Բարձր արդյունավետությամբ ջրի արդյունահանում ուժային ուլտրաձայնի միջոցով

Բուսաբանական միացությունների ջրի արդյունահանումը (օրինակ՝ սառը կամ տաք ջրի արդյունահանումը, ճնշման տակ գտնվող ջրի արդյունահանումը և ենթակրիտիկական ջրի արդյունահանումը) կարող է արդյունավետորեն բարելավվել ուլտրաձայնային եղանակով: Ուլտրաձայնային օգնությամբ ջրի արդյունահանումը ոչ միայն տալիս է ավելի բարձր բերքատվություն և նվազեցնում մշակման ժամանակը, այլև հանգեցնում է էներգիայի ավելի ցածր սպառման, ավելի մեղմ արդյունահանման պայմանների և բարձրորակ քաղվածքների, համեմատած սովորական արդյունահանման տեխնիկայի հետ: Ուլտրաձայնային ջրի արդյունահանումը հաջողությամբ օգտագործվում է բազմաթիվ բույսերից ստացված միացությունների արդյունահանման համար, ներառյալ ալկալոիդները, ֆլավոնոիդները, գլիկոզիդները, ֆենոլային միացությունները և պոլիսախարիդները:

Կենսաակտիվ միացությունների ուլտրաձայնային ջրային արդյունահանում

Ջուրն ամենաբևեռային լուծիչն է, ինչը նրան դարձնում է հիանալի լուծիչ բևեռային միացությունների համար: Ոչ թունավոր և էկոլոգիապես մաքուր բնության պատճառով ջուրը իդեալական լուծիչ կլինի ցանկացած բուսաբանական մզվածքի համար: Այնուամենայնիվ, պակաս բևեռային և ոչ բևեռային բաղադրիչները վատ են լուծվում կամ ընդհանրապես չեն լուծվում ջրում: Բացի այդ, առանց զանգվածային փոխանցման խթանման, ջրում արդյունահանման գործընթացը կլինի աներևակայելի դանդաղ և, հետևաբար, ոչ տնտեսական: Բարձր ինտենսիվության, ցածր հաճախականության ուլտրաձայնը շատ արդյունավետ արդյունահանման տեխնիկա է, որն ապահովում է ինտենսիվ խառնում և զանգվածի փոխանցում: Ուստի հայտնի է, որ ուլտրաձայնային արդյունահանումը զգալի առավելություններ է տալիս արդյունահանման սովորական մեթոդների նկատմամբ: Այս առավելությունները ներառում են ավելի բարձր եկամտաբերություն, արագ վերամշակում, արագ արագ խմբաքանակի շրջանառություն, ինչպես նաև շարունակական արդյունահանում, կանաչ լուծիչների օգտագործում, մեղմ արդյունահանման պայմաններ, որոնք պահպանում են արդյունահանման միացությունները, շահագործման անվտանգությունը և առևտրային արտադրության համար մեծ թողունակությունների հեշտ ընդլայնումը: (տես Zabot et al., 2021)

Տաք ջրի արդյունահանումը բարելավվել է ուլտրաձայնային եղանակով

Ջրի արդյունահանման ժամանակ բուսաբանական նյութերի արդյունահանումը որոշող պարամետրերն են՝ ջերմաստիճանը, ժամանակը, ճնշումը և բուսական նյութի մակերեսը: Ջրի բարձր ջերմաստիճանի պատճառով տաք ջրի քաղվածք կարելի է պատրաստել համեմատաբար կարճ ժամանակահատվածում։
Լուծումը: Եկամտաբերությունը և արդյունահանման արագությունը կարող է զգալիորեն մեծանալ, երբ կիրառվում է ուլտրաձայնային հուզիչ: Միայն տաք ջուրն ունի բջիջների կառուցվածքները կոտրելու միայն սահմանափակ կարողություն, և բարձր ջերմաստիճանը հաճախ վնասում կամ ոչնչացնում է ջերմակայուն միացությունները, այնպես որ էքստրակտի որակը տուժում է: Երբ ուլտրաձայնային արդյունահանումը զուգակցվում է տաք ջրի արդյունահանման հետ, ջերմաստիճանը կարող է կտրուկ նվազել (օրինակ՝ 100°C-ից մինչև 50°C), ինչը կանխում է արդյունահանվող բուսաբանական բաղադրիչների ջերմային քայքայումը, մեծացնում է ընդհանուր եկամտաբերությունը և խնայում էներգիան: Ուլտրաձայնային կավիտացիան ուլտրաձայնային արդյունահանման երևույթի հիմքում ընկած սկզբունքն է: Ուլտրաձայնային (կամ ակուստիկ) կավիտացիան զուտ մեխանիկական ուժեր են, որոնք կոտրում են բջջային պատերը, ազատում թիրախային միացությունները և բարելավում զանգվածի փոխանցումը բջջի ներսի և ջրի (լուծիչի) միջև: Այսպիսով, ուլտրաձայնային ջրի արդյունահանումը ապահովում է արդյունահանման գերազանց արդյունքներ:

Սառը ջրի արդյունահանումը բարելավվել է ուլտրաձայնային եղանակով

Սառը ջրի արդյունահանումը (սառը ջրի ներարկում) զգալիորեն ավելի անարդյունավետ է, քանի որ խուսափում են տաք ջրի օգտագործումից: Սառը կամ սենյակային ջերմաստիճանի ջուրը այնքան էլ լավ չի արդյունահանում բուսաբանական միացությունները, քանի որ սառը ջուրը իսկապես դանդաղ է ներծծվում բուսական նյութի մեջ, և զանգվածի փոխանցումը գրեթե աննշան է: Սառը ջրի արդյունահանման առավելությունը կայանում է նրանում, որ խուսափում է ջերմաստիճանի ցանկացած բարձրացումից՝ դրանով իսկ կանխելով ջերմային զգայուն միացությունների ջերմային քայքայումը: Այնուամենայնիվ, արդյունահանման շատ վատ դինամիկան սովորական սառը ջրի արդյունահանումը անիրագործելի է դարձնում առևտրային արտադրության համար: Այդ իսկ պատճառով սառը ջրի ինֆուզիոն գրեթե բացառապես օգտագործվում է փորձնական փուլում դանդաղության և անարդյունավետության պատճառով:
Լուծումը: Սառը ջրի արդյունահանման մեջ ուլտրաձայնային մեթոդի ներդրմամբ, սառը ջրով ներծծման դանդաղությունն ու անարդյունավետությունը կարելի է հեշտությամբ հաղթահարել: Ուլտրաձայնային ուժեղացված սառը ջրի արդյունահանումը թույլ է տալիս պահպանել սառը արդյունահանման ջերմաստիճանը, մինչդեռ ինտենսիվ կտրող ուժերը զուգակցվում են պինդ-հեղուկ միջավայրի մեջ: Ուլտրաձայնային արդյունահանման մեխանիզմի արդյունքում բջջային պատերը բացվում են, և բուսաբանական միացությունները արագորեն ազատվում են ջրի մեջ: Սառը ջրի ուլտրաձայնային արդյունահանումը և ինֆուզիոն սառը թրջումը վերածում է բարձր արդյունավետ գործընթացի, որը կարճ ժամանակում տալիս է բարձր բերքատվություն և բարձրորակ քաղվածքներ:

Ճնշման տակ գտնվող ջրի արդյունահանումը զուգորդվում է ուլտրաձայնային եղանակով

Ուլտրաձայնային արդյունահանումը բնութագրվում է միկրո-խառնուրդով, որը թրթռումների միջոցով նպաստում է լուծիչի ավելի մեծ տարածմանը մասնիկի մեջ և մասնիկի ներսից դեպի մակերես՝ ուժեղացնելով զանգվածի փոխանցումը: Բացի այդ, ուլտրաձայնային ազդեցությունը նվազեցնում է բջջային նյութի մասնիկների չափը, ինչը հանգեցնում է ուլտրաձայնային օգնությամբ ճնշված հեղուկի արդյունահանման բարելավված ազդեցությունների: Փոքր մասնիկները մոտ. 0,68 մմ-ը ցույց է տալիս ավելի բարձր ելք, քան ավելի մեծ մասնիկները (մոտ 1,05 մմ), քանի որ ավելի բարձր մակերեսը թույլ է տալիս զգալիորեն մեծացնել զանգվածի փոխանցումը և դրանով իսկ բարելավել արդյունահանման ելքը: (տես Zabot et al., 2021)

Արդյունավետ ճնշման տակ սառը ջրով արդյունահանում ուժային ուլտրաձայնով

Բարձր ճնշման ներքո սառը ջրի ներթափանցումը բույսերի հյուսվածքներ հեշտացվում է, և ջրում լուծվող ֆիտոքիմիկատները լուծվում են՝ չառաջացնելով ջերմային քայքայում։ Բարձր ճնշման սառը ջրով արդյունահանման մեթոդը կարող է զուգակցվել ուլտրաձայնի հետ՝ բևեռային և ոչ բևեռային բուսաբանական բաղադրիչների բարելավված մեկուսացման համար: Ջուրը՝ որպես ոչ թունավոր, էժան և էկոլոգիապես մաքուր լուծիչ, գրավիչ այլընտրանք է օրգանական լուծիչներին, հատկապես երբ խոսքը վերաբերում է բույսերից ստացված սննդի, թերապևտիկ և դիետիկ հավելումների արտադրությանը:
Ուլտրաձայնային ուժեղացված ճնշման տակ սառը ջրի արդյունահանման համար ուլտրաձայնային զոնդը (sonotrode) ինտեգրված է արդյունահանման տանկի կամ հոսքի բջիջի մեջ: Տանկը կամ հոսքի բջիջը սովորաբար ճնշվում են 5-ից 100 բարգ ճնշումներով՝ կախված թիրախային էքստրակտային միացություններից: Hielscher Ultrasonics-ը մատակարարում է նույնիսկ հարմարեցված արդյունաբերական ուլտրաձայնային ռեակտորներ և հոսքային բջիջ, որոնք կարող են ճնշել մինչև 300 բարգ, ինչը թույլ է տալիս սահմանել ձեր արդյունահանման գործընթացի օպտիմալ ճնշումը:

Գերկրիտիկական ջրի արդյունահանումը բարելավվել է Sonication-ով

Ուլտրաձայնային ուժեղացված ենթակրիտիկական ջրի արդյունահանումը ևս մեկ սիներգետիկ տեխնիկա է, որտեղ ուժային ուլտրաձայնը բարելավում է զանգվածի փոխանցումը պինդ և հեղուկի միջև: Ենթակրիտիկական ջրի արդյունահանում (SWE) – հայտնի է նաև որպես ճնշմամբ տաք ջրի արդյունահանում կամ գերտաքացված ջրի արդյունահանում – ավելի քիչ տարածված մեթոդ է բուսաբանական միացությունների արդյունահանման համար ավելի ցածր բևեռականությամբ: Ենթակրիտիկական ջրի արդյունահանման ժամանակ ջուրն իր գերկրիտիկական վիճակում օգտագործվում է որպես լուծիչ։
Ի՞նչ է ենթակրիտիկական ջուրը և ինչո՞ւ է ենթակրիտիկական ջուրը լավ լուծիչ ավելի քիչ բևեռային բույսերի միացությունների արդյունահանման համար: «Ջուրն օժտված է բազմաթիվ թերմոդինամիկական հատկություններով, որոնց վրա մեծապես ազդում են ջերմաստիճանը և ճնշումը: Կախված պայմաններից, նրա ֆիզիկական վիճակը (պինդ, հեղուկ կամ գազ), ջերմային վարքագիծը, խտությունը կամ մածուցիկությունը կարող են փոփոխվել: Բարձրացնելով ջերմաստիճանը և ճնշումը մի կետում, որը հայտնի է որպես կրիտիկական կետ (սահմանված է 221 բար և 374 °C ջերմաստիճանում), ջուրը կարող է հասնել գերկրիտիկական վիճակի: Ենթաքրիտիկական պայմաններում, որոնք համապատասխանում են 100°C և կրիտիկական ջերմաստիճանի (374°C) և 1 բարի և կրիտիկական ճնշման միջև ընկած ճնշմանը (221 բար), գոլորշիացումից խուսափելու համար, ջրի բևեռականությունը նվազում է. այն ջուրն ավելի լավ լուծիչ է դարձնում տարբեր օրգանական կենսաակտիվ միացությունների արդյունահանման համար»։ (Լի և Չեմատ, 2019)
Երբ ուլտրաձայնը զուգակցվում է ենթակրիտիկական ջրի արդյունահանման հետ, արդյունահանման արդյունավետությունը կարող է բարելավվել՝ ավելացնելով էքստրակտի բերքատվությունը և նվազեցնելով արդյունահանման ժամանակը: Օպտիմալ արդյունքների համար ճնշումը փակ ճնշման խմբաքանակային ռեակտորում կամ հոսքային բջիջների ռեակտորում պետք է հասնի առնվազն երկու անգամ ավելի բարձր, քան ջրի գոլորշու ճնշումը: (Այս էջի վերջում կարող եք գտնել ջրի գոլորշիների ճնշման աղյուսակը:)
Huang et al. (2010 թ.) ուսումնասիրել են ցածր հաճախականության, բարձր հզորության ուլտրաձայնի արդյունահանման էֆեկտները՝ ենթակրիտիկական ջրի արդյունահանման հետ համատեղ: Հետևաբար, ուլտրաձայնային զոնդը միացված է ենթակրիտիկական ջրի արդյունահանման սարքի թեյնիկին՝ Lithospermum erythrorhizon-ից ցնդող յուղ հանելու համար: Արդյունքները ցույց են տվել, որ 20 ԿՀց-ի ուլտրաձայնային օգնությամբ ուժեղացման էֆեկտը ավելի լավ է, քան 36 ԿՀց-ը և ավելացել է ելքային հզորությամբ (0-ից մինչև 250 Վտ): Ենթակրիտիկական ջրի արդյունահանման ելքը 1,87%-ից հասել է 2,39%-ի ուլտրաձայնային տատանման (250 Վտ, 20 ԿՀց) միջոցով 160°C ջերմաստիճանի և 5 ՄՊա ճնշման 25 րոպե արդյունահանման ընթացակարգի ընթացքում: Ultrasonication-ը կարող է բարելավել ոչ միայն արդյունահանման եկամտաբերությունը, այլև արդյունահանման արագությունը՝ դրանով իսկ խնայելով ժամանակը:
Ուլտրաձայնային օգնությամբ ենթակրիտիկական ջրի արդյունահանումը կարող է իրականացվել ավելի ցածր ճնշման դեպքում (օրինակ՝ 5 բարգ), քան սովորական ենթակրիտիկական ջրի արդյունահանումը (օրինակ՝ 10 ՄՊա), ինչը խնայում է էներգիայի ծախսերը և դարձնում արդյունահանման ընթացակարգն ավելի անվտանգ:

Ուլտրաձայնային բուսաբանական արդյունահանման առավելությունները

Թե՛ գիտական հետազոտությունները և թե՛ արդյունաբերական իրականացումը ցույց են տալիս, որ ուլտրաձայնային օգնությամբ արդյունահանումը հուսալի և հեշտ գործածվող տեխնիկա է, որը չի պահանջում տեխնիկական նախապատմություն կամ ինտենսիվ վերապատրաստում: Արդյունահանման շատ բարձր արդյունավետություն, բարձր եկամտաբերություն, ցածր գործառնական ծախսեր, ինչպես նաև ցածր ներդրումային ծախսեր (հատկապես երբ համեմատվում են այլ մեթոդների հետ, ինչպիսիք են CO₂ էքստրակտորներ) և էներգիայի ցածր ծախսերը զոնդային տիպի ուլտրաձայնային արդյունահանողների հիմնական առավելություններն են:
Հետագա առավելությունները, որոնք վերածում են ուլտրաձայնային արդյունահանման տեխնոլոգիան նախընտրելի մեթոդի, բարձրորակ էքստրակտներն են ցածր արդյունահանման ջերմաստիճանի, հուսալի արդյունքների (կրկնելիության / վերարտադրելիության), արտադրության ցանկացած մակարդակի լիովին գծային մասշտաբայնության, ինչպես նաև ցածր պահպանման պատճառով:
«Ուլտրաձայնային զոնդի տիպի արդյունահանման օգտագործման հետ կապված այլ առավելություններն են՝ էքստրակտի հեշտ կառավարումը, արագ կատարումը, մնացորդների բացակայությունը, բարձր բերքատվությունը, էկոլոգիապես մաքուր, բարձրացված որակը և էքստրակտի քայքայման կանխումը»:
(տես Chemat and Khan, 2011)

Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր ջրի արդյունահանման համար

Hielscher Ultrasonics էքստրակտորները լավ հաստատված են բուսաբանական արդյունահանման ոլորտում, անկախ նրանից, թե ինչ լուծիչ է օգտագործվում: Էքստրակտ արտադրողներ – ինչպես փոքր, բացառիկ խորշի էքստրակտ արտադրողներ, այնպես էլ լայնածավալ զանգվածային արտադրողներ – Գտեք Hielscher' սարքավորումների լայն պորտֆելում իդեալական ուլտրաձայնային արդյունահանման սարքավորում՝ իրենց արտադրության պահանջներին համապատասխան: Խմբաքանակի, ինչպես նաև շարունակական ներկառուցված գործընթացի կարգավորումները մատչելի են և կարող են առաքվել դարակից: Հարմար է ցանկացած լուծիչի հետ աշխատելու համար, ուլտրաձայնային արդյունահանումը կարող է ճկուն կերպով կիրառվել ցանկացած բուսանյութի արդյունահանման համար: Ջուրը որպես լուծիչներ օգտագործելը թույլ է տալիս արտադրել օրգանական հավաստագրված էքստրակտներ՝ առանց թանկարժեք «օրգանական» էթանոլի օգտագործման: (Իհարկե, բուսանյութը պետք է օրգանապես աճեցվի, որպեսզի ստացվի օրգանական ջրային էքստրակտ):

Բարձր արդյունավետության արդյունահանում Hielscher Ultrasonics-ով

Hielscher ուլտրաձայնային արդյունահանող սարքերը արդյունավետ կերպով խաթարում են բույսերի բջիջները, մեծացնում են բուսական նյութի մակերեսը լուծիչների ներթափանցման համար և զանգվածի փոխանցում ֆիտոքիմիկատների (երկրորդային մետաբոլիտների) ազատման համար: Նախագծված օգտատերերի համար հարմարության համար՝ Hielscher արդյունահանողները արագ տեղադրվում են և կարող են անվտանգ և ինտուիտիվ կերպով շահագործվել:

