Rendkívül hatékony vízkivétel Power-ultrahanggal
A botanikai vegyületek vízkivonása (pl. Hideg vagy meleg víz extrakció, nyomás alatt álló víz kivonása és szubkritikus víz kivonása) hatékonyan javítható ultrahangos kezeléssel. Az ultrahanggal segített vízkivonás nemcsak magasabb hozamot eredményez és csökkenti a feldolgozási időt, hanem alacsonyabb energiafogyasztást, enyhébb extrakciós körülményeket és kiváló minőségű kivonatokat is eredményez a hagyományos extrakciós technikákhoz képest. Az ultrahangos vízextrakciót sikeresen használják számos növényi eredetű vegyület kivonására, beleértve az alkaloidokat, flavonoidokat, glikozidokat, fenolos vegyületeket és poliszacharidokat.
Bioaktív vegyületek ultrahangos vízkivonása
A víz a leginkább poláris oldószer, ami nagyszerű oldószerré teszi a poláris vegyületek számára. Nem mérgező és környezetbarát természete miatt a víz ideális oldószer lenne bármilyen botanikai kivonathoz. A kevésbé poláris és nem poláris komponensek azonban rosszul vagy egyáltalán nem oldódnak vízben. Ezenkívül a tömeges transzfer támogatása nélkül a vízben történő kitermelési folyamat hihetetlenül lassú és ezáltal gazdaságtalan lenne. A nagy intenzitású, alacsony frekvenciájú ultrahang nagyon hatékony extrakciós technika, amely intenzív keverést és tömegátadást biztosít. Ezért az ultrahangos extrakció jól ismert, hogy jelentős előnyöket biztosít a hagyományos extrakciós módszerekkel szemben. Ezek az előnyök magukban foglalják a magasabb hozamot, a gyors feldolgozást, a gyors tételváltást, valamint a folyamatos gyártósori extrakciót, a zöld oldószerek használatát, az enyhe extrakciós körülményeket, amelyek megőrzik a kivonatvegyületeket, a biztonságos működést és a könnyű méretezhetőséget a kereskedelmi termelés nagy áteresztőképességéhez. (vö. Zabot et al., 2021)
A forró víz kivonása javult ultrahanggal
A botanikai anyagok kitermelését a vízkivonás során meghatározó paraméterek a hőmérséklet, az idő, a nyomás és a növényi anyag felülete. A forró vizes kivonat viszonylag rövid idő alatt elkészíthető a víz magas hőmérséklete miatt.
A megoldás: A hozam és az extrakciós sebesség jelentősen növelhető ultrahangos keverés esetén. A forró víz önmagában csak korlátozott mértékben képes megtörni a sejtszerkezeteket, és a magas hőmérséklet gyakran károsítja vagy elpusztítja a hő-labilis vegyületeket, így a kivonat minősége romlik. Ha az ultrahangos extrakciót forró víz extrakcióval kombinálják, a hőmérséklet drasztikusan csökkenthető (pl. 100 ° C-ról 50 ° C-ra), ami megakadályozza az extrahált botanikai összetevők termikus lebomlását, növeli a teljes hozamot és energiát takarít meg. Az ultrahangos kavitáció az ultrahangos extrakciós jelenség mögött álló elv. Az ultrahangos (vagy akusztikus) kavitáció tisztán mechanikai erők, amelyek megszakítják a sejtfalakat, felszabadítják a célvegyületeket és javítják a sejt belseje és a víz (oldószer) közötti tömegátadást. Így az ultrahangos vízkivonás kiváló extrakciós eredményeket biztosít.
A hideg víz kivonása javult ultrahangos kezeléssel
A hidegvizes extrakció (hidegvizes infúzió) lényegesen kevésbé hatékony, mivel a forró víz használata elkerülhető. A hideg vagy szobahőmérsékletű víz nem nyeri ki jól a növényi vegyületeket, mivel a hideg víz nagyon lassan beszivárog a növényi anyagba, és a tömegátadás szinte elhanyagolható. A hidegvizes extrakció előnye abban rejlik, hogy elkerüli a hőmérséklet-emelkedést, ezáltal megakadályozza a hőérzékeny vegyületek termikus lebomlását. A nagyon gyenge extrakciós dinamika azonban a hagyományos hidegvizes extrakciót kivitelezhetetlenné teszi a kereskedelmi termelésben. Ezért a hidegvizes infúziót szinte kizárólag kísérleti szakaszban használják a lassúság és a hatékonyság hiánya miatt.
A megoldás: Az ultrahangos kezelés hideg víz extrakcióba történő bevezetésével a hidegvíz áztatásának lassúsága és hatékonysága könnyen leküzdhető. Az ultrahanggal intenzívebb hidegvizes extrakció lehetővé teszi a hideg extrakciós hőmérséklet fenntartását, miközben intenzív nyíróerőket kapcsol a szilárd-folyékony közegbe. Az ultrahangos extrakciós mechanizmus eredményeként a sejtfalak kinyílnak, és a botanikai vegyületek gyorsan felszabadulnak a vízbe. Az ultrahangos hidegvizes extrakció és infúzió a hideg áztatást rendkívül hatékony folyamattá alakítja, amely rövid extrakciós idő alatt magas hozamot, kiváló minőségű kivonatokat biztosít.
Nyomás alatt álló víz extrakció kombinálva ultrahangos kezelés
Az ultrahangos extrakciót mikrokeverés jellemzi, amely rezgéseken keresztül elősegíti az oldószer nagyobb diffúzióját a részecskébe és a részecske belsejéből a felületre, fokozva a tömegátadást. Továbbá, ultrahangos kezelés csökkenti a részecske méretét a sejtanyag, ami javítja az ultrahanggal segített nyomás alatt álló folyadék extrakció hatásait. A kisebb, kb. 0,68 mm-es részecskék nagyobb hozamot mutatnak, mint a nagyobb részecskék (kb. 1,05 mm), mivel a nagyobb felület jelentősen nagyobb tömegátadást és ezáltal jobb extrakciós hozamot tesz lehetővé. (vö. Zabot et al., 2021)
- Kiváló hozam
- Nagy sebességű extrakció
- Kiváló minőségű kivonatok
- Enyhe, nem termikus eljárás
- Zöld oldószerek
- Költséghatékony
- Egyszerű és biztonságos kezelés
- Alacsony beruházási és üzemeltetési költségek
- 24/7 működés nagy igénybevétel mellett
- Zöld, környezetbarát módszer
Hatékony nyomás alatt álló hidegvíz extrakció Power-ultrahanggal
Nagy nyomás alatt megkönnyíti a hideg víz behatolását a növényi szövetekbe, és a vízoldható fitokemikáliákat feloldják anélkül, hogy termikus bomlást okoznának. A nagynyomású hidegvizes extrakciós módszer ultrahanggal párosítható a poláris és nem poláris botanikai összetevők jobb izolálása érdekében. A víz, mint nem mérgező, olcsó és környezetbarát oldószer, vonzó alternatívája a szerves oldószernek, különösen a növényi eredetű élelmiszerek, terápiák és étrend-kiegészítők előállításakor.
Az ultrahanggal intenzívebb nyomás alatt álló hidegvíz extrakcióhoz ultrahangos szonda (sonotrode) van integrálva az extrakciós tartályba vagy az áramlási cellába. A tartályt vagy az áramlási cellát általában 5 és 100 barg közötti nyomással nyomás alá helyezik, a célzott extraktumvegyületektől függően. A Hielscher Ultrasonics még testreszabott ipari ultrahangos reaktorokat és áramlási cellákat is szállít, amelyek akár 300barg nyomást is gyakorolhatnak, lehetővé téve az extrakciós folyamat optimális nyomásának beállítását.
Szuperkritikus vízkivonás javult szonikálással
Az ultrahanggal továbbfejlesztett szubkritikus vízkivonás egy másik szinergikus technika, ahol a teljesítmény ultrahang javítja a szilárd és folyékony közötti tömegátadást. Szubkritikus víz extrakció (SWE) – Más néven nyomás alatt álló melegvíz-extrakció vagy túlhevített vízkivonás – kevésbé használt technika az alacsonyabb polaritású botanikai vegyületek kivonására. A szubkritikus vízextrakció során oldószerként szuperkritikus állapotú vizet használnak.
Mi a szubkritikus víz, és miért jó oldószer a szubkritikus víz a kevésbé poláris növényi vegyületek kivonására? "A víz számos termodinamikai tulajdonsággal rendelkezik, amelyeket nagymértékben befolyásol a hőmérséklet és a nyomás. A körülményektől függően fizikai állapota (szilárd, folyékony vagy gáz), termikus viselkedése, sűrűsége vagy viszkozitása módosítható. A hőmérséklet és a nyomás kritikus pontként ismert (221 bar és 374 ° C-on meghatározott) ponton történő növelésével a víz elérheti a szuperkritikus állapotot. Szubkritikus körülmények között, amelyek 100 °C és kritikus hőmérséklet (374 °C) közötti hőmérsékletnek, valamint 1 bar és kritikus nyomás (221 bar) közötti nyomásnak felelnek meg a párolgás elkerülése érdekében, a víz polaritása csökken; Jobb oldószerré teszi a vizet a különböző szerves bioaktív vegyületek kivonásához." (Li és Chemat, 2019)
Ha az ultrahangot szubkritikus vízkivonással kombinálják, az extrakció hatékonysága javítható a kivonathozam növelésével és az extrakciós idő csökkentésével. Az optimális eredmény érdekében a zárt nyomás alatt álló szakaszos reaktorban vagy áramlási cellás reaktorban a nyomásnak legalább kétszer akkorának kell lennie, mint a víz gőznyomásának. (A víz gőznyomásáról szóló táblázatot az oldal végén találja.)
Huang et al. (2010) az alacsony frekvenciájú, nagy teljesítményű ultrahang extrakciós hatásait vizsgálta szubkritikus vízkivonással kombinálva. Ezért egy ultrahangos szonda csatlakozik a szubkritikus vízelszívó eszköz vízforralójához, hogy kivonja az illékony olajat a Lithospermum erythrorhizonból. Az eredmények azt mutatták, hogy a 20 KHz-es ultrahanggal segített fokozó hatás jobb volt, mint a 36 KHz-es, és a kimeneti teljesítménnyel (0-ról 250 W-ra) nőtt. A szubkritikus vízkivonási hozam 1,87% -ról 2,39% -ra nőtt ultrahangos oszcillációval (250 W, 20 KHz) 160 ° C hőmérsékleten és 5 MPa nyomáson 25 perces extrakciós eljárás során. Az ultrahangos kezelés nemcsak az extrakciós hozamot, hanem az extrakciós sebességet is javíthatja, ezáltal időt takaríthat meg.
Az ultrahanggal segített szubkritikus vízkivonás alacsonyabb nyomáson (pl. 5barg) futtatható, mint a hagyományos szubkritikus vízkivonás (pl. 10MPa), ami energiaköltségeket takarít meg és biztonságosabbá teszi az extrakciós eljárást.
Az ultrahangos botanikai extrakció előnyei
Mind a tudományos kutatás, mind az ipari megvalósítás azt mutatja, hogy az ultrahanggal segített extrakció megbízható és könnyen kezelhető technika, amely nem igényel technikai hátteret vagy intenzív képzést. Nagyon magas kitermelési hatékonyság, magas hozamok, alacsony működési költségek, valamint alacsony beruházási költségek (különösen más technikákkal, például a CO-val összehasonlítva2 elszívók) és az alacsony energiaköltségek a szonda típusú ultrahangos elszívók fő előnyei.
További előnyök, amelyek az ultrahangos extrakciós technológiát az előnyben részesített módszerré alakítják, kiváló minőségű kivonatok az alacsony extrakciós hőmérséklet, a megbízható eredmények (ismételhetőség / reprodukálhatóság), a teljesen lineáris méretezhetőség bármely termelési szintre, valamint az alacsony karbantartás.
"Az ultrahangos szonda típusú extrakció használatához kapcsolódó egyéb előnyök a kivonat könnyű kezelése, gyors végrehajtás, maradékok nélkül, magas hozam, környezetbarát, fokozott minőség és a kivonat lebomlásának megelőzése."
(vö. Chemat és Khan, 2011)
Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek vízkivonáshoz
A Hielscher Ultrasonics extrahálók jól megalapozottak a botanikai extrakció területén, függetlenül attól, hogy milyen oldószert használnak. Kivonat-előállítók – mind a kisebb, exkluzív réskivonat-gyártók, mind a nagyüzemi tömeggyártók – megtalálja a Hielscher széles berendezésportfóliójában az ideális ultrahangos extrakciós berendezést a gyártási követelményekhez. A kötegelt és a folyamatos gyártósori folyamatbeállítások könnyen elérhetők, és a polcról szállíthatók. Bármilyen oldószerrel való munkavégzésre alkalmas, az ultrahangos extrakció rugalmasan alkalmazható bármilyen növényi anyag kivonására. A víz oldószerként történő felhasználása lehetővé teszi szerves tanúsítvánnyal rendelkező kivonatok előállítását rendkívül drága "szerves" etanol használata nélkül. (Természetesen a növényi anyagot organikusan kell termeszteni ahhoz, hogy szerves vízkivonatot állítsanak elő).
Nagy hatékonyságú extrakció Hielscher ultrahanggal
Hielscher Az ultrahangos extrahálók hatékonyan megzavarják a növényi sejteket, növelik a növényi anyag felületét az oldószer behatolásához és a fitokémiai anyagok (másodlagos metabolitok) felszabadulásához. A felhasználóbarát Hielscher elszívók gyorsan telepíthetők, biztonságosak és intuitív módon működtethetők.
A legmagasabb minőségi követelmények teljesítése – Tervezett & Gyártás helye Németország
A Hielscher ultrasonicators kifinomult hardverét és intelligens szoftverét úgy tervezték, hogy garantálja a botanikai nyersanyag megbízható ultrahangos extrakciós eredményeit reprodukálható eredményekkel és felhasználóbarát, biztonságos működéssel. A robusztusság, a megbízhatóság, a 24/7 működés teljes terhelés alatt és az egyszerű működés a munkavállaló szempontjából további minőségi tényezők, amelyek kedvezővé teszik a Hielscher ultrahangos készülékeket.
A Hielscher Ultrasonics elszívókat világszerte használják kiváló minőségű fitokémiai extrakcióban. Bizonyítottan kiváló minőségű botanikai vegyületeket eredményez, Hielscher ultrahangos elszívókat nemcsak a speciális és butik kivonatok kisebb kézművesei használják, hanem többnyire a széles körben kereskedelmi forgalomban kapható kivonatok, táplálékkiegészítők és terápiák ipari termelésében. Robusztus hardverük és intelligens szoftverük miatt a Hielscher ultrahangos processzorok könnyen kezelhetők és felügyelhetők.
Automatikus adatprotokollálás
Az élelmiszerek, táplálékkiegészítők és terápiás termékek gyártási szabványainak teljesítése érdekében a gyártási folyamatokat részletesen, figyelemmel kell kísérni és fel kell jegyezni. Hielscher Ultrasonics digitális ultrahangos készülékek automatikus adatprotokollal rendelkeznek. Ennek az intelligens funkciónak köszönhetően minden fontos folyamatparaméter, például az ultrahangos energia (teljes és nettó energia), a hőmérséklet, a nyomás és az idő automatikusan tárolódik a beépített SD-kártyán, amint a készülék be van kapcsolva. A folyamatfelügyelet és az adatrögzítés fontos a folyamatos folyamatszabványosítás és a termékminőség szempontjából. Az automatikusan rögzített folyamatadatok elérésével felülvizsgálhatja a korábbi szonikálási futtatásokat és értékelheti az eredményt.
Egy másik felhasználóbarát funkció a digitális ultrahangos rendszereink böngésző távirányítója. A távoli böngészővezérléssel bárhonnan távolról elindíthatja, leállíthatja, beállíthatja és felügyelheti ultrahangos processzorát.
Szeretne többet megtudni a növényi anyagokból származó ultrahangos vízkivonás előnyeiről? Vegye fel velünk a kapcsolatot most, hogy megvitassák botanikai kivonat gyártási folyamatát! Jól tapasztalt munkatársaink örömmel osztanak meg további információkat az ultrahangos extrakcióról, ultrahangos rendszereinkről és árainkról!
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
---|---|---|
1–500 ml | 10–200 ml/perc | UP100H |
10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000hdt |
n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
Műszaki információk az ultrahangos vízkivonásról
A hagyományos extrakciós módszereket, például macerációt, infúziót, perkolációt, főzetet, reflux extrakciót, gőzdesztillációt, szublimációt és préselést általában használják a növényi vegyületek kivonására. Ezeknek a módszereknek a hátrányai közé tartozik az időigényes folyamat, a gyenge tisztaság és az alacsony hatékonyság.
Az ultrahangos extrakciót befolyásoló folyamatparaméterek
Az ultrahanggal segített extrakció egyedülálló tulajdonságairól és előnyeiről ismert, amelyek az ultrahangos kezelést kiváló extrakciós technikává teszik a botanikai vegyületek hagyományos extrakciós módszereihez képest. Az ultrahanggal segített extrakció egyik fő előnye az ultrahangos feldolgozási tényezők (például amplitúdó, idő, hőmérséklet, nyomás) pontos alkalmazkodóképessége, amely lehetővé teszi az ultrahangos folyamat optimális hangolását a célvegyülethez. Minden növényi anyag ideális extrakciós paraméterekkel rendelkezik, amelyek mellett a legjobb hozam, minőség és extrakciós sebesség érhető el. Az ultrahangos extrakciós folyamat lehetővé teszi az optimális extrakciós feltételek tökéletes beállítását.
Ultrahangos amplitúdó
Az amplitúdó az ultrahangos szonda (sonotrode) rezgési elmozdulása. Minél nagyobb az amplitúdó, annál intenzívebb a rezgés és a kavitáció az ultrahangos folyadékban. A Hielscher Ultrasonics spezializálva van nagy teljesítményű szonda típusú ultrahangos készülékek, amelyek pontosan állítható amplitúdókat tudnak biztosítani. A testreszabott szondák, amelyek akár 200 μm-t is képesek szállítani folyamatos 24/7 üzemben, könnyen elérhetők a polcról. Még nagyobb amplitúdók esetén a testreszabott ultrahangos sonotrodes is könnyen előállítható.
Az amplitúdó egy – ha nem a legtöbb – Fontos paraméter a hatékony növénykivonáshoz. A nagy amplitúdók megteremtik a szükséges erőket a sejtfalak lebontásához és az intracelluláris anyag felszabadításához. Ezáltal a nagy teljesítményű ultrahangos kezelés annyira hatékony lesz a botanikai extrakcióban.
Az ultrahangos kezelés ideje / időtartama
Az ultrahanggal segített extrakció általában sokkal rövidebb, mint a hagyományos módszerek, mivel az ultrahangkezelés jelentősen nagyobb extrakciós sebességgel szabadítja fel a botanikai vegyületeket. Az ultrahangos kezelés lehetővé teszi a rövidebb extrakciós eljárásokat, amelyek megőrzik az extrahált vegyületeket a túlfeldolgozás ellen. Az ultrahangnak köszönhető rövidebb feldolgozás nagyobb teljesítményt és jobb extraktminőséget jelent.
