ჰექსანის ექსტრაქცია ულტრაბგერითი დამუშავებით გაუმჯობესებული ეფექტურობით
ზონდური ტიპის ულტრაბგერით დამუშავებას შეუძლია გააუმჯობესოს ტრადიციული ჰექსანით ექსტრაქცია პროცესის ინტენსიფიკაციით და მნიშვნელოვნად გაზარდოს მისი ეფექტურობა. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია აუმჯობესებს მასის გადატანას და შლის უჯრედებს, რათა სამიზნე ბიოაქტიური ნივთიერებები გამხსნელში გამოიყოს, რაც მხოლოდ ტრადიციულ მეთოდებთან შედარებით ექსტრაქციის უფრო მაღალ გამოსავლიანობას უზრუნველყოფს. ულტრაბგერით ხელშეწყობილი ექსტრაქცია მაღალეფექტურია ზეთის, მათ შორის რაფსისა და სელის თესლის ზეთის, ექსტრაქციის გამოსავლიანობის გასაზრდელად და უზრუნველყოფს ცხიმოვანი მჟავების მაღალი ხარისხის შემადგენლობასა და ბიოაქტიური კომპონენტების უფრო მაღალ შემცველობას.
ჰექსანის ექსტრაქცია გაუმჯობესებულია მძლავრი ულტრაბგერით
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია არის პროცესის ინტენსიფიკაციის მეთოდი, რომელსაც შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს მყარი–თხევადი და გამხსნელით ექსტრაქციის პროცესები.
- უფრო სრულყოფილი ექსტრაქცია
- უფრო მაღალი გამოსავლიანობა
- უფრო სწრაფი ექსტრაქცია
- ჰექსანის მოხმარების შემცირება
- საერთო გაუმჯობესებული ეფექტურობა
ულტრაბგერითი ექსტრაქტორი UIP2000hdT ლიპიდებისა და ცხიმოვანი მჟავების (ზეთების) ჰექსანის ექსტრაქციის გასაუმჯობესებლად.
ტრადიციული ჰექსანის ექსტრაქციის შეზღუდვები
ჰექსანით ექსტრაქცია არის გავრცელებული მეთოდი, რომელიც გამოიყენება ორგანული ნაერთების, განსაკუთრებით არაპოლარული ნივთიერებების, გამოსაყოფად სხვადასხვა წყაროდან, როგორიცაა მცენარეები, თესლები ან ნიადაგი. ჰექსანი არის ნახშირწყალბადოვანი გამხსნელი, რომელიც მაღალეფექტურია ლიპიდების, ზეთებისა და სხვა არაპოლარული ნაერთების გახსნასა და ექსტრაქციაში. ჰექსანი ფართოდ გამოიყენება ზეთის ექსტრაქციისთვის არაპოლარული ნაერთების (მაგ., ზეთების) გახსნის უნარის, შემდგომში ზეთის ადვილად გამოყოფისა და დუღილის ტემპერატურის ვიწრო დიაპაზონის (63–69°C) გამო.
თუმცა, ჰექსანით ექსტრაქციის პროცესების ეფექტურობა შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ნედლეულისა და ექსტრაქციის მიხედვით: ექსტრაქციის გამოსავლიანობა და ექსტრაქციის დრო მჭიდროდ არის დაკავშირებული. ეს ნიშნავს, რომ ექსტრაქტის მაღალი გამოსავლიანობისთვის საჭიროა ბიომასის უფრო ხანგრძლივად დაყოვნება ჰექსანის გამხსნელში. კიდევ ერთი შემზღუდველი ფაქტორია ხშირად ჰექსანის არასაკმარისი შეღწევა ბიომასის მატრიცაში. ხისტი უჯრედული სტრუქტურები ჰექსანით ძირითადად ზედაპირზე სველდება, ხოლო უჯრედის შიგთავსი ჰექსანთან მხოლოდ ნაწილობრივ შედის კონტაქტში. ასეთი არასაკმარისი შეღწევა იწვევს არასრულ ექსტრაქციას, რადგან სამიზნე ნივთიერებები, როგორიცაა ლიპიდები (ანუ ცხიმოვანი მჟავები, ცხიმები, ზეთები), უჯრედული მატრიცის შიგნით რჩება.
