Ekstraksi Air Yang Sangat Efisien Menggunakan Power-Ultrasound

Ekstraksi air senyawa botani (misalnya, ekstraksi air dingin atau panas, ekstraksi air bertekanan dan ekstraksi air subkritis) dapat ditingkatkan secara efisien dengan ultrasonikasi. Ekstraksi air yang dibantu ultrasound tidak hanya memberikan hasil yang lebih tinggi dan mengurangi waktu pemrosesan, tetapi juga menghasilkan konsumsi energi yang lebih rendah, kondisi ekstraksi yang lebih ringan dan ekstrak berkualitas tinggi bila dibandingkan dengan teknik ekstraksi konvensional. Ekstraksi air ultrasonik berhasil digunakan untuk ekstraksi berbagai senyawa yang berasal dari tanaman termasuk alkaloid, flavonoid, glikosida, senyawa fenolik dan polisakarida.

Ekstraksi Air Ultrasonik Senyawa Bioaktif

Ekstraktor ultrasonik seperti UP400St (400W, 24kHz) mengintensifkan ekstraksi botani berbasis air konvensional.Air adalah pelarut yang paling polar, yang membuatnya menjadi pelarut yang bagus untuk senyawa polar. Karena sifatnya yang tidak beracun dan ramah lingkungan, air akan menjadi pelarut yang ideal untuk ekstrak botani apa pun. Namun, komponen yang kurang polar dan non-polar buruk atau sama sekali tidak larut dalam air. Selain itu, tanpa promosi transfer massal, proses ekstraksi dalam air akan sangat lambat dan dengan demikian tidak ekonomis. Intensitas tinggi, ultrasound frekuensi rendah adalah teknik ekstraksi yang sangat efisien, yang menyediakan pencampuran intens dan transfer massa. Oleh karena itu, ekstraksi ultrasonik terkenal untuk memberikan keuntungan yang signifikan dibandingkan metode ekstraksi konvensional. Keuntungan ini termasuk hasil yang lebih tinggi, pemrosesan cepat, pergantian batch cepat yang cepat serta ekstraksi inline terus menerus, penggunaan pelarut hijau, kondisi ekstraksi ringan, yang melestarikan senyawa ekstrak, keamanan dalam operasi, dan skalabilitas yang mudah untuk throughput besar untuk produksi komersial. (lih. Zabot et al., 2021)

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Sistem ekstraksi ultrasonik industri dengan 16kW untuk pembuatan inline terus menerus ekstrak botani berkualitas tinggi dari menggunakan air sebagai pelarut ekstraksi.

MultiSonoReactor dengan 4x 4kW untuk produksi ekstrak botani skala besar (massal) menggunakan air sebagai pelarut ekstraksi. MultiSonoReactor juga dapat diberi tekanan dan dipanaskan untuk efek ekstraksi sinergis.

Ekstraksi botani ultrasonik memberikan hasil yang lebih tinggi. Hielscher UIP2000hdT, 2000 watt homogenizer cukup kuat untuk mengekstrak batch dari 10 liter hingga 120 liter dengan mudah.

Ekstraksi Ultrasonik Tumbuhan - 30 Liter / 8 Galon Batch

Ekstraksi Air Panas Ditingkatkan dengan Ultrasonication

Parameter yang menentukan ekstraksi tumbuhan selama ekstraksi air adalah suhu, waktu, tekanan, dan luas permukaan bahan tanaman. Ekstrak air panas dapat disiapkan selama durasi yang relatif singkat karena suhu air yang tinggi.
Solusinya: Tingkat hasil dan ekstraksi dapat ditingkatkan secara signifikan ketika pengadukan ultrasonik diterapkan. Air panas saja hanya memiliki kemampuan terbatas untuk memecahkan struktur sel dan suhu tinggi sering merusak atau menghancurkan senyawa labil panas, sehingga kualitas ekstrak menderita. Ketika ekstraksi ultrasonik dikombinasikan dengan ekstraksi air panas, suhu dapat dikurangi secara drastis (misalnya dari 100 ° C menjadi 50 ° C), yang mencegah degradasi termal dari bahan botani yang diekstraksi, meningkatkan hasil total, dan menghemat energi. Kavitasi ultrasonik adalah prinsip di balik fenomena ekstraksi ultrasonik. Kavitasi ultrasonik (atau akustik) adalah kekuatan mekanis murni, yang mematahkan dinding sel, melepaskan senyawa target dan meningkatkan transfer massa antara interior sel dan air (pelarut). Dengan demikian, ekstraksi air ultrasonik memberikan hasil ekstraksi yang sangat baik.

