프로브 형 초음파는 공정을 강화하고 훨씬 더 효율적으로 만들어 기존의 헥산 추출을 향상시킬 수 있습니다. 초음파 추출은 질량 전달을 개선하고 세포를 방해하여 표적 생리 활성 물질을 용매로 방출하여 기존의 방법 단독에 비해 더 높은 추출 수율을 제공합니다. 초음파 보조 추출은 유채 기름과 아마씨 기름을 포함한 오일 추출 수율을 높이는 데 매우 효과적이어서 고품질 지방산 구성과 생리 활성 성분의 함량이 높아집니다.

헥산 추출은 전력 초음파로 개선되었습니다.

초음파 추출은 고체 액체 및 용매 추출 공정을 크게 향상시킬 수 있는 공정 강화 방법입니다.

 

 

기존 헥산 추출의 한계

헥산 추출은 식물, 종자 또는 토양과 같은 다양한 출처에서 유기 화합물, 특히 비극성 물질을 추출하는 데 사용되는 일반적인 기술입니다. 헥산은 지질, 오일 및 기타 비극성 화합물을 용해하고 추출하는 데 매우 효율적인 탄화수소 용매입니다. 헥산은 비극성 화합물(예: 오일)에 대한 가용화 능력, 쉬운 후속 오일 분리 및 좁은 끓는점(63–69°C)으로 인해 오일 추출에 널리 사용됩니다.
그러나 헥산 추출 공정의 효율성은 원료 및 추출에 따라 크게 달라질 수 있습니다 : 추출 수율과 추출 시간은 크게 상관 관계가 있습니다. 이는 높은 추출물 수율을 위해서는 헥산 용매에서 바이오매스의 더 긴 체류 시간이 필요하다는 것을 의미한다. 또 다른 제한 요소는 종종 바이오 매스의 매트릭스에 헥산의 불충분 한 침투이다. 단단한 세포 구조는 대부분 표면에서 헥산으로 젖어 있는 반면, 세포 내부는 헥산과 부분적으로만 접촉합니다. 이러한 불충분한 침투는 지질(즉, 지방산, 지방, 오일)과 같은 표적 물질이 세포 매트릭스 내부에 남아 있기 때문에 불완전한 추출 과정을 초래합니다.

해결책 : 초음파 강화 헥산 추출

초음파 프로브 초음파 처리라고도 하는 프로브 유형 초음파 처리는 고강도 초음파를 사용하여 액체 매체에 음향 캐비테이션 기포를 생성하는 방법입니다. 이 기포는 빠르게 붕괴되어 강렬한 국부적 인 에너지 장을 생성하고 용매 내에서 미세 난류와 높은 전단력을 생성합니다.
이러한 초음파로 생성 된 에너지 밀도가 높은 조건으로 인해 프로브 형 초음파 처리는 여러 가지 방법으로 헥산 추출 공정을 강화하고 개선 할 수 있습니다.

• 향상된 질량 전달: 초음파 처리는 고체 샘플과 용매 사이의 질량 전달을 향상시킵니다. 미세 난류와 캐비테이션 기포의 급격한 붕괴는 강한 전단력과 국부적 인 압력 변화를 생성합니다. 이는 고체 시료 주변의 경계층을 파괴하여 표적 화합물이 용매로 방출되는 것을 촉진하여 추출 효율을 향상시킵니다.
• 가속 추출: 초음파 처리는 용매와 고체 샘플 사이의 접촉 면적을 증가시켜 추출 동역학을 가속화합니다. 캐비테이션 기포는 교반을 제공하고 균질화된 혼합물을 생성하여 용매가 고체 물질의 전체 표면과 밀접하게 접촉하도록 하여 더 빠른 추출 속도를 제공합니다.
• 세포 구조의 파괴 : 식물 기반 추출에서 초음파 처리는 세포벽 및 막과 같은 세포 구조를 방해하여 세포 내 구성 요소의 방출을 촉진 할 수 있습니다. 이를 통해 세포 내에 둘러싸일 수 있는 지질 및 기타 표적 화합물을 보다 효율적으로 추출할 수 있습니다.
• 추출 시간 단축: 증가된 질량 전달과 가속화된 추출 역학을 결합함으로써 프로브형 초음파 처리는 원하는 수율을 얻는 데 필요한 추출 시간을 크게 줄일 수 있습니다. 이는 대량의 시료를 처리하거나 시간에 민감한 응용 분야로 작업할 때 특히 유용할 수 있습니다.

이러한 개선 된 공정 요소로 인해 프로브 형 초음파는 헥산 추출을 크게 향상시킬 수 있습니다. 초음파 헥산 추출은 추출되는 특정 화합물 및 부피에 따라 최적화 될 수 있습니다. 초음파 강도 (진폭), 지속 시간, 온도, 압력 및 추출 설정은 단축 된 추출 기간 내에 최적의 추출물 수율로 조정할 수 있습니다.

 
초음파 보조 헥산 추출의 예

• 해조류 기름
• 식물성 기름 (콩, 아마, 유채, 해바라기, 쌀겨 등)
• 에센셜 오일
• 카요필렌
• 바닐라 꼬투리의 바닐라 올레오레진
• 달걀 노른자에서 추출한 루테인
• 조류에서 아스타잔틴
• 곤충의 탈지

 
 

용매로 헥산을 사용하는 초음파 강화 Soxhlet 추출

초음파 강화 Soxhlet 추출은 추출 공정의 효율성을 향상시키기 위해 전통적인 Soxhlet 추출과 초음파를 결합하는 공정입니다. Soxhlet extractio는 실험실에서 일반적으로 사용되는 절차이며 에센셜 오일 또는 특정 생리 활성 화합물과 같은 더 작은 추출물 부피를 생산하는 데 사용됩니다.
헥산은 종자유, 조류 오일 및 지질 기반 생리 활성 화합물을 포함한 다양한 공급원에서 지질을 추출하는 데 효과적이기 때문에 이 공정에 일반적으로 사용되는 용매입니다. 초음파는 세포 구조를 방해하고 화합물의 질량 전달 및 용매로의 방출을 증가시켜 고체 액체 추출을 촉진합니다. 헥산과 같은 용매는 고체 물질에 더 잘 침투하여 오일(지질, 지방산)을 효율적으로 용해시킬 수 있기 때문입니다. 결과적으로 추출 공정이 가속화되어 원하는 화합물을 추출하는 데 필요한 시간이 단축됩니다. 또한 초음파를 사용하면 필요한 용매의 양을 줄여 보다 환경 친화적인 옵션이 될 수 있습니다.
 

 

초음파 추출은 더 온화하고 무독성 용매를 사용할 수 있습니다.

초음파는 헥산 추출을 향상시킬뿐만 아니라 에탄올, 수성 에탄올, 물 또는 천연 깊은 공융 용매 (DES, NADES)와 같은 온화하고 무독성 용매를 사용할 수 있습니다. 초음파 프로브 형 추출기가 제공하는 매우 효과적인 세포 파괴 및 질량 전달은 더 온화한 용매를 사용하여 우수한 결과를 제공합니다. 따라서 더 온화하고 무독성이며 환경 친화적 인 용매와 함께 초음파 추출은 고품질 식품 등급 추출물, 비용 절감 및 녹색 추출 공정을 가능하게합니다.

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아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.