Stratégiák a nagyobb kihozatalért a növényi extrakcióban
Ahhoz, hogy növényi alapanyagokból nagy hatékonysággal prémium minőségű kivonatokat állítsunk elő, vagyis rövid extrakciós idő alatt nagy kihozatallal nyerjünk prémium minőségű kivonatokat, nagy teljesítményű extrakciós technikára van szükség. Az ultrahangos extrakció olyan folyamatintenzifikáló technika, amely lehetővé teszi az alapanyagok széles körének felhasználását, és gyorsan, költséghatékonyan, nagy kihozatallal állít elő kiváló minőségű kivonatokat.
Prémium növényi kivonatok nagy teljesítményű ultrahanggal
Amikor egy növényi alapanyagból egy meghatározott bioaktív vegyületet vagy bioaktív frakciót vonnak ki, az extrakciós folyamatot különféle tényezők befolyásolják. Az extrakciós technológia (pl. ultrahangos extrakció) mellett az oldószer polaritása, az alapanyag és annak előkezelése, a szilárd anyag / folyadék arány (azaz a növényi anyag / oldószer arány), az extrakciós idő és a hőmérséklet olyan fontos folyamatparaméterek, amelyeket gondosan figyelembe kell venni. Az ultrahanggal segített extrakció (UAE) ideális feldolgozási körülményeket tesz lehetővé, amelyeket egyszerre jellemez a kíméletesség és a nagy hatékonyság. A kíméletes oldószerek szabad megválasztása vagy a hideg vizes extrakció, az alacsony hőmérséklet és a rövid feldolgozási idő az ultrahangos extrakciót a többi technikánál jobb extrakciós eljárássá teszi, amely megakadályozza a bioaktív molekulák termikus vagy kémiai lebomlását. Ezenfelül az UAE képes felszabadítani a növényi alapanyagban rendelkezésre álló bioaktív molekulák teljes mennyiségét. Ezért az ultrahangos kezelés a nagy hatóerejű kivonatok előállításához legszélesebb körben alkalmazott extrakciós technológia.
Növényi extrakció a következő készülékkel: UP400St (400W, 24kHz)
Mitől jobb az ultrahangos extrakció?
Az ultrahanggal segített extrakció (UAE) rendkívül hatékony extrakciós technika, amely tisztán mechanikai erőkön alapul. Az ultrahangos vagy akusztikus kavitációt intenzív nyíróerők, valamint helyileg kialakuló nagy hőmérséklet- és nyomáskülönbségek jellemzik. Ezek a rendkívül intenzív kavitációs erők úgynevezett szonoporációt okoznak, vagyis új pórusokat hoznak létre a sejtmembránban, és megnagyobbítják a meglévőket, továbbá feltárják a növényi sejtszerkezeteket. Az oldószer ultrahanggal fokozott áramlása a sejt belsejébe és onnan kifelé hozzájárul a növényi anyagok gyors és teljes felszabadulásához. Mivel az UAE kizárólag mechanikai erőket alkalmaz, nem módosítja a növényi molekulákat vegyszerekkel vagy intenzív hőkezeléssel, és ezáltal megakadályozza a növényekben található bioaktív anyagok kémiai vagy hő által kiváltott változásait. Ennek eredményeként az ultrahangos extrakció kiváló minőségű, teljes spektrumú kivonatokat állít elő, amelyek biztosítják az együttesen jelen lévő növényi anyagok teljes hatását, az úgynevezett társas hatást.
Ultrahangos extrakció: kíméletes, nem termikus, mégis rendkívül hatékony technika prémium minőségű kivonatok nagy kihozatalú előállításához.
Az ultrahangos extrakció összehasonlítása más technikákkal
Az ultrahangos extrakció széles körben alkalmazott technika a bioaktív vegyületek, például antioxidánsok, polifenolok, poliszacharidok, fehérjék, lipidek, kannabinoidok és más fitokemikáliák növényi anyagokból történő felszabadítására és izolálására.
Az ultrahangos kezelés az előnyben részesített módszer számos előnye miatt, amelyek közé tartozik a nagy / teljes extrakciós kihozatal, a gyors, nem termikus feldolgozás, a szinte bármilyen oldószerrel való kompatibilitás (pl. víz, etanol, metanol, izopropanol, növényi olajok, glicerin stb.), az egyszerű és biztonságos működtetés és az alacsony karbantartási igény, sok más előny mellett.