Pulzáló ultrahangos kezelés
Az ultrahangos pulzálás egy kezelési mód, ahol az ultrahangkezelést meghatározott szünetciklusokkal megszakítják (pl. 50% munkaciklus: 30 mp. BE, 30 másodperc KI; 100% duty cyle: folyamatos szonikálás szünetek nélkül) Az ultrahang munkaciklusa (más néven impulzus üzemmód vagy ultrahangos pulzálási ciklusok) arra az időre utal, amely alatt az ultrahang a közeghez kapcsolódik (impulzus időtartama) egy impulzusidő alatt. Például egy 50%-os ciklusú mód 30 mp BE és 30 másodperc KI állapotú. A munkaciklus szünetciklusa alatt az ultrahangos folyadék meghatározott ideig (pl. 30 másodperc) visszatér egy zavartalan állapotba, ami jó a hőelvezetéshez a célfeldolgozási hőmérséklet fenntartása érdekében. Az ultrahangos ciklus kevésbé fontos az extrakciós hatékonyság szempontjából, de egy bizonyos folyamathőmérséklet fenntartására szolgál.
Hidrosztatikus nyomás
A nyomás egy másik nagyon fontos paraméter az ultrahangos folyamatokhoz. A hidrosztatikus nyomás alkalmazása az ultrahangos közegre befolyásolja a kavitáció intenzitását. Magas nyomásviszonyok között az ultrahangos (akusztikus) kavitáció intenzitása megnő. A Hielscher Ultrasonics különböző típusú ultrahangos kötegelt reaktorokat és áramlási cellákat kínál, amelyek nyomás alá helyezhetők az intenzív szonikációs eredmények érdekében.
Extrakciós hőmérséklet
Mint minden mechanikai kezelés, az ultrahangos kezelés hőmérséklet-emelkedést okoz, ami megfelel a termodinamika 2. törvényének. Mindazonáltal az ultrahangos kezelés nem termikus kezelési technika, mivel az ultrahanggal segített kezelések tisztán mechanikai erőkön alapulnak (más néven sonomechanical erők). Az extrakciós hőmérséklet az ultrahangos extrakció során hatékonyan szabályozható és tartható egy bizonyos kiválasztott hőmérsékleti tartományon belül. Minden Hielscher digitális ultrahangos processzor csatlakoztatható hőmérséklet-érzékelővel és intelligens szoftverrel van felszerelve, ahol egy bizonyos hőmérséklet-tartomány állítható be a folyamathoz. Amikor ezt a hőmérsékleti tartományt túllépik, az ultrahangos készülék szünetel, amíg a hőmérséklet ismét a kiválasztott tartományban van, majd automatikusan folytatja az ultrahangos eljárást. Ez az intelligens tulajdonsága Hielscher ultrasonicators lehetővé teszi a pontosan szabályozható ultrahangos folyamat és ideális eredmények.
Mivel az extrakciós hőmérséklet eltérő lehet bármely botanikai vegyület és növény, a hőmérséklet fontos tényező, amelyet nem szabad elhanyagolni az ultrahangos folyamatoptimalizálás során. Például a 80 °C-ot ideálisnak találták a Sophora flavescens flavonoidjainak maximális hozamának eléréséhez, míg a legjobb eredményeket 50 °C-on érték el az arabinoxilán búzakorpából történő kivonásakor.
Használjon bármilyen oldószert az ultrahangos extrakcióhoz
A különböző botanikai vegyületek különböző polaritással rendelkeznek, amelyek befolyásolják oldhatóságukat különböző oldószerekben. Például a szaponinok és a poliszacharidok polárisabbak, ezért vízben jól oldódnak, mivel a víz erősen poláris. A fenolos vegyületek, például az antocianinok és a klorogénsav viszont meglehetősen polárisak, és ezért jobban oldódnak egy kevésbé poláris oldószer, például etanol. Így az oldószer kiválasztását a célzott vegyületek oldhatóságának megfelelően kell elvégezni a magas extrakciós hatékonyság elérése érdekében. Például a víz jó oldószer poláris vegyületek, például pszilocibin gombákból, valamint oligoszacharidokból, glikozidokból és flavanoidokból történő kivonására; míg az etanol-víz keverék és az 60% (v / v) etanol-koncentráció alkalmas pl. Apigenin, Baicalin és luteolin vegyületek ultrahanggal segített extrahálására.
További információ az oldószerekről, az oldószer polaritásáról és az ultrahangos extrakcióhoz legmegfelelőbb oldószerekről!
Víz extrakciós oldószerként
A víz a leginkább poláris oldószer, és alkalmas a poláris vegyületek széles skálájának kivonására. Fő előnyei közé tartozik az anyagok széles körének feloldása. Ezenkívül olcsó, nem mérgező, biztonságos és nem gyúlékony. Hátrányai közé tartozik a poláris vegyületek erős szelektivitása a magas polaritás miatt. Magas, 100°C-os forráspontja miatt a kivonat koncentrációja (pl. desztillációval vagy rotorpárologtatással) nagy mennyiségű energiát igényel. Továbbá a víz hajlamos a baktériumok és a penész növekedésére.
Ultrahangos frekvencia
Az ultrahangos frekvencia körül 20kHz megállapították, hogy a legerősebb és leghatékonyabb a botanikai extrakcióhoz. Befolyásolja az ultrahanggal segített extrakció hatékonyságát a gyógyászati vegyületek növényekből történő kivonásában. Általában az alacsony ultrahangos frekvencia (azaz kb. 20kHz) intenzívebb kavitációt (szonomechanikai hatásokat) generál, ami az extrakciós eljárás nagyobb hatékonyságát eredményezi.
A növényi anyag
A növényi anyagok nagymértékben változhatnak sejtjeik szerkezetében és merevségében. A sejtfal összetételétől függően, amely cellulózt, hemicellulózokat, lignint, pektikus poliszacharidokat, fehérjéket, fenolos és nem cellulózvegyületeket és vizet tartalmazhat, a sejtfalak lehetnek erősek vagy puhaak. A különböző növénytípusok és részek különböző típusú és mennyiségű sejtfal komponenseket tartalmaznak. Ezért minden üzemtípusnak speciális feldolgozási paraméterekre van szüksége az optimális kitermelési eredmények érdekében.
Mivel az intenzitás pontosan hangolható, a Hielscher ultrahangos elszívók megbízhatóan megszakíthatják a puha és kemény sejtfalakat. A lágy sejtfalaknak kevésbé intenzív ultrahangos kezelésre lehet szükségük, míg az erős sejtszerkezetek intenzívebb kezelést kapnak.
A botanikai extrakció nyersanyaga frissen betakarítható (nedves) vagy szárítható. Az ultrahangos extrakció friss / nedves és szárított növényekhez egyaránt alkalmas. A növényi szilárd anyagok részecskemérete egy másik fontos tényező: A nagy felület (azaz kis részecskeméret) előnyös, mivel nagy érintkezési területet biztosít az ultrahangos kavitációs nyíróerők számára, ami nagyobb hatékonyságot eredményez. Ezért a növényi anyagot macerálják vagy apró darabokra őrlik (kb. 3-5 mm).
Miért az ultrahangos extrakció a legjobb módszer?
Hatékonyság
- magasabb hozamok
- Gyors extrakciós folyamat – perceken belül
- Kiváló minőségű kivonatok – enyhe, nem termikus extrakció
- Zöld oldószerek (víz, etanol, glicerin, növényi olajok, NADES stb.)
Egyszerűség
- Plug-and-play – Beállítás és működtetés perceken belül
- Nagy áteresztőképesség – Nagy mennyiségű kivonat előállításához
- Tételenkénti vagy folyamatos gyártósori működés
- Egyszerű telepítés és üzembe helyezés
- Hordozható / Mozgatható – Hordozható egységek vagy kerekekre építve
- Lineáris méretnövelés – adjon hozzá egy másik ultrahangos rendszert párhuzamosan a kapacitás növelése érdekében
- Távfelügyelet és vezérlés – PC-n, okostelefonon vagy táblagépen keresztül
- Nincs szükség folyamatfelügyeletre – Beállítás és futtatás
- Nagy teljesítményű – folyamatos, 24/7 gyártásra tervezve
- Robusztusság és alacsony karbantartási igény
- kiváló minőség – Németországban tervezték és építették
- Gyors betöltés és ürítés a tételek között
- Könnyen tisztítható
Biztonság
- Egyszerű és biztonságos üzemeltetés
- Oldószer nélküli vagy oldószer alapú extrakció (víz, etanol, növényi olajok, glicerin stb.)
- Nincs magas nyomás és hőmérséklet
- ATEX-tanúsítvánnyal rendelkező robbanásbiztos rendszerek kaphatók
- Könnyen vezérelhető (távirányítóval is)
Irodalom / 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.
- alga
- antocianinok
- artemisinin
- Astragalus
- Baggibuti
- Keserű dinnye
- kannabisz
- Chili paprika
- fahéj
- Citrusfélék héja
- kakaó
- kávé
- Cucurmin
- békalencse
- Bodza
- fokhagyma
- gyömbér
- zöld tea
- komló
- Kratom
- gyógynövények
- Silymarin a tejes bogáncsból
- Szerzetes gyümölcs
- Gomba
- Olajbogyó levelek
- Gránátalma
- Kvercetin
- Quillaja
- sáfrány
- Stevia
- dohány
- vanília
és még sok más!
Táblázat: A víz gőznyomása
hőmérséklet °C-ban |
Gőznyomás Hgmm-ben (Torr) |
Gőznyomás Hectopascal hPa-ban |
-80 | 0,00041 | 0,00055 |
-75 | 0,000915 | 0,00122 |
-70 | 0,00196 | 0,00261 |
-65 | 0,00405 | 0,0054 |
-60 | 0,008101 | 0,0108 |
-55 | 0,0157 | 0,02093 |
-50 | 0,02952 | 0,03936 |
-45 | 0,05402 | 0,07202 |
-40 | 0,09631 | 0,1284 |
-39,5 | 0,1019 | 0,1359 |
-39 | 0,1078 | 0,1437 |
-38,5 | 0,114 | 0,1520 |
-38 | 0,1206 | 0,1607 |
-37,5 | 0,1274 | 0,1699 |
-37 | 0,1347 | 0,1796 |
-36,5 | 0,1423 | 0,1897 |
-36 | 0,1503 | 0,2004 |
-35,5 | 0,1587 | 0,2116 |
-35 | 0,1676 | 0,2235 |
-34,5 | 0,1769 | 0,2359 |
-34 | 0,1867 | 0,2490 |
-33,5 | 0,197 | 0,2627 |
-33 | 0,2078 | 0,2771 |
-32,5 | 0,2192 | 0,2923 |
-32 | 0,2311 | 0,3082 |
-31,5 | 0,2437 | 0,3249 |
-31 | 0,2568 | 0,3424 |
-30,5 | 0,2706 | 0,3608 |
-30 | 0,2851 | 0,3801 |
-29,5 | 0,3003 | 0,4004 |
-29 | 0,3162 | 0,4216 |
-28,5 | 0,333 | 0,4439 |
-28 | 0,3505 | 0,4673 |
-27,5 | 0,3688 | 0,4918 |
-27 | 0,3881 | 0,5174 |
-26,5 | 0,4083 | 0,5443 |
-26 | 0,4294 | 0,5725 |
-25,5 | 0,4515 | 0,6020 |
-25 | 0,4747 | 0,6329 |
-24,5 | 0,4989 | 0,6652 |
-24 | 0,5243 | 0,6991 |
-23,5 | 0,5509 | 0,7345 |
-23 | 0,5787 | 0,7716 |
-22,5 | 0,6078 | 0,8104 |
-22 | 0,6383 | 0,851 |
-21,5 | 0,6701 | 0,8934 |
-21 | 0,7034 | 0,9377 |
-20,5 | 0,7381 | 0,9841 |
-20 | 0,77451 | 1,0326 |
-19,5 | 0,81251 | 1,0833 |
-19 | 0,85222 | 1,1362 |
-18,5 | 0,89368 | 1,1915 |
-18 | 0,93698 | 1,2492 |
-17,5 | 0,98222 | 1,3095 |
-17 | 1,0295 | 1,3725 |
-16,5 | 1,0787 | 1,4382 |
-16 | 1,1302 | 1,5068 |
-15,5 | 1,1839 | 1,5783 |
-15 | 1,2399 | 1,653 |
-14,5 | 1,2983 | 1,7309 |
-14 | 1,3593 | 1,8122 |
-13,5 | 1,4228 | 1,8969 |
-13 | 1,489 | 1,9852 |
-12,5 | 1,5581 | 2,0773 |
-12 | 1,6300 | 2,1732 |
-11,5 | 1,705 | 2,2732 |
-11 | 1,7832 | 2,3774 |
-10,5 | 1,8646 | 2,4859 |
-10 | 1,9494 | 2,5990 |
-9,5 | 2,0377 | 2,7168 |
-9 | 2,1297 | 2,8394 |
-8,5 | 2,2254 | 2,9670 |
-8 | 2,325 | 3,0998 |
-7,5 | 2,4287 | 3,2380 |
-7 | 2,5366 | 3,3819 |
-6,5 | 2,6489 | 3,5316 |
-6 | 2,7657 | 3,6873 |
-5,5 | 2,8872 | 3,8492 |
-5 | 3,0134 | 4,0176 |
-4,5 | 3,1448 | 4,1927 |
-4 | 3,2813 | 4,3747 |
-3,5 | 3,4232 | 4,5639 |
-3 | 3,5707 | 4,7606 |
-2,5 | 3,724 | 4,9649 |
-2 | 3,8832 | 5,1772 |
-1,5 | 4,0486 | 5,3977 |
-1 | 4,2204 | 5,6267 |
-0,5 | 4,3987 | 5,8645 |
0 | 4,5840 | 6,1115 |
0,01 | 4,58780 | 6,11657 |
1 | 4,9286 | 6,5709 |
2 | 5,2954 | 7,0599 |
3 | 5,6861 | 7,5808 |
4 | 6,1021 | 8,1355 |
5 | 6,5449 | 8,7258 |
6 | 7,0158 | 9,3536 |
7 | 7,5164 | 10,021 |
8 | 8,0482 | 10,730 |
9 | 8,6130 | 11,483 |
10 | 9,2123 | 12,282 |
11 | 9,8483 | 13,130 |
12 | 10,522 | 14,028 |
13 | 11,237 | 14,981 |
14 | 11,993 | 15,990 |
15 | 12,795 | 17,058 |
16 | 13,642 | 18,188 |
17 | 14,539 | 19,384 |
18 | 15,487 | 20,647 |
19 | 16,489 | 21,983 |
20 | 17,546 | 23,393 |
21 | 18,663 | 24,882 |
22 | 19,841 | 26,453 |
23 | 21,085 | 28,111 |
24 | 22,395 | 29,858 |
25 | 23,776 | 31,699 |
26 | 25,231 | 33,639 |
27 | 26,763 | 35,681 |
28 | 28,376 | 37,831 |
29 | 30,071 | 40,092 |
30 | 31,855 | 42,470 |
31 | 33,730 | 44,969 |
32 | 35,700 | 47,596 |
33 | 37,769 | 50,354 |
34 | 39,942 | 53,251 |
35 | 42,221 | 56,290 |
36 | 44,613 | 59,479 |
37 | 47,121 | 62,823 |
38 | 49,750 | 66,328 |
39 | 52,506 | 70,002 |
40 | 55,391 | 73,849 |
41 | 58,413 | 77,878 |
42 | 61,577 | 82,096 |
43 | 64,886 | 86,508 |
44 | 68,349 | 91,124 |
45 | 71,968 | 95,950 |
46 | 75,749 | 100,99 |
47 | 79,709 | 106,27 |
48 | 83,834 | 111,77 |
49 | 88,147 | 117,52 |
50 | 92,648 | 123,52 |
51 | 97,343 | 129,78 |
52 | 102,24 | 136,31 |
53 | 107,35 | 143,12 |
54 | 112,67 | 150,22 |
55 | 118,23 | 157,62 |
56 | 124,01 | 165,33 |
57 | 130,03 | 173,36 |
58 | 136,29 | 181,71 |
59 | 142,82 | 190,41 |
60 | 149,61 | 199,46 |
61 | 156,67 | 208,88 |
62 | 164,02 | 218,67 |
63 | 171,65 | 228,85 |
64 | 179,59 | 239,43 |
65 | 187,83 | 250,42 |
66 | 196,39 | 261,83 |
67 | 205,28 | 273,68 |
68 | 214,51 | 285,99 |
69 | 224,09 | 298,76 |
70 | 234,03 | 312,01 |
71 | 244,33 | 325,75 |
72 | 255,02 | 340,00 |
73 | 266,11 | 354,78 |
74 | 277,59 | 370,09 |
75 | 289,49 | 385,95 |
76 | 301,82 | 402,39 |
77 | 314,58 | 419,41 |
78 | 327,80 | 437,03 |
79 | 341,48 | 455,27 |
80 | 355,63 | 474,14 |
81 | 370,28 | 493,67 |
82 | 385,43 | 513,87 |
83 | 401,10 | 534,76 |
84 | 417,30 | 556,35 |
85 | 434,04 | 578,67 |
86 | 451,33 | 601,73 |
87 | 469,21 | 625,56 |
88 | 487,67 | 650,17 |
89 | 506,73 | 675,58 |
90 | 526,41 | 701,82 |
91 | 546,72 | 728,90 |
92 | 567,68 | 756,84 |
93 | 589,31 | 785,68 |
94 | 611,61 | 815,41 |
95 | 634,61 | 846,08 |
96 | 658,34 | 877,71 |
97 | 682,78 | 910,30 |
98 | 707,98 | 943,90 |
99 | 733,95 | 978,52 |
100 | 760,00 | 1013,3 |
101 | 787,57 | 1050,0 |
102 | 815,86 | 1087,7 |
103 | 845,12 | 1126,7 |
104 | 875,06 | 1166,7 |
105 | 906,07 | 1208,0 |
106 | 937,92 | 1250,5 |
107 | 970,60 | 1294,0 |
108 | 1004,42 | 1339,12 |
109 | 1038,92 | 1385,11 |
110 | 1074,56 | 1432,63 |
111 | 1111,20 | 1481,48 |
112 | 1148,74 | 1531,53 |
113 | 1187,42 | 1583,10 |
114 | 1227,25 | 1636,20 |
115 | 1267,98 | 1690,50 |
120 | 1489,14 | 1985,36 |
125 | 1740,93 | 2321,05 |
130 | 2026,10 | 2701,24 |
135 | 2347,26 | 3129,42 |
140 | 2710,92 | 3614,26 |
145 | 3116,76 | 4155,34 |
150 | 3570,48 | 4760,25 |
175 | 6694,08 | 8924,71 |
200 | 11659,16 | 15544,27 |
225 | 19123,12 | 25495,40 |
250 | 29817,84 | 39753,85 |
275 | 44580,84 | 59436,23 |
300 | 64432,8 | 85903,3 |
325 | 90447,6 | 120587 |
350 | 124001,6 | 165321,9 |
360 | 139893,2 | 186508,9 |
365 | 148519,2 | 198009,3 |
366 | 150320,4 | 200410,7 |
367 | 152129,2 | 202822,3 |
368 | 153960,8 | 205264,2 |
369 | 155815,2 | 207736,5 |
370 | 157692,4 | 210239,2 |
371 | 159584,8 | 212762,2 |
372 | 161507,6 | 215325,8 |
373 | 163468,4 | 217939,9 |
373,946 | 165452,0 | 220584,5 |