გამოსავალი: ულტრაბგერით ინტენსიფიცირებული ჰექსანით ექსტრაქცია
ზონდური ტიპის ულტრაბგერითი დამუშავება, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ულტრაბგერითი ზონდით დამუშავება, არის მეთოდი, რომელიც იყენებს მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერით ტალღებს თხევად გარემოში აკუსტიკური კავიტაციის ბუშტების შესაქმნელად. ეს ბუშტები სწრაფად კოლაფსირებს, წარმოქმნის ინტენსიურ ლოკალიზებულ ენერგეტიკულ ველებს და გამხსნელში ქმნის მიკროტურბულენტობასა და ძლიერ ძვრის ძალებს.
ულტრაბგერით შექმნილი ენერგიის მაღალი სიმკვრივის მქონე ამ პირობების გამო, ზონდური ტიპის ულტრაბგერით დამუშავებას შეუძლია ჰექსანით ექსტრაქციის პროცესის ინტენსიფიკაცია და გაუმჯობესება რამდენიმე გზით:
- გაუმჯობესებული მასის გადატანა: ულტრაბგერითი დამუშავება აუმჯობესებს მასის გადატანას მყარ ნიმუშსა და გამხსნელს შორის. მიკროტურბულენტობა და კავიტაციის ბუშტების სწრაფი კოლაფსი ქმნის ძლიერ ძვრის ძალებს და იწვევს წნევის ლოკალურ ცვლილებებს. ეს არღვევს მყარი ნიმუშის გარშემო არსებულ სასაზღვრო შრეს და ხელს უწყობს სამიზნე ნაერთების გამხსნელში გამოყოფას, რითაც აუმჯობესებს ექსტრაქციის ეფექტურობას.
- ექსტრაქციის აჩქარება: ულტრაბგერითი დამუშავება აჩქარებს ექსტრაქციის კინეტიკას გამხსნელსა და მყარ ნიმუშს შორის კონტაქტის ფართობის გაზრდით. კავიტაციის ბუშტები უზრუნველყოფენ აღრევას და ქმნიან ჰომოგენიზებულ ნარევს, რაც უზრუნველყოფს, რომ გამხსნელი მჭიდრო კონტაქტში მოხვდეს მყარი მასალის მთელ ზედაპირთან, რაც იწვევს უფრო სწრაფ ექსტრაქციის სიჩქარეებს.
- უჯრედული სტრუქტურების დარღვევა: მცენარეული მასალიდან ექსტრაქციისას ულტრაბგერით დამუშავებას შეუძლია დაშალოს უჯრედული სტრუქტურები, როგორიცაა უჯრედის კედლები და მემბრანები, რაც ხელს უწყობს უჯრედშიდა კომპონენტების გამოყოფას. ეს უჯრედებში მოქცეული ლიპიდებისა და სხვა სამიზნე ნაერთების უფრო ეფექტური ექსტრაქციის საშუალებას იძლევა.
- ექსტრაქციის დროის შემცირება: მასის გაძლიერებული გადატანისა და ექსტრაქციის აჩქარებული კინეტიკის კომბინაციით, ზონდური ტიპის ულტრაბგერით დამუშავებას შეუძლია მნიშვნელოვნად შეამციროს სასურველი გამოსავლიანობის მისაღებად საჭირო ექსტრაქციის დრო. ეს შეიძლება განსაკუთრებით სასარგებლო იყოს დიდი მოცულობის ნიმუშების დამუშავებისას ან ისეთ გამოყენებებში, სადაც დროს გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს.