Ekstraksi Air Dingin Ditingkatkan dengan Ultrasonication

Ekstraksi air dingin (infus air dingin) secara signifikan lebih tidak efisien, karena penggunaan air panas dihindari. Air dingin atau suhu kamar tidak mengekstrak senyawa botani dengan sangat baik, karena air dingin direndam sangat lambat ke dalam bahan tanaman dan transfer massa hampir dapat diabaikan. Keuntungan dari ekstraksi air dingin terletak pada penghindaran kenaikan suhu sehingga mencegah degradasi termal senyawa yang sensitif terhadap panas. Namun, dinamika ekstraksi yang sangat buruk membuat ekstraksi air dingin konvensional tidak praktis untuk produksi komersial. Itu sebabnya infus air dingin hampir secara eksklusif digunakan dalam tahap percobaan karena kelrakatan dan inefisiensi.
Solusinya: Dengan diperkenalkannya ultrasonikasi ke dalam ekstraksi air dingin, kelurahan dan inefisiensi perendaman air dingin dapat dengan mudah diatasi. Ekstraksi air dingin ultrasonically-intensif memungkinkan untuk mempertahankan suhu ekstraksi dingin, sementara kopling gaya geser intens ke dalam media padat-cair. Sebagai hasil dari mekanisme ekstraksi ultrasonik, dinding sel dibuka dan senyawa botani dengan cepat dilepaskan ke dalam air. Ekstraksi dan infus air dingin ultrasonik mengubah perendaman dingin menjadi proses yang sangat berkhasiat memberikan hasil tinggi, ekstrak berkualitas tinggi dalam waktu ekstraksi yang singkat.

Ultrasonication adalah metode ekstraksi yang cepat dan ringan untuk menghasilkan ekstrak jamur berkualitas tinggi menggunakan air sebagai pelarut. Dalam video tersebut, ekstraktor ultrasonik UP400St digunakan untuk ekstraksi jamur obat.

Ekstraksi Jamur Air Dingin menggunakan UP400St dengan probe 22mm

Ekstraksi Air Bertekanan dikombinasikan dengan Ultrasonication

Ekstraksi ultrasonik ditandai dengan pencampuran mikro, yang melalui getaran, mempromosikan difusi pelarut yang lebih besar ke dalam partikel dan dari interior partikel ke permukaan, mengintensifkan transfer massa. Selain itu, ultrasonication mengurangi ukuran partikel bahan seluler, yang mengarah pada peningkatan efek ekstraksi cairan bertekanan yang dibantu secara ultrasonik. Partikel yang lebih kecil sekitar 0,68 mm menunjukkan hasil yang lebih tinggi daripada partikel yang lebih besar (sekitar 1,05 mm) karena luas permukaan yang lebih tinggi memungkinkan transfer massa meningkat secara signifikan dan dengan demikian meningkatkan hasil ekstraksi. (lih. Zabot et al., 2021)

Ekstraktor ultrasonik tipe probe industri untuk isolasi botani berbasis air.

Ekstraksi air ultrasonically intensif bahan tanaman dalam air: ultrasonicator UIP1000hdT dalam gelas besar yang berisi bubur tanaman. Di sini, air digunakan sebagai pelarut, tetapi ekstraksi ultrasonik kompatibel dengan segala jenis pelarut.