Az alábbi táblázat összehasonlítja az ultrahangos extrakciót más hagyományos extrakciós módszerekkel, kiemelve az UAE előnyeit.
A Hielscher ultrahangos extraktorai hatékonyságukkal, megbízhatóságukkal és felhasználóbarát kialakításukkal tűnnek ki
| Ultrahangos extrakció | Maceráció | CO2 extrakció | Soxhlet | Perkoláció | |
|---|---|---|---|---|---|
| Oldószer | szinte bármilyen oldószerrel kompatibilis | víz, vizes és nem vizes oldószerek | CO2 | víz, vizes és nem vizes oldószerek | szerves oldószerek |
| Hőmérséklet | nem termikus extrakció, pontos hőmérséklet-szabályozás |
környezeti | hő alkalmazásával | környezeti hőmérséklet, esetenként hőt alkalmaznak |
a 31°C-os kritikus hőmérséklet felett |
| Nyomás | légköri és emelt nyomás egyaránt lehetséges |
légköri | légköri | légköri | nagyon nagy nyomások (a 74 bar kritikus nyomás felett) |
| Feldolgozási idő | gyors | nagyon lassú | lassú | nagyon lassú | mérsékelt |
| Oldószer mennyisége | kis mennyiség, nagy szilárdanyag-terhelés növényi anyaggal az oldószerben, különösen átfolyó cellás elrendezés használatakor |
nagy | mérsékelt | nagy | nagy mennyiségű szuperkritikus CO2 |
| A természetes kivonat polaritása | az oldószertől függ; apoláris és poláris vegyületek kivonásához két oldószerrel végzett, kétlépcsős extrakció ajánlott |
az oldószertől függ | az oldószertől függ | az oldószertől függ | a nyomástól függ (nagyobb nyomáson polárisabb) |
| Rugalmasság / Méretnövelhetőség | szakaszos és inline extrakcióhoz, lineáris méretnövelhetőség |
csak szakaszos extrakció, korlátozott méretnövelhetőség |
csak szakaszos extrakció, korlátozott méretnövelhetőség |
csak szakaszos extrakció, korlátozott méretnövelhetőség |
csak szakaszos extrakció, korlátozott lineáris méretnövelhetőség, nagyon drága |
Miért olyan hatékony az ultrahangos extrakció?
A nagy teljesítményű ultrahang extrakciót intenzifikáló mechanizmusa elsősorban az akusztikus kavitáció jelenségének tulajdonítható. Az ultrahangos kavitáció ütközéseket okoz a növényi biomassza részecskéi között, ami a részecskék közötti ütközésekből eredő aprózódáshoz és a részecskeméret csökkenéséhez vezet. Amikor a kavitációs buborékok a növényi szilárd részecskék felületén összeomlanak, az erózió és a szonoporáció tovább növeli a részecskék felületét. Az ezáltal fokozott anyagátadás elősegíti az olyan molekulák felszabadulását, mint a fehérjék, lipidek, cukrok, vitaminok, antioxidánsok, fitokemikáliák és élelmi rostok. Az ultrahanggal létrehozott nyíróerők javítják az oldószer behatolását a növényi anyag sejtmátrixába, illetve növelik a sejtmembránok áteresztőképességét. A nagy teljesítményű ultrahang e mechanizmusai felelősek azért a jelentős folyamatintenzifikációért, amelyet az ultrahangos kezelés növényi extrakcióra történő alkalmazásával érnek el.
- nagy kihozatal
- prémium minőségű kivonatok
- rendkívül hatékony, gyors folyamat
- alacsony üzemeltetési költségek
- reprodukálható eredmények
- lineáris méretnövelhetőség
- egyszerű és biztonságos működtetés
- robusztusság
Kérjen műszaki információkat a Hielscher ultrahangos extraktorairól és előnyeikről!
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos extraktorokat tervez, gyárt és forgalmaz szakaszos és folyamatos feldolgozáshoz, bármilyen termelési léptékben. A legmagasabb műszaki színvonal, a kiemelkedő robusztusság és a nagy hatékonyságú működést szolgáló 24/7/365 üzemelés mellett a Hielscher ultrahangos kezelőkészülékei egyszerűen és megbízhatóan működtethetők. A nagy hatékonyság, az intelligens szoftver, az intuitív menü, az automatikus adatnaplózás és a böngészőn keresztüli távoli vezérlés csupán néhány olyan jellemző, amely megkülönbözteti a Hielscher extraktorait más extrakciós berendezésektől.
A Hielscher ultrahangos extraktorainak előnyei
Hatékonyság
- Nagyobb kihozatal
- Gyors extrakciós folyamat – perceken belül
- Kiváló minőségű kivonatok – kíméletes, nem termikus extrakció
- Környezetbarát oldószerek (víz, etanol, glicerin, növényi olajok stb.)
Egyszerűség
- Csatlakoztatás után használatra kész – üzembe helyezés és betanítás néhány órán belül
- Nagy átbocsátóképesség – nagyüzemi kivonatgyártáshoz
- Szakaszos vagy folyamatos inline üzem
- Egyszerű telepítés – többféle feszültséget támogat, és mindössze négy tömlő csatlakoztatását igényli
- Mozgatható
- Lineáris méretnövelés – a kapacitás növeléséhez csatlakoztasson párhuzamosan egy további ultrahangos rendszert
- Távoli felügyelet és vezérlés – számítógépen, okostelefonon vagy táblagépen keresztül
- Nincs szükség folyamatfelügyeletre – állítsa be és indítsa el
- Nagy teljesítmény – folyamatos, 24/7 termelésre tervezve
- Robusztusság és alacsony karbantartási igény
- Kiváló minőség – Németországban tervezve és gyártva
- Gyors betöltés és ürítés a tételek között
- Könnyen tisztítható
Biztonság
- Egyszerűen és biztonságosan működtethető
- Oldószermentes vagy oldószeralapú extrakció (víz, etanol, növényi olajok, glicerin stb.)
- Nincs nagy nyomás és magas hőmérséklet
- ATEX-tanúsítvánnyal rendelkező robbanásbiztos rendszerek kaphatók
- Könnyen vezérelhető (távoli vezérléssel is)
Oldószerek az ultrahangos extrakcióhoz
Válassza ki az extrakciós folyamatához ideális oldószert: a víz, a víz–alkohol keverék, az izopropil-alkohol, a hexán, az etanol, a metanol, a bután, a növényi olajok, a glicerin,
a nem mérgező oldószerek és bármely más szokásos oldószer kompatibilisek az ultrahangos extrakcióval.
Ultrahangos hideg vizes extrakció: Bár a víz technikai értelemben oldószer, az úgynevezett univerzális oldószer, a vízalapú extrakciót általában oldószermentes extrakciónak tekintik. Az ultrahangos oldószermentes extrakció nem igényel semmilyen idegen anyagot. A vízből és növényi anyagból álló szuszpenziót ultrahangos kezelésnek vetik alá, hogy feltörjék a növény sejtfalait, és ezáltal a bioaktív molekulák felszabaduljanak a vízbe (oldószerbe). Az ultrahangos kezelés tisztán mechanikai módszer, amely kémiailag nem módosítja az alapanyagot és a kivonatot. Ezért az ultrahangos extrakció az előnyben részesített technika a kiváló minőségű növényi kivonatok előállításához.
Szondás ultrahangos kezelőkészülék: UIP1000hdT keverővel, növényi kivonatok, például kannabinoidok (pl. CBD, THC, CBG) előállításához
Az alábbi táblázat tájékoztatást nyújt ultrahangos extraktoraink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról (szakaszos és átfolyásos feldolgozás):
| Tételtérfogat | Térfogatáram | Ajánlott készülékek |
|---|---|---|
| 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 |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | nagyobb | több összekapcsolt UIP16000 |
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!
A következő ultrahangos extraktor ipari telepítése: UIP4000hdT növényi kivonatok előállításához.
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos extraktorokat gyárt és szállít laboratóriumi, kísérleti üzemi és ipari léptékhez.
Szakirodalom / Hivatkozások
- 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.
- Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
- V. Lobo, A. Patil,A. Phatak, N. Chandra (2010): Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health. Pharmacognosy Reviews 2010 Jul-Dec; 4(8): 118–126.
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt a laboratóriumi mérettől egészen az ipari méretig.