekre szakosodott, amelyek pontosan beállítható amplitúdót biztosítanak. A folyamatos 24/7 üzem során akár 200µm amplitúdót biztosító, egyedi kialakítású szondák raktárról rendelkezésre állnak. Még nagyobb amplitúdókhoz is könnyen gyárthatók egyedi ultrahangos szonotródák.
Az amplitúdó a hatékony növényi extrakció egyik legfontosabb – ha nem az egyetlen legfontosabb – paramétere. A nagy amplitúdók létrehozzák a sejtfalak megbontásához és a sejten belüli anyagok felszabadításához szükséges erőket. Ez teszi a nagy teljesítményű ultrahangos kezelést olyan hatékonnyá a növényi extrakcióban.

Az ultrahangos kezelés ideje / időtartama

Az ultrahanggal segített extrakció általában sokkal rövidebb a hagyományos módszereknél, mivel az ultrahangos kezelés jelentősen nagyobb extrakciós sebességgel szabadítja fel a növényi vegyületeket. Az ultrahangos kezelés rövidebb extrakciós eljárásokat tesz lehetővé, ami megóvja a kinyert vegyületeket a túlkezeléstől. Az ultrahangnak köszönhető rövidebb feldolgozás nagyobb feldolgozási kapacitást és jobb kivonatminőséget jelent.

Impulzusos ultrahangos kezelés

Az ultrahangos pulzálás olyan kezelési mód, amelyben az ultrahangos kezelést meghatározott szünetciklusok szakítják meg (például 50% kitöltési tényező: 30 sec. BE, 30 sec. KI; 100% kitöltési tényező: folyamatos ultrahangos kezelés szünetek nélkül) Az ultrahang kitöltési tényezője (más néven impulzusüzemmód vagy ultrahangos pulzálási ciklusok) azt fejezi ki, hogy egy impulzusperióduson belül az idő hány százalékában csatolják be az ultrahangot a közegbe (impulzusidőtartam). Például az 50%-os ciklusüzemmód 30 sec. BE, 30 sec. KI működést jelentene. A működési ciklus szünete alatt az ultrahanggal kezelt folyadék meghatározott időre (például 30 sec.) visszatér zavartalan állapotába, ami kedvez a hőelvezetésnek a kívánt feldolgozási hőmérséklet fenntartásához. Az ultrahangos kezelés kitöltési tényezője az extrakció hatékonysága szempontjából kevésbé fontos, de egy adott folyamathőmérséklet fenntartására használják.

Hidrosztatikai nyomás

A nyomás az ultrahangos folyamatok másik nagyon fontos paramétere. Az ultrahanggal kezelt közegre alkalmazott hidrosztatikai nyomás befolyásolja a kavitáció intenzitását. Megnövelt nyomás mellett az ultrahangos (akusztikus) kavitáció intenzitása fokozódik. A Hielscher Ultrasonics különféle ultrahangos szakaszos reaktorokat és átfolyó cellákat kínál, amelyek nyomás alá helyezhetők az ultrahangos kezelés hatásának fokozásához.

Extrakciós hőmérséklet

Mint minden mechanikai kezelés, az ultrahangos kezelés is hőmérséklet-emelkedést okoz, ami összhangban van a termodinamika 2. főtételével. Ennek ellenére az ultrahangos kezelés nem termikus kezelési technika, mivel az ultrahanggal segített kezelések tisztán mechanikai erőkön (más néven szonomechanikai erőkön) alapulnak. Az ultrahangos extrakció során az extrakciós hőmérséklet hatékonyan szabályozható és egy kiválasztott hőmérséklet-tartományon belül tartható. Minden Hielscher digitális ultrahangos processzor csatlakoztatható hőmérséklet-érzékelővel és intelligens szoftverrel rendelkezik, amelyben beállítható a folyamat kívánt hőmérséklet-tartománya. Ha a hőmérséklet túllépi ezt a tartományt, az ultrahangos készülék szünetelteti a kezelést, amíg a hőmérséklet ismét a kiválasztott tartományba kerül, majd automatikusan folytatja az ultrahangos kezelést. A Hielscher ultrahangos készülékeinek ez az intelligens funkciója pontosan szabályozható ultrahangos kezelési folyamatot és ideális eredményeket tesz lehetővé.
Mivel az extrakciós hőmérséklet növényi vegyületenként és növényenként eltérő lehet, a hőmérséklet fontos tényező, amelyet nem szabad figyelmen kívül hagyni az ultrahangos folyamat optimalizálásakor. Például a Sophora flavescens flavonoidjainak maximális kihozatalához a 80°C hőmérsékletet találták ideálisnak, míg a búzakorpából történő arabinoxilán-extrakció legjobb eredményeit 50°C-on érték el.

Használjon bármilyen oldószert az ultrahangos extrakcióhoz

A különböző növényi vegyületek polaritása eltérő, ami befolyásolja oldhatóságukat a különféle oldószerekben. Például a szaponinok és a poliszacharidok polárisabbak, ezért jól oldódnak vízben, mivel a víz erősen poláris. Ezzel szemben a fenolos vegyületek, például az antocianinok és a klorogénsav meglehetősen apolárisak, ezért jobban oldódnak kevésbé poláris oldószerben, például etanolban. Így a nagy extrakciós hatékonyság eléréséhez az oldószert a célvegyületek oldhatóságának megfelelően kell megválasztani. Például a víz jó oldószer poláris vegyületek, például a gombákból származó pszilocibin, valamint oligoszacharidok, glikozidok és flavonoidok extrakciójához; míg a 60% (v/v) etanolkoncentrációjú etanol–víz elegy alkalmas például az apigenin, a baikalin és a luteolin ultrahanggal segített extrakciójára.
Olvasson többet az oldószerekről, az oldószerek polaritásáról és az ultrahangos extrakcióhoz legalkalmasabb oldószerekről!

Víz mint extrakciós oldószer

A víz a legpolárisabb oldószer, és poláris vegyületek széles körének extrakciójára alkalmas. Fő előnyei közé tartozik, hogy sokféle anyagot képes feloldani. Emellett olcsó, nem mérgező, biztonságos és nem gyúlékony. Hátrányai közé tartozik a nagy polaritásából eredő erős szelektivitás a poláris vegyületekre. Magas, 100°C-os forráspontja miatt a kivonat koncentrálása (például desztillációval vagy rotációs bepárlással) nagy mennyiségű energiát igényel. Emellett a vízben könnyen elszaporodnak a baktériumok és a penészgombák.

Ultrahangos frekvencia

A körülbelül 20kHz ultrahangos frekvencia bizonyult a legerőteljesebbnek és leghatékonyabbnak a növényi extrakcióhoz. Befolyásolja az ultrahanggal segített extrakció hatékonyságát a gyógyhatású vegyületek növényekből történő kinyerése során. Általában az alacsony ultrahangos frekvencia (vagyis körülbelül 20kHz) intenzívebb kavitációt (szonomechanikai hatásokat) hoz létre, ami az extrakciós eljárás nagyobb hatékonyságát eredményezi.

A növényi anyag

A növényi anyagok sejtjeinek szerkezete és merevsége nagymértékben eltérhet. A sejtfalak összetételétől függően – amely cellulózt, hemicellulózokat, lignint, pektin típusú poliszacharidokat, fehérjéket, fenolos és nem cellulóz jellegű vegyületeket, valamint vizet tartalmazhat – a sejtfalak szilárdak vagy lágyak lehetnek. A különböző növényfajok és növényi részek eltérő típusban és mennyiségben tartalmazzák ezeket a sejtfal-összetevőket. Ezért az optimális extrakciós eredményekhez minden növénytípus meghatározott feldolgozási paramétereket igényel.
Mivel az intenzitás pontosan beállítható, a Hielscher ultrahangos extraktorai megbízhatóan képesek megbontani a lágy és kemény sejtfalakat. A lágy sejtfalak kevésbé intenzív ultrahangos kezelést igényelhetnek, míg a szilárd sejtstruktúrák számára előnyös az intenzívebb kezelés.
A növényi extrakció alapanyaga lehet frissen betakarított (nedves) vagy szárított. Az ultrahangos extrakció friss/nedves és szárított növényekhez egyaránt alkalmas. A szilárd növényi anyag részecskemérete egy másik fontos tényező: a nagy felület (vagyis a kis részecskeméret) előnyös, mivel nagy érintkezési felületet biztosít az ultrahangos kavitációs nyíróerőknek, ami nagyobb hatékonyságot eredményez. Ezért a növényi anyagot macerálják vagy apró darabokra (körülbelül 3–5mm) őrlik.

Miért az ultrahangos extrakció a legjobb módszer?

Hatékonyság

• Nagyobb kihozatal
• Gyors extrakciós folyamat – perceken belül
• Kiváló minőségű kivonatok – kíméletes, nem termikus extrakció
• Környezetbarát oldószerek (víz, etanol, glicerin, növényi olajok, NADES stb.)

Egyszerűség

• Plug-and-play – Beállítás és üzemeltetés perceken belül
• Nagy feldolgozási kapacitás – Nagyüzemi kivonatgyártáshoz
• Szakaszos vagy folyamatos, gyártósorba integrált üzem
• Egyszerű telepítés és üzembe helyezés
• Hordozható / Mozgatható – Hordozható vagy kerekekre szerelt egységek
• Lineáris méretnövelés – A kapacitás növeléséhez adjon hozzá párhuzamosan egy további ultrahangos rendszert
• Távoli felügyelet és vezérlés – PC-n, okostelefonon vagy táblagépen keresztül
• Nincs szükség folyamatfelügyeletre – Állítsa be és indítsa el
• Nagy teljesítmény – Folyamatos 24/7 termelésre tervezve
• Robusztusság és csekély karbantartási igény
• Kiváló minőség – Németországban tervezve és gyártva
• Gyors betöltés és ürítés a tételek között
• Könnyen tisztítható

Biztonság

• Egyszerű és biztonságos üzemeltetés
• Oldószermentes vagy oldószeres extrakció (víz, etanol, növényi olajok, glicerin stb.)
• Nincsenek magas nyomások és hőmérsékletek
• ATEX-tanúsított robbanásbiztos rendszerek is rendelkezésre állnak
• Könnyen vezérelhető (távvezérléssel is)

Szakirodalom / Hivatkozások

• Ping-ping Huang, Ri-fu Yang, Tai-qiu Qiu, Wei Zhang & Chun-mei Li (2010): Ultrasound-Enhanced Subcritical Water Extraction of Volatile Oil from Lithospermum erythrorhizon. Separation Science and Technology, 45:10, 1433-1439.
• Zabot, G. L., Viganó, J., & Silva, E. K. (2021): Low-Frequency Ultrasound Coupled with High-Pressure Technologies: Impact of Hybridized Techniques on the Recovery of Phytochemical Compounds. Molecules, 26(17), 2021. 5117.
• Li, Ying; Chemat, Farid (2019): Plant Based „Green Chemistry 2.0”: Moving from Evolutionary to Revolutionary. Springer Science 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.
• 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.