Որակի բարձրագույն ստանդարտների կատարում – Նախագծված & Արտադրված է Գերմանիայում

Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի բարդ ապարատային և խելացի ծրագրաշարը նախագծված է երաշխավորելու ձեր բուսաբանական հումքից ուլտրաձայնային արդյունահանման հուսալի արդյունքներ՝ վերարտադրելի արդյունքներով և օգտագործողի համար հարմար, անվտանգ գործարկումով: Ամուրությունը, հուսալիությունը, 24/7 աշխատանքը լրիվ ծանրաբեռնվածության տակ և աշխատողի տեսանկյունից պարզ շահագործումը որակի հետագա գործոններն են, որոնք բարենպաստ են դարձնում Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը:
Hielscher Ultrasonics էքստրակտորներն ամբողջ աշխարհում օգտագործվում են բարձրորակ ֆիտոքիմիական արդյունահանման մեջ: Ապացուցված է, որ տալիս է բարձրորակ բուսաբանական միացություններ, Hielscher ուլտրաձայնային արդյունահանողները ոչ միայն օգտագործվում են մասնագիտացված և բուտիկների էքստրակտների ավելի փոքր արհեստավորների կողմից, այլ հիմնականում լայնորեն առևտրային հասանելի էքստրակտների, սննդային հավելումների և թերապևտիկ միջոցների արդյունաբերական արտադրության մեջ: Իրենց հզոր ապարատային և խելացի ծրագրաշարի շնորհիվ Hielscher ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են հեշտությամբ շահագործվել և վերահսկվել:

Ավտոմատ տվյալների արձանագրություն

Սննդի, սննդային հավելումների և բուժական արտադրանքի արտադրության ստանդարտները բավարարելու համար արտադրական գործընթացները պետք է մանրամասն վերահսկվեն և գրանցվեն: Hielscher Ultrasonics թվային ուլտրաձայնային սարքերն ունեն տվյալների ավտոմատ արձանագրում: Այս խելացի հատկության շնորհիվ գործընթացի բոլոր կարևոր պարամետրերը, ինչպիսիք են ուլտրաձայնային էներգիան (ընդհանուր և զուտ էներգիա), ջերմաստիճանը, ճնշումը և ժամանակը, ավտոմատ կերպով պահվում են ներկառուցված SD-քարտի վրա՝ սարքը միացնելուն պես: Գործընթացների մոնիտորինգը և տվյալների գրանցումը կարևոր են գործընթացի շարունակական ստանդարտացման և արտադրանքի որակի համար: Մուտք գործելով ավտոմատ գրանցված գործընթացի տվյալները՝ կարող եք վերանայել նախորդ ձայնագրման գործարկումները և գնահատել արդյունքը:
Օգտագործողի համար հարմար մեկ այլ առանձնահատկությունն է `մեր թվային ուլտրաձայնային համակարգերի զննարկչի հեռակառավարումը: Browserննարկչի հեռակառավարման միջոցով դուք կարող եք սկսել, դադարեցնել, կարգավորել և վերահսկել ձեր ուլտրաձայնային պրոցեսորը հեռակա ցանկացած վայրից:
Ցանկանու՞մ եք ավելին իմանալ բուսական նյութերից ուլտրաձայնային ջրի արդյունահանման առավելությունների մասին: Կապվեք մեզ հետ հիմա՝ քննարկելու ձեր բուսաբանական էքստրակտի արտադրության գործընթացը: Մեր փորձառու անձնակազմը ուրախ կլինի ավելի շատ տեղեկություններ հաղորդել ուլտրաձայնային արդյունահանման, մեր ուլտրաձայնային համակարգերի և գնագոյացման մասին:

Ստորեւ ներկայացված աղյուսակը ձեզ ցույց է տալիս մեր ultrasonicators- ի մոտավոր մշակման հզորությունը:

Տեխնիկական տեղեկատվություն Ուլտրաձայնային ջրի արդյունահանման մասին

Բույսերից բուժիչ միացությունների արդյունահանման ժամանակ սովորաբար օգտագործվում են արդյունահանման սովորական մեթոդները, ինչպիսիք են մակերացիան, ինֆուզիոն, թրմումը, թուրմը, ռեֆլյուքս արդյունահանումը, գոլորշու թորումը, սուբլիմացումը և սեղմումը: Այս մեթոդների թերությունները ներառում են ժամանակատար գործընթաց, վատ մաքրություն և ցածր արդյունավետություն:

Ուլտրաձայնային արդյունահանման վրա ազդող գործընթացի պարամետրեր

Ուլտրաձայնային օգնությամբ արդյունահանումը հայտնի է իր եզակի հատկանիշներով և առավելություններով, որոնք լուծույթը դարձնում են արդյունահանման լավագույն տեխնիկան՝ համեմատած բուսաբանական միացությունների արդյունահանման սովորական մեթոդների հետ: Ուլտրաձայնային օգնությամբ արդյունահանման հիմնական առավելությունը ուլտրաձայնային մշակման գործոնների ճշգրիտ հարմարվողականությունն է (ինչպիսիք են ամպլիտուդը, ժամանակը, ջերմաստիճանը, ճնշումը), ինչը թույլ է տալիս օպտիմալ կերպով կարգավորել ուլտրաձայնային գործընթացը թիրախային միացությանը: Յուրաքանչյուր բուսանյութ ունի արդյունահանման իդեալական պարամետրեր, որոնց համաձայն ձեռք է բերվում լավագույն բերքատվությունը, որակը և արդյունահանման արագությունը: Ուլտրաձայնային արդյունահանման գործընթացը թույլ է տալիս կատարելապես հարմարեցնել արդյունահանման այս օպտիմալ պայմանները:

ուլտրաձայնային առատություն

Ամպլիտուդը ուլտրաձայնային զոնդի թրթռումային տեղաշարժն է (սոնոտրոդ): Որքան բարձր է ամպլիտուդը, այնքան ավելի ինտենսիվ է թրթռումը և խոռոչը ձայնավորվող հեղուկում: Hielscher Ultrasonics-ը մասնագիտացված է բարձր արդյունավետությամբ զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերում, որոնք կարող են ապահովել ճշգրիտ կարգավորվող ամպլիտուդներ: Հարմարեցված զոնդերը, որոնք կարող են ապահովել մինչև 200 մկմ շարունակական 24/7 աշխատանքի ընթացքում, հեշտությամբ հասանելի են դարակից: Նույնիսկ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար կարող են հեշտությամբ արտադրվել նաև հարմարեցված ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ:
Ամպլիտուդը մեկն է – եթե ոչ միակը – կարևոր պարամետր բույսերի արդյունավետ արդյունահանման համար: Բարձր ամպլիտուդները ստեղծում են անհրաժեշտ ուժեր՝ բջջի պատերը քանդելու և ներբջջային նյութը ազատելու համար։ Այսպիսով, բարձր կատարողականության ուլտրաձայնային ախտահանումը դառնում է այնքան արդյունավետ բուսաբանական արդյունահանման մեջ:

Ուլտրաձայնային բուժման ժամանակը / տևողությունը

Ուլտրաձայնային օգնությամբ արդյունահանումը սովորաբար շատ ավելի կարճ է, քան ավանդական մեթոդները, քանի որ ձայնային արտանետումը ազատում է բուսաբանական միացությունները զգալիորեն ավելի բարձր արդյունահանման արագությամբ: Ուլտրաձայնային արդյունահանումը թույլ է տալիս ավելի կարճ արդյունահանման ընթացակարգեր, որոնք պահպանում են արդյունահանվող միացությունները ավելորդ վերամշակումից: Ուլտրաձայնի շնորհիվ ավելի կարճ մշակումը նշանակում է ավելի բարձր թողունակություն և արդյունահանման ավելի բարձր որակ:

Իմպուլսային ուլտրաձայնային բուժում

Ուլտրաձայնային պուլսացիան բուժման ռեժիմ է, որտեղ ուլտրաձայնային բուժումը դադարեցվում է սահմանված դադարների ցիկլերով (օրինակ՝ 50% աշխատանքային ցիկլ՝ 30 վ. ON, 30 վրկ. OFF; 100% աշխատանքային ցիկլ՝ շարունակական հնչյունավորում առանց դադարների) Ուլտրաձայնային աշխատանքի ցիկլը ( հայտնի է նաև որպես զարկերակային ռեժիմ կամ ուլտրաձայնային պուլսացիայի ցիկլեր) վերաբերում է ժամանակի այն տոկոսին, որի ընթացքում ուլտրաձայնը զուգակցվում է միջինում (զարկերակային տևողություն) մեկ զարկերակային ժամանակահատվածում: Օրինակ, 50% ցիկլի ռեժիմը կլինի 30 վրկ: ՄԻԱՑՎԱԾ, 30 վրկ. ԱՆՋԱՏՎԱԾ: Աշխատանքային ցիկլի դադարի ընթացքում ձայնային հեղուկը որոշակի ժամանակով (օրինակ՝ 30 վրկ.) վերադառնում է չխախտված վիճակի, ինչը լավ է ջերմության ցրման համար՝ նպատակային մշակման ջերմաստիճանը պահպանելու համար: Sonication-ի աշխատանքային ցիկլը պակաս կարևոր աշխատանքային ցիկլ է արդյունահանման արդյունավետության համար, բայց օգտագործվում է որոշակի գործընթացի ջերմաստիճանը պահպանելու համար:

Հիդրոստատիկ ճնշում

Ճնշումը ևս մեկ շատ կարևոր պարամետր է ուլտրաձայնային պրոցեսների համար: Կիրառելով հիդրոստատիկ ճնշումը sonicated միջավայրում ազդում ինտենսիվությունը cavitation. Բարձր ճնշման պայմաններում ավելանում է ուլտրաձայնային (ակուստիկ) կավիտացիայի ինտենսիվությունը: Hielscher Ultrasonics-ն առաջարկում է տարբեր տեսակի ուլտրաձայնային խմբաքանակային ռեակտորներ և հոսքային բջիջներ, որոնք կարող են ճնշվել՝ ուժեղացված ձայնային արդյունքի համար:

Արդյունահանման ջերմաստիճանը

Ինչպես ցանկացած մեխանիկական բուժում, ուլտրաձայնային ազդեցությունը առաջացնում է ջերմաստիճանի բարձրացում, որը համապատասխանում է ջերմադինամիկայի 2-րդ օրենքին: Այնուամենայնիվ, ուլտրաձայնային բուժումը ոչ ջերմային բուժման տեխնիկա է, քանի որ ուլտրաձայնային օգնությամբ բուժումը հիմնված է զուտ մեխանիկական ուժերի վրա (նաև կոչվում է սոնոմեխանիկական ուժեր): Ուլտրաձայնային արդյունահանման ընթացքում արդյունահանման ջերմաստիճանը կարող է արդյունավետորեն վերահսկվել և պահպանվել որոշակի ընտրված ջերմաստիճանի միջակայքում: Բոլոր Hielscher թվային ուլտրաձայնային պրոցեսորները հագեցված են խցանվող ջերմաստիճանի ցուցիչով և խելացի ծրագրաշարով, որտեղ գործընթացի համար կարող է սահմանվել ջերմաստիճանի որոշակի միջակայք: Ամեն անգամ, երբ այս ջերմաստիճանի միջակայքը գերազանցվում է, ուլտրաձայնային սարքը կանգ է առնում այնքան ժամանակ, մինչև ջերմաստիճանը կրկին ընտրված միջակայքում է և շարունակվում է, այնուհետև ինքնաբերաբար անցնում է ձայնային ձայնագրման ընթացակարգը: Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի այս խելացի առանձնահատկությունը թույլ է տալիս ճշգրիտ վերահսկվող ձայնային գործընթացի և իդեալական արդյունքների:
Քանի որ արդյունահանման ջերմաստիճանը կարող է տարբեր լինել ցանկացած բուսաբանական միացությունից և բույսից, ջերմաստիճանը կարևոր գործոն է, որը չպետք է անտեսվի ուլտրաձայնային գործընթացի օպտիմալացման ժամանակ: Օրինակ, պարզվել է, որ 80°C-ը իդեալական է Sophora flavescens-ից ֆլավոնոիդների առավելագույն բերքատվություն ստանալու համար, մինչդեռ լավագույն արդյունքները ձեռք են բերվել 50°C ջերմաստիճանում՝ ցորենի թեփից արաբինօքսիլանի արդյունահանման համար:

Օգտագործեք ցանկացած լուծիչ ուլտրաձայնային արդյունահանման համար

Տարբեր բուսաբանական միացություններ ունեն տարբեր բևեռականություններ, որոնք ազդում են դրանց լուծելիության վրա տարբեր լուծիչներում: Օրինակ, սապոնինները և պոլիսախարիդները ավելի բևեռային են և, հետևաբար, լավ լուծելի են ջրում, քանի որ ջուրը շատ բևեռային է: Մյուս կողմից, ֆենոլային միացությունները, ինչպիսիք են անտոցիանինները և քլորոգենաթթուն, բավականին անբևեռ են և ավելի լավ են լուծվում ավելի քիչ բևեռային լուծիչով, ինչպիսին է էթանոլը: Այսպիսով, լուծիչի ընտրությունը պետք է կատարվի նպատակային միացությունների լուծելիությանը համապատասխան՝ արդյունահանման բարձր արդյունավետություն ստանալու համար: Օրինակ, ջուրը լավ լուծիչ է սնկից բևեռային միացությունների արդյունահանման համար, ինչպիսիք են պսիլոցիբինը, ինչպես նաև օլիգոսաքարիդները, գլիկոզիդները և ֆլավանոիդները: մինչդեռ էթանոլ-ջուր խառնուրդը և էթանոլի կոնցենտրացիան 60% (v/v) հարմար է ուլտրաձայնային օգնությամբ, օրինակ, ապիգենին, բակալին և լյուտեոլին միացությունների արդյունահանման համար:
Կարդացեք ավելին լուծիչների, լուծիչների բևեռականության և ուլտրաձայնային արդյունահանման համար ամենահարմար լուծիչների մասին:

Ջուրը որպես արդյունահանման լուծիչ

Ջուրն ամենաբևեռային լուծիչն է և հարմար է բևեռային միացությունների լայն տեսականի արդյունահանելու համար: Դրա հիմնական առավելությունները ներառում են նյութերի լայն տեսականի լուծարելու ունակությունը: Ավելին, այն էժան է, ոչ թունավոր, անվտանգ և ոչ դյուրավառ: Դրա թերությունները ներառում են բևեռային միացությունների ուժեղ ընտրողականությունը՝ բարձր բևեռականության պատճառով: 100°C բարձր եռման կետի պատճառով էքստրակտի կոնցենտրացիան (օրինակ՝ թորման կամ ռոտոր-գոլորշիացման միջոցով) պահանջում է մեծ քանակությամբ էներգիա: Ավելին, ջուրը հակված է բակտերիաների և բորբոսների աճին:

ուլտրաձայնային հաճախություն

Ուլտրաձայնային մոտ 20 կՀց հաճախականությունը հաստատվել է որպես ամենահզոր և արդյունավետ բուսաբանական արդյունահանման համար: ազդում է ուլտրաձայնային օգնությամբ արդյունահանման արդյունավետության վրա՝ բույսերից բուժիչ միացությունների արդյունահանման ժամանակ: Ընդհանուր առմամբ, ցածր ուլտրաձայնային հաճախականությունը (այսինքն, մոտավորապես 20 կՀց) առաջացնում է ավելի ինտենսիվ կավիտացիա (սոնոմեխանիկական էֆեկտներ), ինչը հանգեցնում է արդյունահանման ընթացակարգի ավելի բարձր արդյունավետության:

Բուսական նյութը

Բուսական նյութերը կարող են խիստ տարբերվել իրենց բջիջների կառուցվածքով և կոշտությամբ: Կախված բջջային պատի կազմից, որը կարող է պարունակել ցելյուլոզա, կիսցելյուլոզներ, լիգնին, պեկտիկական պոլիսախարիդներ, սպիտակուցներ, ֆենոլային և ոչ ցելյուլոզային միացություններ և ջուր, բջջային պատերը կարող են լինել կամ ամուր կամ փափուկ: Բույսերի տարբեր տեսակներ և մասեր պարունակում են այս բջջային պատի բաղադրիչների տարբեր տեսակներ և քանակություններ: Այդ իսկ պատճառով գործարանի յուրաքանչյուր տեսակ պահանջում է մշակման հատուկ պարամետրեր՝ արդյունահանման օպտիմալ արդյունքների համար:
Քանի որ ինտենսիվությունը կարող է ճշգրտորեն կարգավորվել, Hielscher ուլտրաձայնային արդյունահանողները կարող են հուսալիորեն կոտրել փափուկ և կոշտ բջջային պատերը: Փափուկ բջջային պատերին կարող է անհրաժեշտ լինել ավելի քիչ ինտենսիվ ուլտրաձայնային ախտահանում, մինչդեռ ամուր բջջային կառուցվածքները շահում են ավելի ինտենսիվ բուժումից:
Բուսաբանական արդյունահանման հումքը կարելի է թարմ հավաքել (թաց) կամ չորացնել։ Ուլտրաձայնային արդյունահանումը հարմար է ինչպես թարմ/թաց, այնպես էլ չորացրած բույսերի համար: Բույսի պինդ մարմինների մասնիկների չափը ևս մեկ կարևոր գործոն է. բարձր մակերեսը (այսինքն՝ փոքր մասնիկների չափը) ձեռնտու է, քանի որ այն ապահովում է մեծ շփման տարածք ուլտրաձայնային կավիտացիոն ճեղքման ուժերի համար, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր արդյունավետության: Հետևաբար, բուսանյութը ցողում կամ մանրացնում են մանր կտորների (մոտ 3-5 մմ):

Ինչու է Ultrasonic Extraction լավագույն մեթոդը:

արդյունավետությունը

• բարձրագույն Զիջում
• Արագ արդյունահանման գործընթաց – րոպեների ընթացքում
• Բարձրորակ հատվածները – մեղմ, ոչ ջերմային արդյունահանման
• Կանաչ լուծիչներ (ջուր, էթանոլ, գլիցերին, բուսական յուղեր, NADES և այլն)

Պարզություն

• Plug-and-play - Ստեղծեք եւ գործեք մի քանի րոպե
• Բարձր թողունակություն - Խոշոր չափի արդյունահանման համար
• Խմբաքանակի իմաստուն կամ անընդմեջ ներքին գործառնություն
• Պարզ տեղադրում եւ սկսում
• Portable / Movable - Դյուրակիր միավորներ կամ կառուցված անիվների վրա
• Գծային սանդղակը մինչեւ ավելացրեք մեկ այլ ուլտրաձայնային համակարգ `զուգահեռաբար ավելացնելու ունակությունը
• Հեռակա մոնիտորինգ եւ վերահսկում `համակարգչի, խելացի հեռախոսի կամ պլանշետի միջոցով
• Ոչ մի գործընթացի հսկողություն չի պահանջվում `ստեղծել եւ գործարկել
• High-Performance - նախատեսված 24/7 շարունակական արտադրության համար
• Ամրություն եւ ցածր սպասարկում
• Բարձրորակ – մշակված եւ կառուցված Գերմանիայում
• Արագ բեռ եւ լիցքաթափում միջեւ
• Հեշտ է մաքրել

անվտանգություն

• Պարզ եւ անվտանգ գործարկել
• Solvent- ի կամ solvent- ի վրա հիմնված արդյունահանման (ջուր, էթանոլ, բուսական յուղեր, գլիցերին եւ այլն)
• Չկա բարձր ճնշումներ եւ ջերմաստիճան
• ATEX- սերտիֆիկացված պայթյունավտանգ համակարգեր
• Հեշտ է վերահսկել (նաեւ հեռակառավարման միջոցով)

---

---

Գրականություն / Հղումներ

• 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.