Keuntungan dari Ultrasonic Ekstraksi

  • Hasil yang unggul
  • Ekstraksi berkecepatan tinggi
  • ekstrak kualitas tinggi
  • Prosedur ringan dan non-termal
  • pelarut hijau
  • hemat biaya
  • Operasi yang mudah dan aman
  • Biaya investasi dan operasional yang rendah
  • 24/7 operasi di bawah tugas berat
  • Metode hijau dan ramah lingkungan

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Ekstraksi Air Dingin Bertekanan Berkhasiat dengan Power-Ultrasound

Peralatan ultrasonik industri untuk ekstraksi fitokimia menggunakan air sebagai pelarut: Probe ultrasonik dengan reaktor sel aliran bertekanan untuk produksi ekstrak inline.Di bawah tekanan tinggi, penetrasi air dingin ke jaringan tanaman difasilitasi dan fitokimia yang larut dalam air dilarutkan tanpa menyebabkan dekomposisi termal. Metode ekstraksi air dingin bertekanan tinggi dapat digabungkan dengan ultrasound untuk peningkatan isolasi bahan botani polar dan non-polar. Air sebagai pelarut yang tidak beracun, murah, dan ramah lingkungan adalah alternatif yang menarik untuk pelarut organik, terutama ketika datang ke produksi makanan yang berasal dari tanaman, terapi, dan suplemen makanan.
Untuk ekstraksi air dingin bertekanan ultrasonik-intensif, probe ultrasonik (sonotrode) diintegrasikan ke dalam tangki ekstraksi atau sel aliran. Tangki atau sel aliran biasanya bertekanan dengan tekanan antara 5 dan 100 barg tergantung pada senyawa ekstrak yang ditargetkan. Hielscher Ultrasonics memasok bahkan reaktor ultrasonik industri yang disesuaikan dan sel aliran, yang dapat menekan hingga 300barg yang memungkinkan untuk mengatur tekanan optimal dari proses ekstraksi Anda.

Ekstraksi Air Superkritis Ditingkatkan dengan Sonikasi

Ekstraksi air subkritis yang ditingkatkan secara ultrasonik adalah teknik sinergis lain, di mana ultrasound daya meningkatkan transfer massa antara padat dan cair. Ekstraksi air subkritis (SWE) – juga dikenal sebagai ekstraksi air panas bertekanan atau ekstraksi air super panas – adalah teknik yang kurang umum digunakan untuk ekstraksi senyawa botani dengan polaritas yang lebih rendah. Dalam ekstraksi air subkritis, air dalam keadaan superkritis digunakan sebagai pelarut.
Apa itu air subkritis dan mengapa air subkritis merupakan pelarut yang baik untuk ekstraksi senyawa tanaman yang kurang polar? "Air memiliki banyak sifat termodinamika yang sangat dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Tergantung pada kondisi, keadaan fisiknya (padat, cair, atau gas), perilaku termal, kepadatan, atau viskositas dapat dimodifikasi. Dengan meningkatkan suhu dan tekanan di atas titik yang dikenal sebagai titik kritis (didefinisikan pada 221 bar dan 374 ° C), air dapat mencapai keadaan superkritis. Pada kondisi subkritis, sesuai dengan suhu antara 100 ° C dan suhu kritis (374 ° C) dan tekanan antara 1 bar dan tekanan kritis (221 bar) untuk menghindari penguapan, polarisasi air menurun; itu membuat air menjadi pelarut yang lebih baik untuk ekstraksi berbagai senyawa bioaktif organik." (Li dan Chemat, 2019)
Ketika ultrasonik dikombinasikan dengan ekstraksi air subkritis, efisiensi ekstraksi dapat ditingkatkan dengan meningkatkan hasil ekstrak dan mengurangi waktu ekstraksi. Untuk hasil yang optimal, tekanan dalam reaktor batch bertekanan tertutup atau reaktor sel aliran harus mencapai setidaknya dua kali lebih tinggi dari tekanan uap air. (Anda dapat menemukan tabel tekanan uap air di akhir halaman ini.)
Huang et al. (2010) menyelidiki efek ekstraksi ultrasound frekuensi rendah dan berdaya tinggi dalam kombinasi dengan ekstraksi air subkritis. Oleh karena itu, probe ultrasonik digabungkan ke dalam ketel perangkat ekstraksi air subkritis untuk mengekstrak minyak volatil dari Lithospermum erythrorhizon. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efek peningkatan yang dibantu ultrasound 20 KHz lebih baik daripada 36 KHz dan meningkat dengan daya output (dari 0 hingga 250 W). Hasil ekstraksi air subkritis meningkat dari 1,87% menjadi 2,39% melalui osilasi ultrasonik (250 W, 20 KHz) pada suhu 160 ° C dan tekanan 5 MPa selama prosedur ekstraksi 25 menit. Ultrasonication dapat meningkatkan tidak hanya hasil ekstraksi, tetapi juga tingkat ekstraksi sehingga menghemat waktu.
Ekstraksi air subkritis ultrasonically dibantu dapat dijalankan pada tekanan yang lebih rendah (misalnya, 5barg) dari ekstraksi air subkritis konvensional (misalnya, 10MPa), yang menghemat biaya energi dan membuat prosedur ekstraksi lebih aman.

