მაღალეფექტური წყლის მოპოვება ელექტრო-ულტრაბგერითი გამოყენებით

ბოტანიკური ნაერთების წყლის მოპოვება (მაგ., ცივი ან ცხელი წყლის მოპოვება, წნევით წყლის მოპოვება და სუბკრიტიკული წყლის მოპოვება) შეიძლება ეფექტურად გაუმჯობესდეს ულტრაბგერითი გამოკვლევით. ულტრაბგერითი დახმარებით წყლის მოპოვება არა მხოლოდ იძლევა მაღალ მოსავალს და ამცირებს დამუშავების დროს, არამედ იწვევს ენერგიის ნაკლებ მოხმარებას, უფრო მსუბუქ მოპოვების პირობებს და მაღალი ხარისხის ექსტრაქტებს, ვიდრე ჩვეულებრივი მოპოვების ტექნიკას. ულტრაბგერითი წყლის მოპოვება წარმატებით გამოიყენება მრავალი მცენარეული წარმოშობის ნაერთების მოპოვებისთვის, მათ შორის ალკალოიდები, ფლავონოიდები, გლიკოზიდები, ფენოლური ნაერთები და პოლისაქარიდები.

ბიოაქტიური ნაერთების ულტრაბგერითი წყლის მოპოვება

წყალი არის ყველაზე პოლარული გამხსნელი, რაც მას დიდ გამხსნელად აქცევს პოლარული ნაერთებისთვის. არატოქსიკური და ეკოლოგიურად სუფთა ბუნების გამო, წყალი იქნება იდეალური გამხსნელი ნებისმიერი ბოტანიკური ექსტრაქტისთვის. თუმცა, ნაკლებად პოლარული და არაპოლარული კომპონენტები წყალში ცუდად იხსნება ან საერთოდ არ იხსნება. გარდა ამისა, მასობრივი გადაცემის ხელშეწყობის გარეშე, წყალში მოპოვების პროცესი წარმოუდგენლად ნელი და, შესაბამისად, არაეკონომიური იქნებოდა. მაღალი ინტენსივობის, დაბალი სიხშირის ულტრაბგერა არის ძალიან ეფექტური ექსტრაქციის ტექნიკა, რომელიც უზრუნველყოფს ინტენსიურ შერევას და მასის გადატანას. ამიტომ, ულტრაბგერითი მოპოვება კარგად არის ცნობილი, რომ მნიშვნელოვანი უპირატესობა აქვს მოპოვების ჩვეულებრივ მეთოდებთან შედარებით. ეს უპირატესობები მოიცავს უფრო მაღალ მოსავლიანობას, სწრაფ დამუშავებას, სწრაფ სწრაფ გადაცვლას, ასევე უწყვეტ მოპოვებას, მწვანე გამხსნელების გამოყენებას, რბილ მოპოვების პირობებს, რომლებიც ინარჩუნებენ ექსტრაქტის ნაერთებს, ექსპლუატაციაში უსაფრთხოებას და კომერციული წარმოებისთვის დიდ გამტარუნარიანობას. (შდრ. Zabot et al., 2021)

ცხელი წყლის ექსტრაქცია გაუმჯობესებულია ულტრაბგერითი გამოკვლევით

პარამეტრები, რომლებიც განსაზღვრავენ ბოტანიკური ნივთიერებების მოპოვებას წყლის მოპოვების დროს, არის ტემპერატურა, დრო, წნევა და მცენარეული მასალის ზედაპირის ფართობი. ცხელი წყლის ექსტრაქტი შეიძლება მომზადდეს შედარებით მოკლე ხანგრძლივობით, წყლის მაღალი ტემპერატურის გამო.
Გადაწყვეტილება: მოსავლიანობა და მოპოვების სიჩქარე შეიძლება მნიშვნელოვნად გაიზარდოს ულტრაბგერითი მორევის გამოყენებისას. მხოლოდ ცხელ წყალს აქვს მხოლოდ შეზღუდული უნარი დაარღვიოს უჯრედის სტრუქტურები და მაღალი ტემპერატურა ხშირად აზიანებს ან ანადგურებს სითბოსადმი მდგრად ნაერთებს, რის გამოც ექსტრაქტის ხარისხი დაზარალდება. როდესაც ულტრაბგერითი ექსტრაქცია შერწყმულია ცხელი წყლით მოპოვებასთან, ტემპერატურა შეიძლება მკვეთრად შემცირდეს (მაგ. 100°C-დან 50°C-მდე), რაც ხელს უშლის მოპოვებული ბოტანიკური ინგრედიენტების თერმულ დეგრადაციას, ზრდის მთლიან მოსავლიანობას და დაზოგავს ენერგიას. ულტრაბგერითი კავიტაცია არის ულტრაბგერითი მოპოვების ფენომენის პრინციპი. ულტრაბგერითი (ან აკუსტიკური) კავიტაცია არის წმინდა მექანიკური ძალები, რომლებიც არღვევენ უჯრედის კედლებს, ათავისუფლებენ სამიზნე ნაერთებს და აუმჯობესებენ მასის გადატანას უჯრედის შიგთავსსა და წყალს (გამხსნელს) შორის. ამრიგად, ულტრაბგერითი წყლის მოპოვება უზრუნველყოფს ექსტრაქციის შესანიშნავ შედეგებს.

ცივი წყლის ექსტრაქცია გაუმჯობესებულია ულტრაბგერითი გამოკვლევით

ცივი წყლის მოპოვება (ცივი წყლის ინფუზია) საგრძნობლად უფრო არაეფექტურია, რადგან თავიდან აცილებულია ცხელი წყლის გამოყენება. ცივი ან ოთახის ტემპერატურის წყალი კარგად არ ამოიღებს ბოტანიკურ ნაერთებს, რადგან ცივი წყალი ძალიან ნელა შეიწოვება მცენარეულ მასალაში და მასის გადატანა თითქმის უმნიშვნელოა. ცივი წყლის მოპოვების უპირატესობა მდგომარეობს იმაში, რომ თავიდან აიცილოს ტემპერატურის ნებისმიერი ზრდა, რაც ხელს უშლის სითბოს მგრძნობიარე ნაერთების თერმულ დეგრადაციას. თუმცა, ძალიან ცუდი მოპოვების დინამიკა ხდის ჩვეულებრივი ცივი წყლის მოპოვებას შეუძლებელს კომერციული წარმოებისთვის. ამიტომ ცივი წყლის ინფუზია თითქმის ექსკლუზიურად გამოიყენება ექსპერიმენტულ სტადიაზე ნელი და არაეფექტურობის გამო.
Გადაწყვეტილება: ცივი წყლის მოპოვებაში ულტრაბგერითი დანერგვით, ცივი წყლით გაჟღენთვის ნელი და არაეფექტურობა ადვილად შეიძლება დაიძლიოს. ულტრაბგერითი გაძლიერებული ცივი წყლის ექსტრაქცია საშუალებას იძლევა შეინარჩუნოს ცივი მოპოვების ტემპერატურა, ხოლო ინტენსიური ათვლის ძალები მყარ-თხევად გარემოში. ულტრაბგერითი მოპოვების მექანიზმის შედეგად უჯრედის კედლები იხსნება და ბოტანიკური ნაერთები სწრაფად გამოიყოფა წყალში. ულტრაბგერითი ცივი წყლით მოპოვება და ინფუზია აქცევს ცივ გაჟღენთვას უაღრესად ეფექტურ პროცესად, რაც იძლევა მაღალ მოსავალს, მაღალი ხარისხის ექსტრაქტებს მოკლე მოპოვების დროში.

ზეწოლის ქვეშ წყლის ექსტრაქცია კომბინირებული ულტრაბგერითი

ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ხასიათდება მიკრო-შერევით, რომელიც ვიბრაციების საშუალებით ხელს უწყობს გამხსნელის უფრო დიდ გავრცელებას ნაწილაკებში და ნაწილაკების შიგნიდან ზედაპირზე, რაც აძლიერებს მასის გადაცემას. გარდა ამისა, ულტრაბგერითი ამცირებს ფიჭური მასალის ნაწილაკების ზომას, რაც იწვევს ულტრაბგერითი დახმარებით წნევით თხევადი ექსტრაქციის გაუმჯობესებას. მცირე ნაწილაკები დაახლ. 0,68 მმ აჩვენებს უფრო მაღალ მოსავლიანობას, ვიდრე უფრო დიდი ნაწილაკები (დაახლოებით 1,05 მმ), რადგან უფრო მაღალი ზედაპირის ფართობი იძლევა მნიშვნელოვნად გაზრდილი მასის გადაცემის საშუალებას და ამით გაუმჯობესებული მოპოვების გამოსავლიანობას. (შდრ. Zabot et al., 2021)

ეფექტური ზეწოლის ქვეშ ცივი წყლის ექსტრაქცია დენის ულტრაბგერით

მაღალი წნევის პირობებში ცივი წყლის შეღწევა მცენარის ქსოვილებში გაადვილებულია და წყალში ხსნადი ფიტოქიმიკატები იხსნება თერმული დაშლის გარეშე. მაღალი წნევის ცივი წყლით მოპოვების მეთოდი შეიძლება შერწყმული იყოს ულტრაბგერით, პოლარული და არაპოლარული ბოტანიკური ინგრედიენტების გაუმჯობესებული იზოლაციისთვის. წყალი, როგორც არატოქსიკური, იაფი და ეკოლოგიურად სუფთა გამხსნელი არის ორგანული გამხსნელის მიმზიდველი ალტერნატივა, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც საქმე ეხება მცენარეული საკვების, თერაპიული საშუალებების და დიეტური დანამატების წარმოებას.
ულტრაბგერითი გაძლიერებული წნევით ცივი წყლის მოპოვებისთვის, ულტრაბგერითი ზონდი (სონოტროდი) ინტეგრირებულია მოპოვების ავზში ან ნაკადის უჯრედში. სატანკო ან ნაკადის უჯრედი ჩვეულებრივ ზეწოლას ახდენს 5-დან 100 ბარგამდე წნევით, რაც დამოკიდებულია სამიზნე ექსტრაქტის ნაერთებზე. Hielscher Ultrasonics აწვდის თუნდაც მორგებულ სამრეწველო ულტრაბგერით რეაქტორებს და ნაკადის უჯრედს, რომელსაც შეუძლია ზეწოლა 300 ბარგამდე, რაც საშუალებას გაძლევთ დააყენოთ თქვენი მოპოვების პროცესის ოპტიმალური წნევა.
 

სუპერკრიტიკული წყლის ექსტრაქცია გაუმჯობესებულია სონიკით

ულტრაბგერითი გაძლიერებული სუბკრიტიკული წყლის მოპოვება არის კიდევ ერთი სინერგიული ტექნიკა, სადაც დენის ულტრაბგერა აუმჯობესებს მასის გადაცემას მყარ და თხევადს შორის. სუბკრიტიკული წყლის მოპოვება (SWE) – ასევე ცნობილია როგორც წნევით ცხელი წყლის მოპოვება ან გადახურებული წყლის მოპოვება – არის ნაკლებად ხშირად გამოყენებული ტექნიკა ბოტანიკური ნაერთების მოპოვებისთვის დაბალი პოლარობით. სუბკრიტიკული წყლის მოპოვებისას, წყალს სუპერკრიტიკულ მდგომარეობაში იყენებენ გამხსნელად.
რა არის სუბკრიტიკული წყალი და რატომ არის სუბკრიტიკული წყალი კარგი გამხსნელი ნაკლებად პოლარული მცენარეული ნაერთების მოსაპოვებლად? „წყალს აქვს მრავალი თერმოდინამიკური თვისება, რაც დიდ გავლენას ახდენს ტემპერატურასა და წნევაზე. პირობებიდან გამომდინარე, მისი ფიზიკური მდგომარეობა (მყარი, თხევადი ან აირი), თერმული ქცევა, სიმკვრივე ან სიბლანტე შეიძლება შეიცვალოს. ტემპერატურისა და წნევის გაზრდით იმ წერტილზე, რომელიც ცნობილია როგორც კრიტიკული წერტილი (განსაზღვრულია 221 ბარი და 374 °C), წყალს შეუძლია მიაღწიოს სუპერკრიტიკულ მდგომარეობას. სუბკრიტიკულ პირობებში, 100°C და კრიტიკულ ტემპერატურას შორის (374°C) და წნევა 1 ბარსა და კრიტიკულ წნევას (221 ბარი) შორის აორთქლების თავიდან აცილების მიზნით, წყლის პოლარობა მცირდება; ის წყალს უკეთეს გამხსნელად აქცევს სხვადასხვა ორგანული ბიოაქტიური ნაერთების გამოსაყვანად“. (ლი და ჩემატი, 2019)
როდესაც ულტრაბგერითი კომბინირებულია ქვეკრიტიკული წყლის მოპოვებასთან, მოპოვების ეფექტურობა შეიძლება გაუმჯობესდეს ექსტრაქტის მოსავლიანობის გაზრდით და მოპოვების დროის შემცირებით. ოპტიმალური შედეგებისთვის, წნევა დახურულ სერიულ რეაქტორში ან ნაკადის უჯრედის რეაქტორში უნდა აღემატებოდეს წყლის ორთქლის წნევას მინიმუმ ორჯერ. (ამ გვერდის ბოლოს შეგიძლიათ იხილოთ წყლის ორთქლის წნევის ცხრილი.)
ჰუანგი და სხვ. (2010) გამოიკვლია დაბალი სიხშირის, მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერის ექსტრაქციის ეფექტები სუბკრიტიკული წყლის მოპოვებასთან ერთად. ამიტომ ულტრაბგერითი ზონდი შეერთებულია ქვეკრიტიკული წყლის ამოღების მოწყობილობის ქვაბში, რათა ამოიღონ აქროლადი ზეთი Lithospermum erythrorhizon-დან. შედეგებმა აჩვენა, რომ ულტრაბგერითი დახმარებით 20 კჰც-ის გამაძლიერებელი ეფექტი უკეთესი იყო, ვიდრე 36 კჰც და გაიზარდა გამომავალი სიმძლავრით (0-დან 250 ვტ-მდე). ულტრაბგერითი რხევის საშუალებით (250 W, 20 KHz) 160°C ტემპერატურაზე და 5 მპა წნევაზე 25 წუთიანი მოპოვების პროცედურის დროს 1,87%-დან 2,39%-მდე გაიზარდა წყლის სუბკრიტიკული მოპოვების გამოსავალი. ულტრაბგერითი დამუშავებამ შეიძლება გააუმჯობესოს არა მხოლოდ მოპოვების გამოსავალი, არამედ მოპოვების სიჩქარეც, რითაც დაზოგავს დროს.
ულტრაბგერითი დახმარებით ქვეკრიტიკული წყლის მოპოვება შეიძლება განხორციელდეს უფრო დაბალი წნევით (მაგ., 5 ბარგი), ვიდრე ჩვეულებრივი სუბკრიტიკული წყლის მოპოვება (მაგ., 10 მპა), რაც დაზოგავს ენერგიის ხარჯებს და ხდის მოპოვების პროცედურას უფრო უსაფრთხოს.