პროცესის ამ ფაქტორების გაუმჯობესების შედეგად, ზონდური ტიპის ულტრაბგერით დამუშავებას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ჰექსანით ექსტრაქცია. ულტრაბგერითი ჰექსანით ექსტრაქცია შეიძლება ოპტიმიზირდეს ექსტრაქციას დაქვემდებარებული კონკრეტული ნაერთებისა და დასამუშავებელი მოცულობების მიხედვით. ულტრაბგერის ინტენსივობა (ამპლიტუდა), ხანგრძლივობა, ტემპერატურა, წნევა და ექსტრაქციის სისტემის კონფიგურაცია შეიძლება დარეგულირდეს ისე, რომ ექსტრაქციის შემცირებულ დროში ექსტრაქტის ოპტიმალური გამოსავლიანობა მიიღწეს.
ულტრაბგერითი ექსტრაქტორი UIP6000hdT ჰექსანის ექსტრაქციისთვის
ულტრაბგერით ხელშეწყობილი ჰექსანით ექსტრაქციის მაგალითები
- წყალმცენარეების ზეთი
- მცენარეული ზეთები (სოიოს, სელის, რაფსის, მზესუმზირის, ბრინჯის ქატოს და ა.შ.)
- ეთერზეთები
- კარიოფილენი
- ვანილის ოლეორეზინი ვანილის პარკებიდან
- ლუტეინი კვერცხის გულიდან
- ასტაქსანტინი წყალმცენარეებიდან
- მწერების გაუცხიმოება
ულტრაბგერით ინტენსიფიცირებული სოქსლეტის ექსტრაქცია ჰექსანის გამხსნელად გამოყენებით
ულტრაბგერით ინტენსიფიცირებული სოქსლეტის ექსტრაქცია არის პროცესი, რომელიც აერთიანებს ტრადიციულ სოქსლეტის ექსტრაქციას ულტრაბგერით ტალღებთან ექსტრაქციის პროცესის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად. სოქსლეტის ექსტრაქცია არის პროცედურა, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ლაბორატორიებში და მცირე მოცულობის ექსტრაქტების, მაგალითად, ეთერზეთების ან გარკვეული ბიოაქტიური ნაერთების მისაღებად.
ჰექსანი ამ პროცესში ხშირად გამოყენებული გამხსნელია, რადგან ეფექტურად გამოყოფს ლიპიდებს სხვადასხვა წყაროდან, მათ შორის თესლის ზეთებიდან, წყალმცენარეების ზეთიდან და ლიპიდებზე დაფუძნებული ბიოაქტიური ნაერთებიდან. ულტრაბგერითი დამუშავება შლის უჯრედულ სტრუქტურებს და ხელს უწყობს მყარი–თხევადი ექსტრაქციის პროცესს მასის გადატანის გაძლიერებითა და ნაერთების გამხსნელში გამოყოფით. გამხსნელს, მაგალითად, ჰექსანს, შეუძლია უკეთ შეაღწიოს მყარ მასალაში და ეფექტურად გახსნას ზეთები (ლიპიდები, ცხიმოვანი მჟავები). შესაბამისად, ექსტრაქციის პროცესი ჩქარდება, რაც ამცირებს სასურველი ნაერთების გამოსაყოფად საჭირო დროს. გარდა ამისა, ულტრაბგერის გამოყენებას შეუძლია შეამციროს საჭირო გამხსნელის რაოდენობა, რაც ამ მეთოდს უფრო ეკოლოგიურად სუფთა ვარიანტად აქცევს.
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია საშუალებას იძლევა გამოყენებულ იქნას უფრო რბილი, არატოქსიკური გამხსნელები
ულტრაბგერითი დამუშავება არა მხოლოდ აუმჯობესებს ჰექსანით ექსტრაქციას, არამედ იძლევა უფრო რბილი, არატოქსიკური გამხსნელების გამოყენების საშუალებასაც, როგორიცაა ეთანოლი, ეთანოლის წყალხსნარი, წყალი ან ბუნებრივი ღრმა ევტექტიკური გამხსნელები (DES, NADES). ზონდური ტიპის ულტრაბგერითი ექსტრაქტორებით უზრუნველყოფილი უჯრედების მაღალეფექტური დაშლა და მასის გადატანა შესანიშნავ შედეგებს იძლევა უფრო რბილი გამხსნელების გამოყენებისას. ამრიგად, ულტრაბგერითი ექსტრაქცია უფრო რბილ, არატოქსიკურ და ეკოლოგიურად უფრო უსაფრთხო გამხსნელებთან ერთად უზრუნველყოფს კვების მრეწველობაში გამოსაყენებლად ვარგისი მაღალი ხარისხის ექსტრაქტების მიღებას, ხარჯების შემცირებასა და ეკოლოგიურად სუფთა ექსტრაქციის პროცესს.
მაღალი წარმადობის ულტრაბგერითი აპარატები ჰექსანით ექსტრაქციის გასაუმჯობესებლად
Hielscher Ultrasonics აპროექტებს, აწარმოებს და აწვდის მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ექსტრაქტორებს, რომლებიც შეიძლება მარტივად ინტეგრირდეს ჰექსანით ექსტრაქციის არსებულ დანადგარებში ან სოქსლეტის ექსტრაქტორებში. მიწოდების, მონტაჟისა და ტექნიკური მომსახურების გარდა, Hielscher მომხმარებლებს უწევს კონსულტაციასა და დახმარებას ტექნიკური განხორციელებადობის გამოცდების, პროცესის ოპტიმიზაციისა და საწარმოს პროექტირების ეტაპებიდან ექსტრაქციის სისტემის საბოლოო მონტაჟამდე და ექსპლუატაციაში გაშვებამდე.
Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატების მთავარი უპირატესობებია პროცესის სრული კონტროლი, წრფივი მასშტაბირებადობა და ყველა სამრეწველო ულტრაბგერითი პროცესორის უნარი, უზრუნველყოს ძალიან მაღალი ამპლიტუდები. 200µm-მდე ამპლიტუდებით უწყვეტი მუშაობა მარტივად არის შესაძლებელი 24/7 რეჟიმში. მაღალი ამპლიტუდები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია უფრო ხისტი უჯრედული სტრუქტურის მქონე მასალებიდან, როგორიცაა თესლები და გულები, ექსტრაქციისას.
ჩვენი ტექნიკური პერსონალი და ჩვენი სრულად აღჭურვილი პროცესის ლაბორატორია დაგეხმარებათ ცოდნითა და რჩევებით!
პროექტირება, წარმოება და კონსულტაცია – გერმანიაში შექმნილი ხარისხი
Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატები ცნობილია ხარისხისა და კონსტრუქციის უმაღლესი სტანდარტებით. გამძლეობა და მარტივი ექსპლუატაცია უზრუნველყოფს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების შეუფერხებელ ინტეგრაციას სამრეწველო ობიექტებში. Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატები ადვილად უმკლავდება მძიმე პირობებსა და რთულ სამუშაო გარემოს.
Hielscher Ultrasonics არის ISO-ს სერტიფიკატის მქონე კომპანია და განსაკუთრებულ ყურადღებას აქცევს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით აპარატებს, რომლებიც გამოირჩევა უახლესი ტექნოლოგიითა და გამოყენების სიმარტივით. რა თქმა უნდა, Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატები შეესაბამება CE მოთხოვნებს და აკმაყოფილებს UL, CSA და RoHs მოთხოვნებს.
ქვემოთ მოცემული ცხრილი გაძლევთ წარმოდგენას ჩვენი ულტრაბგერითი მოწყობილობების მიახლოებით წარმადობაზე:
| პარტიის მოცულობა | მოცულობითი ხარჯი | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 0,5–1,5mL | n.a. | VialTweeter | 1–500mL | 10 to 200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20 to 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2 to 4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2 to 10L/min | UIP4000hdT |
| 15–150L | 3 to 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 to 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | უფრო დიდი | კლასტერი UIP16000 |
დაგვიკავშირდით! / დაგვისვით შეკითხვა!
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს შერევის, დისპერგირების, ემულსიფიკაციისა და ექსტრაქციისთვის ლაბორატორიულ, საცდელ და სამრეწველო მასშტაბებზე.
ლიტერატურა / რეფერენსები
- 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 აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს ლაბორატორიული ზომიდან სამრეწველო ზომამდე.