Ekstraktor ultrasonik berkinerja tinggi untuk isolasi fitokimia dalam mode batch.

Ekstraksi air ultrasonik fitokimia dari tanaman dapat dijalankan secara batch dan operasi berkelanjutan. Gambar menunjukkan ultrasonicator kuat 1000 watt UIP1000hdT selama ekstraksi batch-mode tumbuhan.

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Ultrasonic Homogenizer UP400St untuk ekstraksi batch agitasi tumbuhan.

Ekstraksi Ultrasonik Tumbuhan - Batch 8 Liter - Ultrasonicator UP400S

Keuntungan Ekstraksi Botani Ultrasonik

Keduanya, penelitian ilmiah dan implementasi industri menunjukkan bahwa ekstraksi yang dibantu ultrasound adalah teknik yang andal dan mudah dioperasikan, yang tidak memerlukan latar belakang teknis atau pelatihan intensif. Efisiensi ekstraksi yang sangat tinggi, hasil tinggi, biaya operasional yang rendah, serta biaya investasi yang rendah (terutama bila dibandingkan dengan teknik lain seperti CO2 ekstraktor) dan biaya energi yang rendah adalah keuntungan utama dari ekstraktor ultrasonik tipe probe.
Manfaat lebih lanjut, yang mengubah teknologi ekstraksi ultrasonik menjadi metode yang disukai, adalah ekstrak berkualitas tinggi karena suhu ekstraksi yang rendah, hasil yang dapat diandalkan (pengulangan / reproduktifitas), skalabilitas linier sepenuhnya ke tingkat produksi apa pun serta pemeliharaan yang rendah.
"Keuntungan lain yang terkait dengan penggunaan ekstraksi tipe probe ultrasonik adalah penanganan ekstrak yang mudah, eksekusi cepat, tidak ada residu, hasil tinggi, ramah lingkungan, peningkatan kualitas dan pencegahan degradasi ekstrak."
(Lih. Chemat dan Khan, 2011)

Ekstraksi ultrasonik dan pemurnian fitokimia dari tanaman: Gambar menunjukkan ultrasonicator tipe probe UP400St, filter vakum Büchi dan rotor-evaporator untuk ekstraksi kurkumin.

Pengaturan ekstraksi untuk isolasi botani: probe-jenis ultrasonicator UP400St, Filter vakum Büchi dan rotor-evaporator untuk ekstraksi fitokimia.

Ultrasonicators Kinerja Tinggi untuk Ekstraksi Air

Ultrasonic probe-type extractor untuk fitokimia yang efisien dan pelepasan botani dari tanaman.Ekstraktor Hielscher Ultrasonics mapan di bidang ekstraksi botani, tidak peduli pelarut apa yang digunakan. Produsen ekstrak – keduanya, produsen ekstrak niche yang lebih kecil dan eksklusif serta produsen massal skala besar – temukan dalam portofolio peralatan luas Hielscher peralatan ekstraksi ultrasonik yang ideal untuk kebutuhan produksi mereka. Batch serta pengaturan proses inline terus menerus sudah tersedia dan dapat dikirim dari rak. Cocok untuk bekerja dengan pelarut apa pun, ekstraksi ultrasonik dapat diterapkan secara fleksibel untuk ekstraksi bahan tanaman apa pun. Menggunakan air sebagai pelarut memungkinkan untuk menghasilkan ekstrak bersertifikat organik tanpa menggunakan etanol "organik" yang sangat mahal. (Tentu saja, bahan tanaman harus ditanam secara organik untuk menghasilkan ekstrak air organik).

Ekstraksi Efisiensi Tinggi dengan Hielscher Ultrasonics

Ekstraktor Ultrasonik Hielscher secara efisien mengganggu sel tanaman, meningkatkan luas permukaan bahan tanaman untuk penetrasi pelarut, dan transfer massa untuk pelepasan fitokimia (metabolit sekunder). Dirancang berkaitan dengan keramahan pengguna, ekstraktor Hielscher dengan cepat dipasang dan dapat dioperasikan dengan aman dan intuitif.

Memenuhi Standar Kualitas Tertinggi – Dirancang & Diproduksi di Jerman

Perangkat keras canggih dan perangkat lunak pintar ultrasonicators Hielscher dirancang untuk menjamin hasil ekstraksi ultrasonik yang andal dari bahan baku botani Anda dengan hasil yang dapat direproduksi dan operasi yang ramah pengguna dan aman. Kekokohan, keandalan, operasi 24/7 di bawah beban penuh dan operasi sederhana dari pandangan pekerja adalah faktor kualitas lebih lanjut, yang membuat ultrasonicators Hielscher menguntungkan.
Ekstraktor Hielscher Ultrasonics digunakan di seluruh dunia dalam ekstraksi fitokimia berkualitas tinggi. Terbukti menghasilkan senyawa botani berkualitas tinggi, ekstraktor ultrasonik Hielscher tidak hanya digunakan oleh perajin yang lebih kecil dari ekstrak khusus dan butik, tetapi sebagian besar dalam produksi industri ekstrak yang tersedia secara luas komersial, suplemen gizi, dan terapi. Karena perangkat keras yang kuat dan perangkat lunak pintar, prosesor ultrasonik Hielscher dapat dengan mudah dioperasikan dan dipantau.

Protokol Data Otomatis

Hielscher ultrasonicators dapat dikendalikan dari jarak jauh melalui kontrol browser. Parameter sonikasi dapat dipantau dan disesuaikan secara tepat dengan persyaratan proses.Untuk memenuhi standar produksi makanan, suplemen gizi dan produk terapeutik, proses produksi harus dipantau dan dicatat secara rinci. Perangkat ultrasonik digital Hielscher Ultrasonics menampilkan protokol data otomatis. Karena fitur pintar ini, semua parameter proses penting seperti energi ultrasonik (total dan energi bersih), suhu, tekanan dan waktu secara otomatis disimpan ke kartu SD bawaan segera setelah perangkat dinyalakan. Pemantauan proses dan pencatatan data penting untuk standardisasi proses berkelanjutan dan kualitas produk. Dengan mengakses data proses yang direkam secara otomatis, Anda dapat merevisi sonikasi sebelumnya dan mengevaluasi hasilnya.
Fitur lain yang ramah pengguna adalah kontrol jarak jauh browser dari sistem ultrasonik digital kami. Melalui kontrol browser jarak jauh Anda dapat memulai, menghentikan, menyesuaikan, dan memantau prosesor ultrasonik Anda dari jarak jauh dari mana saja.
Ingin mempelajari lebih lanjut tentang keuntungan ekstraksi air ultrasonik dari bahan tanaman? Hubungi kami sekarang untuk mendiskusikan proses pembuatan ekstrak botani Anda! Staf kami yang berpengalaman akan dengan senang hati berbagi informasi lebih lanjut tentang ekstraksi ultrasonik, sistem ultrasonik dan harga kami!

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Batch Volume Flow Rate Direkomendasikan perangkat
1 hingga 500mL 10-200mL/min UP100H
10-2000mL 20 hingga 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 hingga 20L 0.2 sampai 4L/min UIP2000hdT
10 sampai 100L 2-10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 sampai 100L/menit UIP16000
n.a. kristal yang lebbig cluster UIP16000

Hubungi Kami! / Tanya Kami!

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini untuk meminta informasi tambahan tentang prosesor ultrasonik, aplikasi dan harga. Kami akan senang untuk mendiskusikan proses Anda dengan Anda dan menawarkan sistem ultrasonik yang memenuhi kebutuhan Anda!









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Homogenizers geser tinggi ultrasonik digunakan di laboratorium, bangku-top, pilot dan pengolahan industri.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi dan ekstraksi pada laboratorium, pilot dan skala industri.

Informasi Teknis Tentang Ekstraksi Air Ultrasonik

Metode ekstraksi konvensional seperti maserasi, infus, perkolasi, rebusan, ekstraksi refluks, distilasi uap, sublimasi dan pengepresan umumnya digunakan dalam ekstraksi senyawa obat dari tanaman. Kerugian dari metode ini termasuk proses yang memakan waktu, kemurnian yang buruk dan efisiensi rendah.

Parameter Proses yang mempengaruhi Ekstraksi Ultrasonik

Ekstraksi ultrasonically dibantu dikenal karena fitur yang unik dan keuntungan, yang membuat sonikasi teknik ekstraksi unggul bila dibandingkan dengan metode ekstraksi konvensional senyawa botani. Keuntungan utama dari ekstraksi ultrasound-dibantu terletak pada kemampuan beradaptasi yang tepat dari faktor-faktor pengolahan ultrasonik (seperti amplitudo, waktu, suhu, tekanan), yang memungkinkan untuk menyetel proses ultrasonik secara optimal ke senyawa target. Setiap bahan tanaman memiliki parameter ekstraksi yang ideal, di mana hasil terbaik, kualitas dan tingkat ekstraksi tercapai. Proses ekstraksi ultrasonik memungkinkan untuk menyesuaikan kondisi ekstraksi optimal ini dengan sempurna.

amplitudo ultrasonik

Amplitudo adalah perpindahan getaran probe ultrasonik (sonotrode). Semakin tinggi amplitudo, semakin intens getaran dan kavitasi dalam cairan yang disonikasi. Hielscher Ultrasonics dieja dalam ultrasonicators tipe probe berkinerja tinggi, yang dapat memasok amplitudo yang dapat disesuaikan dengan tepat. Probe yang disesuaikan, yang dapat memberikan hingga 200μm dalam operasi 24/7 berkelanjutan sudah tersedia dari rak. Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotrodes ultrasonik yang disesuaikan dapat dengan mudah diproduksi juga.
Amplitudo adalah salah satu – Jika tidak yang paling tunggal – parameter penting untuk ekstraksi tanaman yang efisien. Amplitudo tinggi menciptakan kekuatan yang diperlukan untuk memecah dinding sel dan melepaskan bahan intraseluler. Dengan demikian, ultrasonikasi kinerja tinggi menjadi sangat berkhasiat dalam ekstraksi botani.

Waktu / Durasi Pengobatan Ultrasonik

Ekstraksi yang dibantu ultrasound biasanya jauh lebih pendek daripada metode tradisional, karena sonikasi melepaskan senyawa botani pada tingkat ekstraksi yang jauh lebih tinggi. Ultrasonication memungkinkan untuk prosedur ekstraksi yang lebih pendek, yang mempertahankan senyawa yang diekstraksi terhadap pemrosesan berlebihan. Pemrosesan yang lebih pendek karena ultrasound berarti throughput yang lebih tinggi dan kualitas ekstrak yang lebih tinggi.

Perawatan Ultrasonik Berdenyut

Ultrasonic pulsation adalah mode pengobatan, di mana perawatan ultrasound dihentikan oleh siklus jeda yang ditentukan (misalnya siklus tugas 50%: 30 detik. ON, 30 detik. OFF; 100% cyle tugas: sonikasi terus menerus tanpa jeda) Siklus tugas ultrasound (juga dikenal sebagai mode pulsa atau siklus pulsa ultrasonik) mengacu pada persentase waktu di mana ultrasound digabungkan ke dalam media (durasi pulsa) selama satu periode pulsa. Misalnya, mode siklus 50% akan menjadi 30 detik. ON, 30 detik. Selama siklus jeda siklus tugas, cairan yang disonikasi datang untuk waktu yang ditentukan (misalnya, 30 detik) kembali ke keadaan tidak terganggu, yang baik untuk disipasi panas untuk mempertahankan suhu pemrosesan target. Siklus tugas sonikasi adalah siklus tugas yang kurang penting untuk efisiensi ekstraksi, tetapi digunakan untuk mempertahankan suhu proses tertentu.

Tekanan hidrostatik

Tekanan adalah parameter lain yang sangat penting untuk proses ultrasonik. Menerapkan tekanan hidrostatik ke media sonicated mempengaruhi intensitas kavitasi. Di bawah kondisi tekanan tinggi, intensitas kavitasi ultrasonik (akustik) ditambah. Hielscher Ultrasonics menawarkan berbagai jenis reaktor batch ultrasonik dan sel aliran, yang dapat ditekan untuk hasil sonikasi intensif.

Suhu Ekstraksi

Ekstraktor ultrasonik UP400ST dengan sensor suhu.Seperti perlakuan mekanis lainnya, ultrasonikasi menyebabkan kenaikan suhu, yang sesuai dengan hukum termo-dinamika ke-2. Namun demikian, ultrasonication adalah teknik pengobatan non-termal, karena perawatan yang dibantu ultrasound didasarkan pada kekuatan mekanik murni (juga disebut gaya sonomechanical). Suhu ekstraksi selama ekstraksi ultrasonik dapat dikontrol dan dipelihara secara efisien dalam kisaran suhu tertentu yang dipilih. Semua prosesor ultrasonik digital Hielscher dilengkapi dengan sensor suhu pluggable dan perangkat lunak pintar, di mana kisaran suhu tertentu dapat diatur untuk proses tersebut. Setiap kali kisaran suhu ini terlampaui, ultrasonicator berhenti sampai suhu berada dalam kisaran yang dipilih lagi dan berlanjut kemudian secara otomatis prosedur sonikasi. Fitur pintar ultrasonicators Hielscher ini memungkinkan proses sonikasi yang dapat dikontrol dengan tepat dan hasil yang ideal.
Karena suhu ekstraksi mungkin berbeda setiap senyawa botani dan tanaman, suhu merupakan faktor penting, yang tidak boleh diabaikan selama optimasi proses ultrasonik. Misalnya, 80 ° C ditemukan ideal untuk mencapai hasil maksimum flavonoid dari sophora flavescens, sementara hasil terbaik diperoleh pada 50 ° C untuk ekstraksi arabinoxylan dari dedak gandum.

Gunakan Pelarut Apa Pun untuk Ekstraksi Ultrasonik

Senyawa botani yang berbeda memiliki polaritas yang berbeda, yang mempengaruhi kelarutan mereka dalam berbagai pelarut. Misalnya, saponin dan polisakarida lebih polar dan menunjukkan kelarutan yang baik dalam air, karena air sangat polar. Senyawa fenolik seperti anthocyanin dan asam klorogenat, di sisi lain, cukup unpolar dan karenanya melarutkan pelarut yang kurang polar seperti etanol. Dengan demikian, pilihan pelarut harus dibuat sesuai dengan kelarutan senyawa yang ditargetkan untuk mendapatkan efisiensi ekstraksi yang tinggi. Misalnya, air adalah pelarut yang baik untuk ekstraksi senyawa polar seperti psilocybin dari jamur serta oligosakarida, glikosida, dan flavanoid; sementara campuran etanol-air dengan dan konsentrasi etanol 60% (v / v) cocok untuk ekstraksi ultrasonically dibantu misalnya, apigenin, baicalin dan luteolin senyawa.
Baca lebih lanjut tentang pelarut, polaritas pelarut dan pelarut yang paling cocok untuk ekstraksi ultrasonik!

Air sebagai Pelarut Ekstraksi

Air adalah pelarut yang paling polar dan cocok untuk ekstraksi berbagai senyawa polar. Keuntungan utamanya termasuk kemampuan untuk melarutkan berbagai zat. Selain itu, murah, tidak beracun, aman, dan tidak mudah terbakar. Kerugiannya termasuk selektivitas yang kuat untuk senyawa polar karena polaritasnya yang tinggi. Karena titik didihnya yang tinggi 100 ° C, konsentrasi ekstrak (misalnya melalui distilasi atau penguapan rotor) membutuhkan sejumlah besar energi. Selain itu, air rentan terhadap pertumbuhan bakteri dan jamur.

frekuensi ultrasonik

Frekuensi ultrasonik sekitar 20kHz telah ditetapkan sebagai yang paling kuat dan efisien untuk ekstraksi botani. berdampak pada efisiensi ekstraksi yang dibantu ultrasound dalam ekstraksi senyawa obat dari tanaman. Secara umum, frekuensi ultrasonik rendah (yaitu, sekitar 20kHz) menghasilkan kavitasi yang lebih intens (efek sonomechanical), yang menghasilkan kemanjuran prosedur ekstraksi yang lebih tinggi.

Bahan Tanaman

Bahan tanaman dapat sangat bervariasi dalam struktur dan kekakuan sel-sel mereka. Tergantung pada komposisi dinding sel, yang mungkin mengandung selulosa, hemiselulosa, lignin, polisakarida pektik, protein, senyawa fenolik dan non-selulosa, dan air, dinding sel bisa kokoh atau lunak. Jenis dan bagian tanaman yang berbeda mengandung berbagai jenis dan jumlah komponen dinding sel ini. Itu sebabnya setiap jenis tanaman membutuhkan parameter pemrosesan khusus untuk hasil ekstraksi yang optimal.
Karena intensitas dapat disetel dengan tepat, ekstraktor ultrasonik Hielscher dapat diandalkan memecahkan dinding sel yang lembut dan keras. Dinding sel lunak mungkin memerlukan ultrasonikasi yang kurang intens, sementara struktur sel yang kokoh mendapat manfaat dari perawatan yang lebih intens.
Bahan baku untuk ekstraksi botani dapat dipanen segar (basah) atau dikeringkan. Ekstraksi ultrasonik cocok untuk tanaman segar / basah maupun kering. Ukuran partikel padatan tanaman adalah faktor penting lainnya: Luas permukaan yang tinggi (yaitu, ukuran partikel kecil) bermanfaat karena menyediakan area kontak yang besar untuk gaya geser kavitasi ultrasonik, menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi. Oleh karena itu, bahan tanaman dikalah atau digiling menjadi potongan-potongan kecil (sekitar 3-5mm).

Mengapa ekstraksi ultrasonik metode terbaik?

Efisiensi

  • hasil yang lebih tinggi
  • Proses ekstraksi cepat – dalam hitungan menit
  • ekstrak kualitas tinggi – Ringan, ekstraksi non-termal
  • Pelarut hijau (air, etanol, gliserin, minyak nabati, NADES dll.)

Kesederhanaan

  • Plug-and-play – set-up dan beroperasi dalam beberapa menit
  • Throughput tinggi-untuk produksi ekstrak skala besar
  • Batch-bijaksana atau terus-menerus inline operasi
  • Instalasi sederhana dan start-up
  • Portable/Movable-Portable unit atau dibangun di atas roda
  • Skala linear up-menambahkan sistem ultrasonik lain secara paralel untuk meningkatkan kapasitas
  • Pemantauan dan kontrol jarak jauh – melalui PC, ponsel pintar, atau tablet
  • Tidak ada pengawasan proses yang diperlukan-set-up dan menjalankan
  • Kinerja tinggi-dirancang untuk produksi 24/7 terus menerus
  • Kekokohan dan pemeliharaan rendah
  • kualitas tinggi – dirancang dan dibangun di Jerman
  • Cepat load dan discharge antara banyak
  • Mudah dibersihkan

keselamatan

  • Sederhana dan aman untuk dijalankan
  • Pelarut-kurang atau pelarut berbasis ekstraksi (air, etanol, minyak sayur, gliserin, dll)
  • Tidak ada tekanan tinggi dan suhu
  • Sistem anti-ledakan bersertifikasi ATEX yang tersedia
  • Mudah untuk mengontrol (juga melalui remote control)


Literatur/referensi

Tabel: Tekanan Uap Air

Suhu
dalam °C
Tekanan Uap
dalam mmHg (Torr)
Tekanan Uap
di Hectopascal hPa
-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 1690,50 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

Ultrasonics kinerja tinggi! Rangkaian produk Hielscher mencakup spektrum penuh dari ultrasonicator laboratorium kompak di atas unit bench-top hingga sistem ultrasonik industri penuh.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.