ულტრაბგერითი ბოტანიკური ექსტრაქციის უპირატესობები

როგორც სამეცნიერო კვლევა, ასევე სამრეწველო განხორციელება აჩვენებს, რომ ულტრაბგერითი ამოღება არის საიმედო და ადვილად გამოსაყენებელი ტექნიკა, რომელიც არ საჭიროებს ტექნიკურ გამოცდილებას ან ინტენსიურ მომზადებას. მოპოვების ძალიან მაღალი ეფექტურობა, მაღალი მოსავლიანობა, დაბალი საოპერაციო ხარჯები, ასევე დაბალი საინვესტიციო ხარჯები (განსაკუთრებით სხვა ტექნიკასთან შედარებით, როგორიცაა CO₂ ექსტრაქტორები) და ენერგიის დაბალი ხარჯები ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი ექსტრაქტორების მთავარი უპირატესობაა.
შემდგომი სარგებელი, რომელიც აქცევს ულტრაბგერითი მოპოვების ტექნოლოგიას სასურველ მეთოდად, არის მაღალი ხარისხის ექსტრაქტები მოპოვების დაბალი ტემპერატურის გამო, საიმედო შედეგების (განმეორებადობა/გამეორებადობა), სრულიად წრფივი მასშტაბურობა წარმოების ნებისმიერ დონეზე, ისევე როგორც დაბალი შენარჩუნება.
„ულტრაბგერითი ზონდის ტიპის ექსტრაქციის გამოყენებასთან დაკავშირებული სხვა უპირატესობებია ექსტრაქტის მარტივი დამუშავება, სწრაფი შესრულება, ნარჩენების გარეშე, მაღალი მოსავლიანობა, ეკოლოგიურად სუფთა, გაუმჯობესებული ხარისხი და ექსტრაქტის დეგრადაციის პრევენცია“.
(შდრ. Chemat and Khan, 2011)

ექსტრაქციის დაყენება ბოტანიკური იზოლაციისთვის: ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი UP400ST, Büchi ვაკუუმ ფილტრი და როტორ-აორთქლებელი ფიტოქიმიკატების ექსტრაქციისთვის.

მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი წყლის მოპოვებისთვის

Hielscher Ultrasonics ექსტრაქტორები კარგად არის დამკვიდრებული ბოტანიკური ექსტრაქციის სფეროში, არ აქვს მნიშვნელობა რა გამხსნელი გამოიყენება. ექსტრაქტის მწარმოებლები – როგორც მცირე, ექსკლუზიური ნიშების ექსტრაქტის მწარმოებლები, ასევე ფართომასშტაბიანი მასობრივი მწარმოებლები – იპოვეთ Hielscher-ის ფართო აღჭურვილობის პორტფოლიოში იდეალური ულტრაბგერითი მოპოვების მოწყობილობა მათი წარმოების მოთხოვნებისთვის. როგორც სერიული, ასევე უწყვეტი შიდა პროცესის პარამეტრები ხელმისაწვდომია და მათი გაგზავნა შესაძლებელია თაროდან. შესაფერისია ნებისმიერ გამხსნელთან მუშაობისთვის, ულტრაბგერითი ექსტრაქცია შეიძლება მოქნილად იქნას გამოყენებული ნებისმიერი მცენარეული მასალის მოპოვებისთვის. წყლის გამხსნელად გამოყენება საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ორგანული სერტიფიცირებული ექსტრაქტები ძვირადღირებული "ორგანული" ეთანოლის გამოყენების გარეშე. (რა თქმა უნდა, მცენარეული მასალა უნდა იყოს ორგანულად მოყვანილი, რათა წარმოიქმნას ორგანული წყლის ექსტრაქტი).

მაღალი ეფექტურობის ექსტრაქცია Hielscher Ultrasonics-ით

Hielscher ულტრაბგერითი ექსტრაქტორები ეფექტურად არღვევენ მცენარეთა უჯრედებს, ზრდის მცენარის ზედაპირის ფართობს გამხსნელის შეღწევისთვის და მასის გადატანას ფიტოქიმიკატების (მეორადი მეტაბოლიტების) გამოთავისუფლებისთვის. შექმნილია მომხმარებლისთვის მეგობრული თვალსაზრისით, Hielscher ექსტრაქტორები სწრაფად ინსტალირებულია და შეიძლება იყოს უსაფრთხო და ინტუიციურად მუშაობა.

უმაღლესი ხარისხის სტანდარტების შესრულება – შექმნილია & წარმოებული გერმანიაში

Hielscher ულტრაბგერითების დახვეწილი აპარატურა და ჭკვიანი პროგრამული უზრუნველყოფა შექმნილია იმისათვის, რომ გარანტირდეს თქვენი ბოტანიკური ნედლეულის საიმედო ულტრაბგერითი მოპოვების შედეგები, რეპროდუქციული შედეგებით და მოსახერხებელი, უსაფრთხო ფუნქციონირებით. გამძლეობა, საიმედოობა, 24/7 მუშაობა სრული დატვირთვის ქვეშ და მარტივი მუშაობა მუშაკის თვალთახედვით არის შემდგომი ხარისხის ფაქტორები, რაც ხელსაყრელ ხდის Hielscher ულტრაბგერითს.
Hielscher Ultrasonics ექსტრაქტორები გამოიყენება მთელ მსოფლიოში მაღალი ხარისხის ფიტოქიმიური ექსტრაქციისთვის. მაღალი ხარისხის ბოტანიკურ ნაერთებს იძლევა Hielscher ულტრაბგერითი ექსტრაქტორები, რომლებიც გამოიყენება არა მხოლოდ სპეციალობისა და ბუტიკის ექსტრაქტების მცირე ხელოსნების მიერ, არამედ ძირითადად ფართოდ კომერციული ექსტრაქტების, კვების დანამატების და თერაპიული საშუალებების სამრეწველო წარმოებაში. მათი ძლიერი ტექნიკისა და ჭკვიანი პროგრამული უზრუნველყოფის გამო, Hielscher ულტრაბგერითი პროცესორები ადვილად მუშაობენ და აკონტროლებენ.

მონაცემთა ავტომატური პროტოკოლირება

სურსათის, საკვები დანამატებისა და სამკურნალო პროდუქტების წარმოების სტანდარტების შესასრულებლად, წარმოების პროცესები უნდა იყოს დეტალური მონიტორინგი და აღრიცხვა. Hielscher Ultrasonics ციფრული ულტრაბგერითი მოწყობილობები აღჭურვილია მონაცემთა ავტომატური პროტოკოლით. ამ ჭკვიანი ფუნქციის წყალობით, პროცესის ყველა მნიშვნელოვანი პარამეტრი, როგორიცაა ულტრაბგერითი ენერგია (მთლიანი და წმინდა ენერგია), ტემპერატურა, წნევა და დრო ავტომატურად ინახება ჩაშენებულ SD ბარათზე, როგორც კი მოწყობილობა ჩართულია. პროცესის მონიტორინგი და მონაცემთა ჩაწერა მნიშვნელოვანია პროცესის უწყვეტი სტანდარტიზაციისა და პროდუქტის ხარისხისთვის. ავტომატურად ჩაწერილი პროცესის მონაცემებზე წვდომით, თქვენ შეგიძლიათ გადახედოთ წინა ხმოვან გაშვებებს და შეაფასოთ შედეგი.
კიდევ ერთი მოსახერხებელი ფუნქცია არის ჩვენი ციფრული ულტრაბგერითი სისტემების ბრაუზერის დისტანციური მართვა. ბრაუზერის დისტანციური მართვის საშუალებით შეგიძლიათ დაიწყოთ, შეაჩეროთ, დაარეგულიროთ და აკონტროლოთ თქვენი ულტრაბგერითი პროცესორი დისტანციურად ნებისმიერი ადგილიდან.
გსურთ გაიგოთ მეტი მცენარეული მასალისგან ულტრაბგერითი წყლის მოპოვების უპირატესობების შესახებ? დაგვიკავშირდით ახლა, რათა განიხილოთ თქვენი ბოტანიკური ექსტრაქტის წარმოების პროცესი! ჩვენი გამოცდილი პერსონალი სიამოვნებით გაგიზიარებთ დამატებით ინფორმაციას ულტრაბგერითი მოპოვების, ჩვენი ულტრაბგერითი სისტემებისა და ფასების შესახებ!

ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:

ტექნიკური ინფორმაცია ულტრაბგერითი წყლის მოპოვების შესახებ

ჩვეულებრივი მოპოვების მეთოდები, როგორიცაა მაცერაცია, ინფუზია, პერკოლაცია, დეკორქცია, რეფლუქსის ექსტრაქცია, ორთქლით დისტილაცია, სუბლიმაცია და დაჭერა, ჩვეულებრივ გამოიყენება მცენარეებიდან სამკურნალო ნაერთების მოპოვებაში. ამ მეთოდების ნაკლოვანებები მოიცავს შრომატევადი პროცესის, ცუდი სისუფთავის და დაბალი ეფექტურობის.

პროცესის პარამეტრები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ულტრაბგერითი ექსტრაქციაზე

ულტრაბგერითი დახმარებით ექსტრაქცია ცნობილია თავისი უნიკალური თვისებებითა და უპირატესობებით, რაც აქცევს სონიკას ექსტრაქციის უმაღლეს ტექნიკას ბოტანიკური ნაერთების ექსტრაქციის ჩვეულებრივ მეთოდებთან შედარებით. ულტრაბგერითი მოპოვების მთავარი უპირატესობა მდგომარეობს ულტრაბგერითი დამუშავების ფაქტორების (როგორიცაა ამპლიტუდა, დრო, ტემპერატურა, წნევა) ზუსტი ადაპტირებაში, რაც საშუალებას იძლევა ულტრაბგერითი პროცესის ოპტიმალურად მორგება სამიზნე ნაერთთან. თითოეულ მცენარეულ მასალას აქვს იდეალური მოპოვების პარამეტრები, რომლის მიხედვითაც მიიღწევა საუკეთესო მოსავლიანობა, ხარისხი და მოპოვების სიჩქარე. ულტრაბგერითი მოპოვების პროცესი საშუალებას იძლევა სრულყოფილად მოერგოს ამ ოპტიმალური მოპოვების პირობებს.

ულტრაბგერითი ამპლიტუდა

ამპლიტუდა არის ულტრაბგერითი ზონდის ვიბრაციული გადაადგილება (სონოტროდი). რაც უფრო მაღალია ამპლიტუდა, მით უფრო ინტენსიურია ვიბრაცია და კავიტაცია ხმოვან სითხეში. Hielscher Ultrasonics სპეციალიზირებულია მაღალი ხარისხის ზონდის ტიპის ულტრაბგერით, რომელსაც შეუძლია ზუსტად რეგულირებადი ამპლიტუდების მიწოდება. პერსონალურად მორგებული ზონდები, რომლებსაც შეუძლიათ 200µm-მდე მიწოდება უწყვეტი 24/7 მუშაობის დროს, ხელმისაწვდომია თაროდან. კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდისთვის, მორგებული ულტრაბგერითი სონოტროდები ასევე შეიძლება ადვილად დამზადდეს.
ამპლიტუდა ერთია – თუ არა ერთ-ერთი – მცენარის ეფექტური მოპოვების მნიშვნელოვანი პარამეტრი. მაღალი ამპლიტუდა ქმნის საჭირო ძალებს უჯრედის კედლების დასანგრევად და უჯრედშიდა მასალის გასათავისუფლებლად. ამდენად, მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ხდება იმდენად ეფექტური ბოტანიკურ ექსტრაქციაში.

ულტრაბგერითი მკურნალობის დრო / ხანგრძლივობა

ულტრაბგერითი დახმარებით ექსტრაქცია ჩვეულებრივ ბევრად უფრო ხანმოკლეა, ვიდრე ტრადიციული მეთოდები, ვინაიდან სონიკა ათავისუფლებს ბოტანიკურ ნაერთებს ექსტრაქციის მნიშვნელოვნად მაღალი სიჩქარით. ულტრაბგერითი დამუშავების საშუალებას იძლევა უფრო მოკლე მოპოვების პროცედურები, რაც ინარჩუნებს მოპოვებულ ნაერთებს ზედმეტი დამუშავებისგან. ულტრაბგერითი გამოკვლევის ხანმოკლე დამუშავება ნიშნავს უფრო მაღალ გამტარუნარიანობას და ექსტრაქტის მაღალ ხარისხს.

პულსირებული ულტრაბგერითი მკურნალობა

ულტრაბგერითი პულსაცია არის მკურნალობის რეჟიმი, სადაც ულტრაბგერითი მკურნალობა წყდება განსაზღვრული პაუზის ციკლებით (მაგ. 50% სამუშაო ციკლი: 30 წმ. ჩართვა, 30 წმ. გამორთვა; 100% სამუშაო ციკლი: უწყვეტი სონიკა პაუზების გარეშე) ულტრაბგერითი სამუშაო ციკლი ( ასევე ცნობილია, როგორც პულსის რეჟიმი ან ულტრაბგერითი პულსაციის ციკლები) ეხება დროის პროცენტს, რომლის დროსაც ულტრაბგერა წყვილდება საშუალოში (პულსის ხანგრძლივობა) ერთი პულსის პერიოდის განმავლობაში. მაგალითად, 50% ციკლის რეჟიმი იქნება 30 წამი. ჩართულია, 30 წმ. გამორთულია. სამუშაო ციკლის პაუზის ციკლის დროს, გაჟღენთილი სითხე განსაზღვრული დროით (მაგ., 30 წმ.) ბრუნდება დაუბრკოლებელ მდგომარეობაში, რაც კარგია სითბოს გაფრქვევისთვის, რათა შეინარჩუნოს დამუშავების სამიზნე ტემპერატურა. ხმოვანი გამომუშავების სამუშაო ციკლი ნაკლებად მნიშვნელოვანი სამუშაო ციკლია მოპოვების ეფექტურობისთვის, მაგრამ გამოიყენება პროცესის გარკვეული ტემპერატურის შესანარჩუნებლად.

Ჰიდროსტატიკური წნევა

წნევა კიდევ ერთი ძალიან მნიშვნელოვანი პარამეტრია ულტრაბგერითი პროცესებისთვის. ჰიდროსტატიკური წნევის გამოყენება გაჟღენთილ გარემოზე გავლენას ახდენს კავიტაციის ინტენსივობაზე. ამაღლებული წნევის პირობებში, ულტრაბგერითი (აკუსტიკური) კავიტაციის ინტენსივობა იზრდება. Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ სხვადასხვა ტიპის ულტრაბგერითი სურათების რეაქტორებს და ნაკადის უჯრედებს, რომელთა ზეწოლა შესაძლებელია გაძლიერებული სონიკაციის შედეგებისთვის.

მოპოვების ტემპერატურა

ნებისმიერი მექანიკური დამუშავების მსგავსად, ულტრაბგერითი დამუშავება იწვევს ტემპერატურის მატებას, რაც შეესაბამება თერმოდინამიკის მე-2 კანონს. მიუხედავად ამისა, ულტრაბგერითი არის არათერმული მკურნალობის ტექნიკა, ვინაიდან ულტრაბგერითი დახმარებით მკურნალობა ეფუძნება წმინდა მექანიკურ ძალებს (ასევე უწოდებენ სონომექანიკურ ძალებს). ულტრაბგერითი მოპოვების დროს ექსტრაქციის ტემპერატურა შეიძლება ეფექტურად კონტროლდებოდეს და შენარჩუნდეს გარკვეული შერჩეული ტემპერატურის დიაპაზონში. ყველა Hielscher ციფრული ულტრაბგერითი პროცესორი აღჭურვილია ჩამრთველი ტემპერატურის სენსორით და ჭკვიანი პროგრამული უზრუნველყოფით, სადაც პროცესისთვის შესაძლებელია ტემპერატურის გარკვეული დიაპაზონის დაყენება. როდესაც ამ ტემპერატურულ დიაპაზონს გადააჭარბებს, ულტრაბგერითი პაუზა ჩერდება მანამ, სანამ ტემპერატურა ისევ არჩეულ დიაპაზონში იქნება და აგრძელებს შემდეგ ავტომატურად გაჟღერების პროცედურას. Hielscher ულტრაბგერითი აპარატების ეს ჭკვიანი ფუნქცია საშუალებას იძლევა ზუსტად კონტროლირებადი ბგერითი პროცესი და იდეალური შედეგი.
ვინაიდან მოპოვების ტემპერატურა შეიძლება განსხვავდებოდეს ნებისმიერი ბოტანიკური ნაერთებისა და მცენარეებისგან, ტემპერატურა მნიშვნელოვანი ფაქტორია, რომელიც არ უნდა იყოს უგულებელყოფილი ულტრაბგერითი პროცესის ოპტიმიზაციის დროს. მაგალითად, აღმოჩნდა, რომ 80°C იდეალურია Sophora flavescens-ის ფლავონოიდების მაქსიმალური მოსავლიანობის მისაღწევად, მაშინ როცა საუკეთესო შედეგები მიღწეული იქნა 50°C ტემპერატურაზე არაბინოქსილანის მოპოვებისთვის ხორბლის ქატოდან.

გამოიყენეთ ნებისმიერი გამხსნელი ულტრაბგერითი ექსტრაქციისთვის

სხვადასხვა ბოტანიკურ ნაერთებს აქვთ განსხვავებული პოლარობა, რაც გავლენას ახდენს მათ ხსნადობაზე სხვადასხვა გამხსნელებში. მაგალითად, საპონინები და პოლისაქარიდები უფრო პოლარულია და, შესაბამისად, წყალში კარგ ხსნადობას ავლენენ, რადგან წყალი ძალიან პოლარულია. მეორეს მხრივ, ფენოლური ნაერთები, როგორიცაა ანთოციანინები და ქლოროგენის მჟავა, საკმაოდ არაპოლარულია და იხსნება, ამიტომ უკეთესია ნაკლებად პოლარული გამხსნელი, როგორიცაა ეთანოლი. ამრიგად, გამხსნელის არჩევა უნდა მოხდეს მიზნობრივი ნაერთების ხსნადობის შესაბამისად, რათა მივიღოთ ექსტრაქციის მაღალი ეფექტურობა. მაგალითად, წყალი კარგი გამხსნელია სოკოდან ისეთი პოლარული ნაერთების, როგორიც არის ფსილოციბინი, ასევე ოლიგოსაქარიდებიდან, გლიკოზიდებიდან და ფლავანოიდებიდან ამოსაღებად; ხოლო ეთანოლ-წყლის ნარევი და ეთანოლის კონცენტრაცია 60% (ვ/ვ) შესაფერისია მაგ., აპიგენინის, ბაიკალინისა და ლუტეოლინის ნაერთების ულტრაბგერითი დახმარებით ექსტრაქციისთვის.
წაიკითხეთ მეტი გამხსნელების, გამხსნელების პოლარობის და ულტრაბგერითი ექსტრაქციის ყველაზე შესაფერისი გამხსნელების შესახებ!

წყალი, როგორც ექსტრაქციის გამხსნელი

წყალი ყველაზე პოლარული გამხსნელია და შესაფერისია პოლარული ნაერთების ფართო სპექტრის მოსაპოვებლად. მისი მთავარი უპირატესობები მოიცავს ნივთიერებების ფართო სპექტრის დაშლის უნარს. გარდა ამისა, ეს არის იაფი, არატოქსიკური, უსაფრთხო და აალებადი. მისი ნაკლოვანებები მოიცავს პოლარული ნაერთების ძლიერ სელექციურობას მისი მაღალი პოლარობის გამო. მაღალი დუღილის წერტილის გამო 100°C, ექსტრაქტის კონცენტრაცია (მაგ. დისტილაციით ან როტორული აორთქლების გზით) მოითხოვს დიდი რაოდენობით ენერგიას. გარდა ამისა, წყალი მიდრეკილია ბაქტერიების და ობის განვითარებისკენ.

ულტრაბგერითი სიხშირე

ულტრაბგერითი სიხშირე დაახლოებით 20 kHz დადგენილია, როგორც ყველაზე ძლიერი და ეფექტური ბოტანიკური მოპოვებისთვის. გავლენას ახდენს ულტრაბგერითი დახმარებით მოპოვების ეფექტურობაზე მცენარეებიდან სამკურნალო ნაერთების მოპოვებაში. ზოგადად, დაბალი ულტრაბგერითი სიხშირე (ანუ დაახლ. 20 კჰც) წარმოქმნის უფრო ინტენსიურ კავიტაციას (სონომექანიკური ეფექტები), რაც იწვევს ექსტრაქციის პროცედურის მაღალ ეფექტურობას.

მცენარეული მასალა

მცენარეული მასალები შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს მათი უჯრედების სტრუქტურითა და სიმყარით. უჯრედის კედლის შემადგენლობის მიხედვით, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს ცელულოზას, ჰემიცელულოზებს, ლიგნინს, პექტიკურ პოლისაქარიდებს, ცილებს, ფენოლურ და არაცელულოზურ ნაერთებს და წყალს, უჯრედის კედლები შეიძლება იყოს მტკიცე ან რბილი. მცენარის სხვადასხვა ტიპები და ნაწილები შეიცავს ამ უჯრედის კედლის კომპონენტების სხვადასხვა ტიპსა და რაოდენობას. ამიტომ თითოეული ტიპის მცენარე მოითხოვს სპეციფიკურ დამუშავების პარამეტრებს მოპოვების ოპტიმალური შედეგებისთვის.
იმის გამო, რომ ინტენსივობის ზუსტად რეგულირება შესაძლებელია, Hielscher ულტრაბგერითი ექსტრაქტორები საიმედოდ შეიძლება დაამტვრიონ რბილი და მყარი უჯრედის კედლები. რბილი უჯრედების კედლებს შეიძლება დასჭირდეს ნაკლებად ინტენსიური ულტრაბგერითი დამუშავება, მაშინ როცა უჯრედის მტკიცე სტრუქტურები სარგებლობენ უფრო ინტენსიური დამუშავებით.
ბოტანიკური მოპოვების ნედლეული შეიძლება იყოს ახალი მოსავალი (სველი) ან გამხმარი. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია შესაფერისია როგორც ახალი/სველი, ასევე ხმელი მცენარეებისთვის. მცენარის მყარი ნაწილაკების ზომა კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ფაქტორია: ზედაპირის მაღალი ფართობი (ანუ მცირე ნაწილაკების ზომა) სასარგებლოა, რადგან ის უზრუნველყოფს დიდ კონტაქტურ არეალს ულტრაბგერითი კავიტაციური ათვლის ძალებისთვის, რაც იწვევს უფრო მაღალ ეფექტურობას. აქედან გამომდინარე, მცენარეული მასალა მაცერირებულია ან დაფქული პატარა ნაჭრებად (დაახ. 3-5 მმ).

რატომ არის ულტრაბგერითი ექსტრაქცია საუკეთესო მეთოდი?

ეფექტურობა

• უფრო მაღალი მოსავლიანობა
• მოპოვების სწრაფი პროცესი – წუთებში
• მაღალი ხარისხის ექსტრაქტები – რბილი, არათერმული ექსტრაქცია
• მწვანე გამხსნელები (წყალი, ეთანოლი, გლიცერინი, მცენარეული ზეთები, NADES და ა.შ.)

Სიმარტივე

• Plug-and-play – დააყენეთ და იმოქმედეთ წუთებში
• მაღალი გამტარუნარიანობა - ექსტრაქტის ფართომასშტაბიანი წარმოებისთვის
• სერიული ან უწყვეტი შიდა ოპერაცია
• მარტივი ინსტალაცია და გაშვება
• პორტატული / მოძრავი – პორტატული ერთეულები ან ბორბლებზე აგებული
• ხაზოვანი მასშტაბირება - პარალელურად დაამატეთ კიდევ ერთი ულტრაბგერითი სისტემა სიმძლავრის გასაზრდელად
• დისტანციური მონიტორინგი და კონტროლი - კომპიუტერის, სმარტფონის ან ტაბლეტის საშუალებით
• არ არის საჭირო პროცესის ზედამხედველობა - დაყენება და გაშვება
• მაღალი წარმადობა - შექმნილია უწყვეტი 24/7 წარმოებისთვის
• გამძლეობა და დაბალი შენარჩუნება
• მაღალი ხარისხი – შექმნილია და აშენებულია გერმანიაში
• სწრაფი დატვირთვა და განმუხტვა ლოტებს შორის
• ადვილად გასაწმენდი

Უსაფრთხოება

• მარტივი და უსაფრთხო გასაშვებად
• გამხსნელების გარეშე ან გამხსნელზე დაფუძნებული ექსტრაქცია (წყალი, ეთანოლი, მცენარეული ზეთები, გლიცერინი და ა.შ.)
• არ არის მაღალი წნევა და ტემპერატურა
• ხელმისაწვდომია ATEX-ის სერტიფიცირებული აფეთქების საწინააღმდეგო სისტემები
• მარტივი კონტროლი (ასევე დისტანციური მართვის საშუალებით)

ლიტერატურა / ლიტერატურა