Az ultrahangos extrakció az előnyben részesített technika a bioaktív vegyületek botanikai anyagokból történő elkülönítésére. Szonikálás eléri a teljes extrakció, és ezáltal kiváló kivonat hozamok kapunk egy nagyon rövid extrakciós idő. Mivel egy ilyen hatékony extrakciós módszer, ultrahangos extrakciós költség-és időtakarékos, miközben kiváló minőségű kivonatok, amelyeket használnak az élelmiszer, kiegészítők és gyógyszerek.

Ultrahangos kitermelése

Ultrahangos extrakciós használják az élelmiszer-, táplálék-kiegészítő és a gyógyszeripar, hogy kiadja a bioaktív vegyületek, mint a vitaminok, polifenolokolok, poliszacharidok, kannabinoidok és egyéb fitokemikáliák a botanikai. Az ultrahang-támogatott extrakció az akusztikus vagy ultrahangos kavitáció működési elvén alapul.

Hogyan működik az akusztikus kavitáció?

Az ultrahangos extrakció akkor érhető el, ha a nagy teljesítményű, alacsony frekvenciájú ultrahanghullámokat oldószerben botanikai anyagból álló szuszpenzióba kapcsolják. A nagy teljesítményű ultrahangos hullámokat egy szonda típusú ultrahangos processzoron keresztül kapcsolják össze a szuszpenzióba. A nagy energiájú ultrahanghullámok áthaladnak a folyadékon, váltakozó nagynyomású / alacsony nyomású ciklusokat hozva létre, ami az akusztikus kavitáció jelenségét eredményezi. Az akusztikus vagy ultrahangos kavitáció lokálisan szélsőséges hőmérsékletekhez, nyomásokhoz, fűtési / hűtési sebességekhez, nyomáskülönbségekhez és nagy nyíróerőkhöz vezet a közegben. Amikor a kavitációs buborékok összeomlanak a szilárd anyagok (például részecskék, növényi sejtek, szövetek stb.) felületén, a mikrofúvókák és az interpartikuláris ütközés olyan hatásokat generál, mint a felületi hámlás, erózió, részecskebontás, szonoporáció (a sejtfalak és sejtmembránok perforációja) és sejtzavar. Ezenkívül a kavitációs buborékok folyékony közegben történő implóziója makro-turbulenciákat és mikrokeverést hoz létre. Az ultrahangos besugárzás hatékony módja a tömegátadási folyamatok fokozásának, mivel az ultrahangos kezelés kavitációt és kapcsolódó mechanizmusokat, például folyékony fúvókákkal történő mikromozgást, tömörítést és dekompressziót eredményez az anyagban a sejtfalak későbbi megszakításával, valamint magas fűtési és hűtési sebességgel.
Szonda-típusú ultrasonicators generálhat nagyon magas amplitúdójú, ami szükséges generálni hatásos kavitáció. Hielscher Ultrahangos gyárt nagy teljesítményű ultrahangos elszívók, amely könnyen létre amplitúdójú 200μm folyamatos 24/7 működés. A még nagyobb amplitúdók, Hielscher kínál meghatározott nagy amplitúdós összehegeszthetősége (szondák).
Túlnyomásos ultrahangos reaktorok és áramlási sejtek használják, hogy fokozza a kavitáció. A növekvő nyomás, kavitáció és kavitációs nyíró erők egyre pusztítóbb, és ezáltal javítja az ultrahangos extrakciós hatások.

Ultrahangos kivonás alapja akusztikus kavitáció és a hidrodinamikai nyíró erők

Hatásai Ultrahangos Extraction

Ultrahangos sejt zavar és a tömeges transzfer növelése
Ultrahang segítheti extrakciós folyamatok mind a sejt zavar és növelésével tömeges transzfer a határréteg körül a szilárd mátrix.
Sonoporation, a sejtfalak és membránok perforációja, növeli a sejtfalak és membránok áteresztőképességét, és gyakran köztes lépés, mielőtt a sejteket teljesen megzavarja a szonikálás.
Az ultrahang által kiváltott kavitáció mechanikai hatásai, mint például a hő- és nyomáskülönbségek, a lökéshullámok, a nyíró erők, a folyékony fúvókák és a mikro-folyók fokozzák az oldószer behatolását a sejtbelsejébe, és javítják a sejt és az oldószer közötti tömegátvitelt, hogy az intercelluláris anyagok átkerüljenek az oldószerbe.

A növényi sejtekből történő ultrahangos kivonás: a mikroszkopikus keresztirányú szakasz (TS) mutatja a hatásmechanizmus az ultrahangos kivonás sejtekből (2000x nagyítás) [forrás: Vilkhu et al. 2011]

Ultrahangos Extraction berendezések

Hielscher Ultrasonics processzorok nagy teljesítményű extrakciós rendszerek, amelyek egyszerűek és biztonságosak a működéshez. Összhangban a nyersanyag, a folyamat kapacitások és a kimeneti cél, Hielscher kínálja a legmegfelelőbb ultrasonicator. A termék portfolió tól kompakt, nagy teljesítményű kézi ultrasonicators több mint pad-top rendszer teljesen ipari ultrahangos egységek képesek feldolgozni több tonna óránként.
Hielscher Ultrasonics elszívók lehet használni a tétel és a folyamatos inline extrakciós és használható kombinálva bármilyen oldószerrel.
Különböző kiegészítők, mint a különböző méretű és formájú sonotrodes (szondák), booster szarvak, áramlási cellák különböző térfogatokkal és geometriákkal, dugaszolható hőmérséklet- és nyomásérzékelők és sok más szerkentyű állnak rendelkezésre az ideális ultrahangos beállítás összeszereléséhez az extrakciós folyamathoz.
Minden digitális modellünk intelligens szoftverrel van felszerelve, amely lehetővé teszi az extrakciós paraméterek beállítását, monitorozását és beállítását. Az amplitúdó pontos szabályozásának, szonikálási időnek és szolgálati ciklusoknak köszönhetően optimális folyamateredmények, például kiváló hozam és a legmagasabb kivonatminőség érhető el. Az automatikus adatrögzítés a szonikálás folyamat alapjai a folyamat szabványosítása és reprodukálhatóság / ismételhetőség, amelyek szükségesek a helyes gyártási gyakorlat (GMP).

Hielscher Ultrasonics ipari ultrahangos processzorok szállít nagyon magas amplitúdó. Az akár 200 μm-es amplitúdók könnyen működtethetők folyamatosan a nap 24 órájában. A még nagyobb amplitúdók, testreszabott ultrahangos szonotródák állnak rendelkezésre. A Hielscher ultrahangos berendezések robusztussága lehetővé teszi a 24/7-es működést nagy teherbírású és igényes környezetben.
Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi: