Efektīvāka ekstrakcija ar heksānu, izmantojot ultraskaņu

Apstrāde ar ultraskaņas zondi var uzlabot tradicionālo ekstrakciju ar heksānu, intensificējot procesu un padarot to ievērojami efektīvāku. Ultraskaņas ekstrakcija uzlabo masas pārnesi un sagrauj šūnas, atbrīvojot mērķa bioaktīvās vielas šķīdinātājā un tādējādi nodrošinot lielāku ekstrakcijas iznākumu nekā tikai tradicionālās metodes. Ekstrakcija ar ultraskaņas palīdzību ir ļoti efektīva eļļas, tostarp rapšu eļļas un linsēklu eļļas, ekstrakcijas iznākuma palielināšanā, nodrošinot augstvērtīgu taukskābju sastāvu un lielāku bioaktīvo komponentu saturu.

Ar lieljaudas ultraskaņu uzlabota ekstrakcija ar heksānu

Ultraskaņas ekstrakcija ir procesa intensifikācijas metode, kas var ievērojami uzlabot cietās fāzes–šķidruma ekstrakcijas un ekstrakcijas ar šķīdinātājiem procesus.

Tradicionālās ekstrakcijas ar heksānu ierobežojumi

Ekstrakcija ar heksānu ir plaši izmantota metode organisko savienojumu, īpaši nepolāru vielu, ekstrahēšanai no dažādiem avotiem, piemēram, augiem, sēklām vai augsnes. Heksāns ir ogļūdeņražu šķīdinātājs, kas ļoti efektīvi šķīdina un ekstrahē lipīdus, eļļas un citus nepolārus savienojumus. Heksānu plaši izmanto eļļas ekstrakcijai, jo tas spēj šķīdināt nepolārus savienojumus (piemēram, eļļas), nodrošina vieglu turpmāko eļļas atdalīšanu un tam ir šaurs viršanas temperatūras diapazons (63–69°C).
Tomēr ekstrakcijas ar heksānu procesu efektivitāte var ievērojami atšķirties atkarībā no izejmateriāla un ekstrakcijas: ekstrakcijas iznākums un ekstrakcijas laiks ir lielā mērā savstarpēji saistīti. Tas nozīmē, ka liela ekstrakta iznākuma iegūšanai nepieciešams ilgāks biomasas uzturēšanās laiks heksāna šķīdinātājā. Vēl viens ierobežojošs faktors bieži ir nepietiekama heksāna iekļūšana biomasas matricā. Stingrās šūnu struktūras galvenokārt tiek samitrinātas ar heksānu tikai virspusē, savukārt šūnu iekšpuse tikai daļēji nonāk saskarē ar heksānu. Šāda nepietiekama iekļūšana izraisa nepilnīgu ekstrakciju, jo mērķa vielas, piemēram, lipīdi (t. i., taukskābes, tauki, eļļas), paliek šūnu matricas iekšienē.

Risinājums: ar ultraskaņu intensificēta ekstrakcija ar heksānu

Apstrāde ar zondi, ko dēvē arī par apstrādi ar ultraskaņas zondi, ir metode, kurā izmanto augstas intensitātes ultraskaņas viļņus, lai šķidrā vidē radītu akustiskās kavitācijas burbuļus. Šie burbuļi strauji sabrūk, radot intensīvus lokālus enerģijas laukus, mikroturbulenci un spēcīgus bīdes spēkus šķīdinātājā.
Pateicoties šiem ar ultraskaņu radītajiem apstākļiem ar augstu enerģijas blīvumu, apstrāde ar zondi var intensificēt un uzlabot ekstrakciju ar heksānu vairākos veidos:

• Uzlabota masas pārnese: Apstrāde ar ultraskaņu uzlabo masas pārnesi starp cieto paraugu un šķīdinātāju. Mikroturbulence un straujā kavitācijas burbuļu sabrukšana rada spēcīgus bīdes spēkus un lokālas spiediena izmaiņas. Tas izjauc robežslāni ap cieto paraugu, veicinot mērķa savienojumu izdalīšanos šķīdinātājā un tādējādi uzlabojot ekstrakcijas efektivitāti.
• Paātrināta ekstrakcija: Apstrāde ar ultraskaņu paātrina ekstrakcijas kinētiku, palielinot saskares laukumu starp šķīdinātāju un cieto paraugu. Kavitācijas burbuļi nodrošina maisīšanu un rada homogenizētu maisījumu, panākot ciešu šķīdinātāja saskari ar visu cietā materiāla virsmu, kas palielina ekstrakcijas ātrumu.
• Šūnu struktūru sagraušana: Ekstrahējot vielas no augu materiāliem, apstrāde ar ultraskaņu var sagraut šūnu struktūras, piemēram, šūnapvalkus un membrānas, atvieglojot intracelulāro komponentu izdalīšanos. Tas ļauj efektīvāk ekstrahēt lipīdus un citus mērķa savienojumus, kas var būt ieslēgti šūnās.
• Saīsināts ekstrakcijas laiks: Apvienojot uzlabotu masas pārnesi un paātrinātu ekstrakcijas kinētiku, apstrāde ar ultraskaņas zondi var ievērojami samazināt ekstrakcijas laiku, kas nepieciešams vēlamā iznākuma iegūšanai. Tas var būt īpaši noderīgi, apstrādājot lielus paraugu tilpumus vai strādājot ar lietojumiem, kuros laiks ir būtisks.

Pateicoties šiem uzlabotajiem procesa faktoriem, apstrāde ar ultraskaņas zondi var ievērojami uzlabot ekstrakciju ar heksānu. Ultraskaņas ekstrakciju ar heksānu var optimizēt atbilstoši konkrētajiem ekstrahējamajiem savienojumiem un apstrādājamajiem tilpumiem. Ultraskaņas intensitāti (amplitūdu), ilgumu, temperatūru, spiedienu un ekstrakcijas iekārtas konfigurāciju var pielāgot, lai īsākā ekstrakcijas laikā iegūtu optimālu ekstrakta iznākumu.

• Aļģu eļļa
• Augu eļļas (sojas, linsēklu, rapšu, saulespuķu, rīsu kliju u. c.)
• Ēteriskās eļļas
• Kariofilēns
• Vaniļas oleosveķi no vaniļas pākstīm
• Luteīns no olu dzeltenuma
• Astaksantīns no aļģēm
• Tauku atdalīšana no kukaiņiem

Ar ultraskaņu intensificēta Soksleta ekstrakcija, izmantojot heksānu kā šķīdinātāju

Ar ultraskaņu intensificēta Soksleta ekstrakcija ir process, kurā tradicionālo Soksleta ekstrakciju apvieno ar ultraskaņas viļņiem, lai uzlabotu ekstrakcijas procesa efektivitāti. Soksleta ekstrakcija ir procedūra, ko plaši izmanto laboratorijās un mazāku ekstraktu tilpumu, piemēram, ēterisko eļļu vai noteiktu bioaktīvu savienojumu, ražošanai.
Heksāns ir šajā procesā plaši izmantots šķīdinātājs, jo tas efektīvi ekstrahē lipīdus no dažādiem avotiem, tostarp sēklu eļļas, aļģu eļļu, kā arī bioaktīvus savienojumus uz lipīdu bāzes. Apstrāde ar ultraskaņu sagrauj šūnu struktūras un veicina cietās fāzes–šķidruma ekstrakciju, uzlabojot masas pārnesi un savienojumu izdalīšanos šķīdinātājā. Tas ļauj tādam šķīdinātājam kā heksāns labāk iekļūt cietajā materiālā un efektīvi izšķīdināt eļļas (lipīdus, taukskābes). Tādējādi ekstrakcijas process tiek paātrināts, samazinot vēlamo savienojumu ekstrahēšanai nepieciešamo laiku. Turklāt ultraskaņas izmantošana var samazināt nepieciešamo šķīdinātāja daudzumu, padarot šo metodi videi draudzīgāku.
 

Ultraskaņas ekstrakcija ļauj izmantot saudzīgākus, netoksiskus šķīdinātājus

Apstrāde ar ultraskaņu ne tikai uzlabo ekstrakciju ar heksānu, bet arī ļauj izmantot saudzīgākus, netoksiskus šķīdinātājus, piemēram, etanolu, etanola ūdens šķīdumu, ūdeni vai dabiskos dziļi eitektiskos šķīdinātājus (DES, NADES). Ļoti efektīvā šūnu sagraušana un masas pārnese, ko nodrošina ultraskaņas zondes tipa ekstraktori, ļauj iegūt izcilus rezultātus, izmantojot saudzīgākus šķīdinātājus. Tādējādi ultraskaņas ekstrakcija apvienojumā ar saudzīgākiem, netoksiskiem, videi draudzīgākiem šķīdinātājiem ļauj iegūt augstas kvalitātes pārtikas kvalitātes prasībām atbilstošus ekstraktus, ietaupīt izmaksas un īstenot videi draudzīgu ekstrakcijas procesu.

Augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādes iekārtas uzlabotai ekstrakcijai ar heksānu

Hielscher Ultrasonics projektē, ražo un piegādā augstas veiktspējas ultraskaņas ekstraktorus, kurus var viegli integrēt esošajās ekstrakcijas ar heksānu iekārtās vai Soksleta ekstraktoros. Papildus piegādei, uzstādīšanai un tehniskās apkopes pakalpojumiem Hielscher konsultē un sniedz norādījumus saviem klientiem priekšizpētes testu, procesa optimizācijas un ražotnes projektēšanas laikā līdz pat ekstrakcijas procesa galīgajai uzstādīšanai un nodošanai ekspluatācijā.
Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtu galvenās priekšrocības ir pilnīga procesa kontrole, lineāra mērogojamība un visu rūpniecisko ultraskaņas procesoru spēja nodrošināt ļoti lielas amplitūdas. Amplitūdas līdz pat 200µm var viegli uzturēt nepārtrauktā darbībā 24/7 režīmā. Lielas amplitūdas ir īpaši svarīgas, ekstrahējot vielas no cietākām šūnu struktūrām, piemēram, sēklām un kodoliem.
Mūsu tehniskie darbinieki un pilnībā aprīkotā procesu laboratorija sniegs jums zināšanas un norādījumus!

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Vācijā radīta kvalitāte

Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtas ir plaši pazīstamas ar visaugstākajiem kvalitātes un projektēšanas standartiem. Izturība un vienkārša lietošana ļauj mūsu ultraskaņas apstrādes iekārtas nevainojami integrēt rūpnieciskajās ražotnēs. Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtas viegli tiek galā ar skarbiem apstākļiem un prasīgu darba vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums, kas īpašu uzmanību pievērš augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādes iekārtām ar vismodernākajām tehnoloģijām un ērtu lietošanu. Protams, Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtas atbilst CE prasībām, kā arī UL, CSA un RoHs prasībām.

Tālāk sniegtā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas apstrādes iekārtu aptuveno apstrādes jaudu: