Հեքսանով էքստրակցիայի արդյունավետության բարձրացում ուլտրաձայնային մշակմամբ
Զոնդային ուլտրաձայնային մշակումը կարող է բարելավել հեքսանով ավանդական էքստրակցիան՝ ինտենսիվացնելով գործընթացը և զգալիորեն բարձրացնելով դրա արդյունավետությունը։ Ուլտրաձայնային էքստրակցիան բարելավում է զանգվածափոխանակությունը և քայքայում բջիջները՝ թիրախային կենսաակտիվ նյութերն ազատելով լուծիչի մեջ, ինչի շնորհիվ էքստրակցիայի ելքն ավելի բարձր է լինում, քան միայն ավանդական մեթոդների կիրառման դեպքում։ Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ էքստրակցիան խիստ արդյունավետ է յուղերի, այդ թվում՝ ռապսի և կտավատի սերմերի յուղերի էքստրակցիայի ելքը բարձրացնելու համար՝ ապահովելով ճարպաթթուների բարձրորակ կազմ և կենսաակտիվ բաղադրիչների ավելի բարձր պարունակություն։
Հեքսանով էքստրակցիայի բարելավում հզոր ուլտրաձայնի միջոցով
Ուլտրաձայնային էքստրակցիան գործընթացն ինտենսիվացնող մեթոդ է, որը կարող է զգալիորեն բարելավել պինդ–հեղուկ և լուծիչով էքստրակցիայի գործընթացները։
- Ավելի ամբողջական էքստրակցիա
- Ավելի բարձր ելք
- Ավելի արագ էքստրակցիա
- Հեքսանի նվազեցված սպառում
- Ընդհանուր արդյունավետության բարձրացում
Ուլտրաձայնային էքստրակտոր UIP2000hdT լիպիդների և ճարպաթթուների (յուղերի)՝ հեքսանով էքստրակցիան բարելավելու համար։
Հեքսանով ավանդական էքստրակցիայի սահմանափակումները
Հեքսանով էքստրակցիան տարածված մեթոդ է, որն օգտագործվում է տարբեր աղբյուրներից, օրինակ՝ բույսերից, սերմերից կամ հողից օրգանական միացությունների, հատկապես ոչ բևեռային նյութերի էքստրակցիայի համար։ Հեքսանն ածխաջրածնային լուծիչ է, որը խիստ արդյունավետ է լիպիդների, յուղերի և այլ ոչ բևեռային միացությունների լուծման ու էքստրակցիայի համար։ Հեքսանը լայնորեն կիրառվում է յուղերի էքստրակցիայի համար՝ ոչ բևեռային միացությունները (օրինակ՝ յուղերը) լուծելու ունակության, յուղի հետագա հեշտ առանձնացման և եռման ջերմաստիճանի նեղ միջակայքի (63–69°C) շնորհիվ։
Սակայն հեքսանով էքստրակցիայի գործընթացների արդյունավետությունը կարող է զգալիորեն տատանվել՝ կախված հումքից և էքստրակցիայից. էքստրակցիայի ելքն ու տևողությունը մեծապես փոխկապակցված են։ Սա նշանակում է, որ էքստրակտի բարձր ելք ստանալու համար կենսազանգվածը պետք է ավելի երկար մնա հեքսանային լուծիչում։ Մեկ այլ սահմանափակող գործոն հաճախ հեքսանի անբավարար ներթափանցումն է կենսազանգվածի մատրիցի մեջ։ Կոշտ բջջային կառուցվածքները հեքսանով թրջվում են հիմնականում մակերեսից, մինչդեռ բջջի ներքին մասը միայն մասնակիորեն է շփվում հեքսանի հետ։ Այսպիսի անբավարար ներթափանցման հետևանքով էքստրակցիան թերի է լինում, քանի որ թիրախային նյութերը, օրինակ՝ լիպիդները (այսինքն՝ ճարպաթթուները, ճարպերը, յուղերը), մնում են բջջային մատրիցի ներսում։
Լուծումը՝ ուլտրաձայնով ինտենսիվացված հեքսանով էքստրակցիա
Զոնդային ուլտրաձայնային մշակումը, որը հայտնի է նաև որպես ուլտրաձայնային զոնդով մշակում, մեթոդ է, որն օգտագործում է բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնային ալիքներ՝ հեղուկ միջավայրում ակուստիկ կավիտացիայի պղպջակներ ստեղծելու համար։ Այս պղպջակներն արագ փլուզվում են՝ առաջացնելով ինտենսիվ տեղային էներգետիկ դաշտեր և լուծիչի ներսում ստեղծելով միկրոտուրբուլենտություն ու սահքի մեծ ուժեր։
Ուլտրաձայնով ստեղծվող այս՝ էներգիայի բարձր խտությամբ պայմանների շնորհիվ զոնդային ուլտրաձայնային մշակումը կարող է մի քանի եղանակով ինտենսիվացնել և բարելավել հեքսանով էքստրակցիայի գործընթացը.
- Ուժեղացված զանգվածափոխանակություն. Ուլտրաձայնային մշակումն ուժեղացնում է զանգվածափոխանակությունը պինդ նմուշի և լուծիչի միջև։ Միկրոտուրբուլենտությունը և կավիտացիոն պղպջակների արագ փլուզումը ստեղծում են սահքի մեծ ուժեր և ճնշման տեղային փոփոխություններ։ Սա խախտում է պինդ նմուշը շրջապատող սահմանային շերտը՝ նպաստելով թիրախային միացությունների ազատմանը լուծիչի մեջ և այդպիսով բարձրացնելով էքստրակցիայի արդյունավետությունը։
- Արագացված էքստրակցիա. Ուլտրաձայնային մշակումն արագացնում է էքստրակցիայի կինետիկան՝ մեծացնելով լուծիչի և պինդ նմուշի շփման մակերեսը։ Կավիտացիոն պղպջակներն ապահովում են խառնում և ստեղծում համասեռացված խառնուրդ՝ ապահովելով լուծիչի սերտ շփումը պինդ նյութի ամբողջ մակերեսի հետ, ինչի արդյունքում էքստրակցիայի արագությունը մեծանում է։
- Բջջային կառուցվածքների քայքայում. Բուսական նյութերից էքստրակցիայի ժամանակ ուլտրաձայնային մշակումը կարող է քայքայել բջջային կառուցվածքները, օրինակ՝ բջջապատերն ու թաղանթները՝ հեշտացնելով ներբջջային բաղադրիչների ազատումը։ Սա թույլ է տալիս ավելի արդյունավետ էքստրակցիայի ենթարկել լիպիդները և այլ թիրախային միացություններ, որոնք կարող են պարփակված լինել բջիջների ներսում։
- Էքստրակցիայի տևողության կրճատում. Համատեղելով ուժեղացված զանգվածափոխանակությունը և էքստրակցիայի արագացված կինետիկան՝ զոնդային ուլտրաձայնային մշակումը կարող է զգալիորեն կրճատել ցանկալի ելքն ստանալու համար անհրաժեշտ էքստրակցիայի տևողությունը։ Սա կարող է հատկապես օգտակար լինել մեծ ծավալի նմուշներ մշակելիս կամ ժամանակային սահմանափակումների նկատմամբ զգայուն կիրառություններում։
Գործընթացի այս բարելավված գործոնների շնորհիվ զոնդային ուլտրաձայնային մշակումը կարող է զգալիորեն բարելավել հեքսանով էքստրակցիան։ Հեքսանով ուլտրաձայնային էքստրակցիան կարելի է օպտիմալացնել՝ ելնելով էքստրակցիայի ենթարկվող կոնկրետ միացություններից և ծավալներից։ Ուլտրաձայնի ինտենսիվությունը (ամպլիտուդը), տևողությունը, ջերմաստիճանը, ճնշումը և էքստրակցիայի սարքավորումների կազմաձևը կարելի է կարգավորել՝ կրճատված էքստրակցիայի ընթացքում էքստրակտի օպտիմալ ելք ստանալու համար։
Ուլտրաձայնային էքստրակտոր UIP6000hdT հեքսանով էքստրակցիայի համար
Հեքսանով՝ ուլտրաձայնի օժանդակությամբ էքստրակցիայի օրինակներ
- Ջրիմուռների յուղ
- Բուսական յուղեր (սոյայի, կտավատի, ռապսի, արևածաղկի, բրնձի թեփի և այլն)
- Եթերայուղեր
- Կարիոֆիլեն
- Վանիլի պատիճներից ստացվող վանիլային օլեոռեզին
- Ձվի դեղնուցից ստացվող լյուտեին
- Ջրիմուռներից ստացվող աստաքսանտին
- Միջատների ճարպազերծում
Ուլտրաձայնով ինտենսիվացված Սոքսլետի էքստրակցիա՝ հեքսանը որպես լուծիչ օգտագործելով
Ուլտրաձայնով ինտենսիվացված Սոքսլետի էքստրակցիան գործընթաց է, որը համատեղում է ավանդական Սոքսլետի էքստրակցիան ուլտրաձայնային ալիքների հետ՝ էքստրակցիայի գործընթացի արդյունավետությունը բարձրացնելու համար։ Սոքսլետի էքստրակցիան սովորաբար կիրառվում է լաբորատորիաներում և ավելի փոքր ծավալներով էքստրակտների, օրինակ՝ եթերայուղերի կամ որոշ կենսաակտիվ միացությունների արտադրության համար։
Հեքսանն այս գործընթացում հաճախ կիրառվող լուծիչ է, քանի որ արդյունավետ է տարբեր աղբյուրներից լիպիդների էքստրակցիայի համար, ներառյալ սերմերի յուղերը, ջրիմուռների յուղը, ինչպես նաև լիպիդային հիմքով կենսաակտիվ միացությունները։ Ուլտրաձայնային մշակումը քայքայում է բջջային կառուցվածքները և նպաստում պինդ–հեղուկ էքստրակցիային՝ ուժեղացնելով զանգվածափոխանակությունն ու միացությունների ազատումը լուծիչի մեջ։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ լուծիչը, օրինակ՝ հեքսանը, կարող է ավելի լավ ներթափանցել պինդ նյութի մեջ և արդյունավետորեն լուծել յուղերը (լիպիդները, ճարպաթթուները)։ Հետևաբար, էքստրակցիայի գործընթացն արագանում է՝ կրճատելով ցանկալի միացություններն էքստրակցիայի ենթարկելու համար պահանջվող ժամանակը։ Բացի այդ, ուլտրաձայնի կիրառումը կարող է նվազեցնել անհրաժեշտ լուծիչի քանակը՝ այս տարբերակը դարձնելով ավելի էկոլոգիապես բարենպաստ։
Ուլտրաձայնային էքստրակցիան թույլ է տալիս օգտագործել ավելի մեղմ, ոչ թունավոր լուծիչներ
Ուլտրաձայնային մշակումը ոչ միայն բարելավում է հեքսանով էքստրակցիան, այլև թույլ է տալիս օգտագործել ավելի մեղմ, ոչ թունավոր լուծիչներ, օրինակ՝ էթանոլ, էթանոլի ջրային լուծույթ, ջուր կամ բնական խոր էվտեկտիկ լուծիչներ (DES, NADES)։ Ուլտրաձայնային զոնդային էքստրակտորներով ապահովվող բջիջների խիստ արդյունավետ քայքայումը և զանգվածափոխանակությունը գերազանց արդյունքներ են տալիս ավելի մեղմ լուծիչներ օգտագործելիս։ Այսպիսով, ուլտրաձայնային էքստրակցիայի համակցումն ավելի մեղմ, ոչ թունավոր, էկոլոգիապես ավելի բարենպաստ լուծիչների հետ հնարավորություն է տալիս ստանալ սննդային կիրառության համար պիտանի բարձրորակ էքստրակտներ, խնայել ծախսերը և իրականացնել էկոլոգիապես բարենպաստ էքստրակցիայի գործընթաց։
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր՝ հեքսանով էքստրակցիան բարելավելու համար
Hielscher Ultrasonics ընկերությունը նախագծում, արտադրում և մատակարարում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային էքստրակտորներ, որոնք կարելի է հեշտությամբ ինտեգրել հեքսանով էքստրակցիայի գործող կայանքներում կամ Սոքսլետի էքստրակտորներում։ Բացի մատակարարումից, տեղադրումից և տեխնիկական սպասարկումից, Hielscher ընկերությունը խորհրդատվություն է տրամադրում և ուղղորդում իր հաճախորդներին իրագործելիության փորձարկումների, գործընթացի օպտիմալացման և արտադրական կայանքի նախագծման փուլերից մինչև էքստրակցիայի գործընթացի վերջնական տեղադրումն ու գործարկումը։
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի հիմնական առավելություններն են գործընթացի լիարժեք վերահսկումը, մասշտաբը գծային կերպով մեծացնելու հնարավորությունը և բոլոր արդյունաբերական ուլտրաձայնային մշակիչների՝ շատ բարձր ամպլիտուդներ ապահովելու կարողությունը։ Մինչև 200µm ամպլիտուդներով կարելի է հեշտությամբ աշխատել անընդհատ՝ 24/7 ռեժիմով։ Բարձր ամպլիտուդները հատկապես կարևոր են ավելի կարծր բջջային կառուցվածքների, օրինակ՝ սերմերի և միջուկների էքստրակցիայի դեպքում։
Մեր տեխնիկական անձնակազմը և լիովին հագեցած գործընթացային լաբորատորիան կօգնեն ձեզ՝ տրամադրելով գիտելիքներ և ուղղորդում։
Նախագծում, արտադրություն և խորհրդատվություն – գերմանական արտադրության որակ
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են որակի և նախագծման իրենց բարձրագույն չափանիշներով։ Ամրությունն ու շահագործման պարզությունը թույլ են տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերը սահուն ինտեգրել արդյունաբերական կայանքներում։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հեշտությամբ աշխատում են ծանր պայմաններում և բարձր պահանջներ ներկայացնող միջավայրերում։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն ունի ISO հավաստագրում և հատուկ ուշադրություն է դարձնում բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքերին, որոնք առանձնանում են գերժամանակակից տեխնոլոգիայով և օգտագործման հարմարավետությամբ։ Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են CE չափանիշներին և բավարարում են UL, CSA և RoHs պահանջները։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման արտադրողականության մասին.
| Խմբաքանակի ծավալ | Ծավալային հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 0,5–1,5mL | Կիրառելի չէ | VialTweeter | 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 |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| Կիրառելի չէ | 10–100L/min | UIP16000 |
| Կիրառելի չէ | ավելի մեծ | սարքերի խումբ՝ UIP16000 |
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբներով խառնման, դիսպերսման, էմուլգացման և էքստրակցիայի կիրառությունների համար։
Գրականություն / Հղումներ
- Negin Moradi, Masoud Rahimi, Atefeh Moeini, Mohammad Amin Parsamoghadam (2018): Impact of ultrasound on oil yield and content of functional food ingredients at the oil extraction from sunflower. Separation Science and Technology, 53:2, 2018. 261-276.
- A. Meullemiestre, C. Breil, M. Abert-Vian, F. Chemat (2017): Manothermosonication as a useful tool for lipid extraction from oleaginous microorganisms. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 37, July 2017. 216-221.
- A. Perrier, C. Delsart, N. Boussetta, N. Grimi, M. Citeau, E. Vorobiev (2017): Effect of ultrasound and green solvents addition on the oil extraction efficiency from rapeseed flakes. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 39, 2017. 58-65.
- Reyman, D. & Almudena, Quiñones (2020): Simultaneous Oil Sono-Extraction And Sono-Transesterification (In Situ) Of Soybean And Sunflower Seeds For The Production Of Biodiesel. Research Square Preprint 2020.
- Djenni, Zoubida; Pingret, Daniella; Mason, Timothy J.; Chemat, Farid (2012): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Analytical Methods, 2012.
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ սկսած լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափերը։