Ļoti efektīva ūdens ekstrakcija, izmantojot enerģijas ultraskaņu

Botānisko savienojumu ūdens ieguvi (piemēram, aukstā vai karstā ūdens ekstrakcija, spiediena ūdens ekstrakcija un subkritiskā ūdens ekstrakcija) var efektīvi uzlabot ar ultrasonikāciju. Ūdens ekstrakcija ar ultraskaņu ne tikai dod lielāku ražu un samazina apstrādes laiku, bet arī rada zemāku enerģijas patēriņu, maigākus ekstrakcijas apstākļus un augstas kvalitātes ekstraktus, salīdzinot ar tradicionālajām ekstrakcijas metodēm. Ultraskaņas ūdens ekstrakcija tiek veiksmīgi izmantota daudzu augu izcelsmes savienojumu, tostarp alkaloīdu, flavonoīdu, glikozīdu, fenola savienojumu un polisaharīdu, ekstrakcijai.

Bioaktīvo savienojumu ultraskaņas ūdens ekstrakcija

Ūdens ir polārākais šķīdinātājs, kas padara to par lielisku šķīdinātāju polāriem savienojumiem. Tā kā ūdens ir netoksisks un videi draudzīgs, tas būtu ideāls šķīdinātājs jebkuram botāniskajam ekstraktam. Tomēr mazāk polārie un nepolārie komponenti ir slikti vai vispār neizšķīst ūdenī. Turklāt bez jebkādas masas pārneses veicināšanas ieguves process ūdenī būtu neticami lēns un tādējādi neekonomisks. Augstas intensitātes, zemas frekvences ultraskaņa ir ļoti efektīva ekstrakcijas tehnika, kas nodrošina intensīvu sajaukšanu un masas pārnesi. Tāpēc ir labi zināms, ka ultraskaņas ekstrakcija sniedz ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar parastajām ekstrakcijas metodēm. Šīs priekšrocības ietver augstāku ražu, ātru apstrādi, ātru partijas apgrozījumu, kā arī nepārtrauktu inline ekstrakciju, zaļo šķīdinātāju izmantošanu, vieglus ekstrakcijas apstākļus, kas saglabā ekstrakta savienojumus, drošību darbībā un vieglu mērogojamību lielām caurlaidēm komerciālai ražošanai. (sk. Zabot et al., 2021)

Karstā ūdens ekstrakcija uzlabojās ar ultrasonication

Parametri, kas nosaka botānisko vielu ieguvi ūdens ekstrakcijas laikā, ir temperatūra, laiks, spiediens un augu materiāla virsmas laukums. Karstā ūdens ekstraktu var pagatavot salīdzinoši īsā laikā augstās ūdens temperatūras dēļ.
Risinājums: Ražu un ekstrakcijas ātrumu var ievērojami palielināt, ja tiek izmantota ultraskaņas maisīšana. Karstajam ūdenim vien ir tikai ierobežota spēja salauzt šūnu struktūras, un augsta temperatūra bieži bojā vai iznīcina karstumlabos savienojumus, tāpēc cieš ekstrakta kvalitāte. Ja ultraskaņas ekstrakcija tiek apvienota ar karstā ūdens ekstrakciju, temperatūru var krasi samazināt (piemēram, no 100 ° C līdz 50 ° C), kas novērš ekstrahēto botānisko sastāvdaļu termisko degradāciju, palielina kopējo ražu un ietaupa enerģiju. Ultraskaņas kavitācija ir ultraskaņas ekstrakcijas parādības princips. Ultraskaņas (vai akustiskā) kavitācija ir tīri mehāniski spēki, kas izjauc šūnu sienas, atbrīvo mērķa savienojumus un uzlabo masas pārnesi starp šūnu iekšpusi un ūdeni (šķīdinātāju). Tādējādi ultraskaņas ūdens ekstrakcija nodrošina lieliskus ekstrakcijas rezultātus.

Aukstā ūdens ekstrakcija uzlabota ar ultrasonication

Cold water extraction (cold water infusion) is significantly more inefficient, since the use hot water is avoided. Cold or room temperature water doesn’t extract botanical compounds very well, since the cold water is soaked really slowly into the plant material and mass transfer is almost negligible. The advantage of cold water extraction lies in the avoidance of any temperature rise thereby preventing the thermal degradation of heat-sensitive compounds. However, the very poor extraction dynamics make conventional cold water extraction impracticable for commercial production. That’s why cold water infusion is almost exclusively used in experimental stage due to is slowness and inefficiency.
Risinājums: Ieviešot ultrasonikāciju aukstā ūdens ekstrakcijā, aukstā ūdens mērcēšanas lēnumu un neefektivitāti var viegli pārvarēt. Ultrasoniski pastiprināta aukstā ūdens ekstrakcija ļauj uzturēt aukstu ekstrakcijas temperatūru, vienlaikus savienojot intensīvus bīdes spēkus cietā šķidruma vidē. Ultraskaņas ekstrakcijas mehānisma rezultātā tiek atvērtas šūnu sienas un botāniskie savienojumi ātri izdalās ūdenī. Ultraskaņas aukstā ūdens ekstrakcija un infūzija pārvērš auksto mērcēšanu par ļoti efektīvu procesu, kas dod augstu ražu, augstas kvalitātes ekstraktus īsā ekstrakcijas laikā.

Paaugstināta spiediena ūdens ekstrakcija apvienojumā ar ultrasonication

Ultrasonic extraction is characterized by micro-mixing, which through vibrations, promotes greater diffusion of the solvent into the particle and from the particle’s interior to the surface, intensifying the mass transfer. Additionally, ultrasonication reduces the particle size of the cellular material, which leads to improved effects of ultrasonically-assisted pressurized liquid extraction. Smaller particles of approx. 0.68 mm show higher yields than larger particles (approx. 1.05 mm) as a higher surface area allows for significantly increased mass transfer and thereby improved extraction yields. (cf. Zabot et al., 2021)

Efektīva spiediena aukstā ūdens ekstrakcija ar jaudu-ultraskaņu

Augsta spiediena apstākļos tiek atvieglota aukstā ūdens iekļūšana augu audos un ūdenī šķīstošās fitoķīmiskās vielas tiek izšķīdinātas, neizraisot termisku sadalīšanos. Augstspiediena aukstā ūdens ekstrakcijas metodi var savienot ar ultraskaņu, lai uzlabotu polāro un nepolāro botānisko sastāvdaļu izolāciju. Ūdens kā netoksisks, lēts un videi draudzīgs šķīdinātājs ir pievilcīga alternatīva organiskajam šķīdinātājam, it īpaši, ja runa ir par augu izcelsmes pārtikas, terapeitisko līdzekļu un uztura bagātinātāju ražošanu.
Ultrasoniski pastiprinātai spiediena aukstā ūdens ekstrakcijai ekstrakcijas tvertnē vai plūsmas šūnā ir integrēta ultraskaņas zonde (sonotrode). Tvertni vai plūsmas elementu parasti pakļauj spiedienam no 5 līdz 100 barg atkarībā no mērķa ekstrakta savienojumiem. Hielscher Ultrasonics piegādā pat pielāgotus rūpnieciskos ultraskaņas reaktorus un plūsmas šūnu, kas var saspiest līdz 300barg, ļaujot iestatīt optimālu ekstrakcijas procesa spiedienu.
 

Superkritiskā ūdens ieguve, ko uzlabo ultraskaņas apstrāde

Ultrasoniski uzlabota subkritiskā ūdens ekstrakcija ir vēl viena sinerģiska tehnika, kur jaudas ultraskaņa uzlabo masas pārnesi starp cieto un šķidro. Subkritiskā ūdens ieguve (SWE) – pazīstams arī kā karstā ūdens ieguve zem spiediena vai pārkarsēta ūdens ekstrakcija – ir retāk izmantota metode botānisko savienojumu ekstrakcijai ar zemāku polaritāti. Subkritiskā ūdens ekstrakcijā ūdens superkritiskā stāvoklī tiek izmantots kā šķīdinātājs.
What is subcritical water and why is subcritical water a good solvent for extraction of less-polar plant compounds? “Water possesses many thermodynamic properties greatly influenced by temperature and pressure. Depending on conditions, its physical state (solid, liquid, or gas), thermal behavior, density, or viscosity can be modified. By increasing temperature and pressure over a point known as critical point (defined at 221 bar and 374 °C), water can attain the supercritical state. At subcritical conditions, corresponding to temperatures between 100°C and critical temperature (374°C) and pressure between 1 bar and critical pressure (221 bar) in order to avoid vaporization, water polarity decreases; it makes water a better solvent for the extraction of various organic bioactive compounds.” (Li and Chemat, 2019)
Ja ultrasonics tiek apvienots ar subkritisku ūdens ekstrakciju, ekstrakcijas efektivitāti var uzlabot, palielinot ekstrakta ražu un samazinot ekstrakcijas laiku. Lai iegūtu optimālus rezultātus, spiedienam slēgtā spiediena sērijveida reaktorā vai plūsmas šūnu reaktorā jāsasniedz vismaz divreiz augstāks par ūdens tvaika spiedienu. (Šīs lapas beigās varat atrast tabulu ar ūdens tvaika spiedienu.)
(2010) pētīja zemas frekvences, lieljaudas ultraskaņas ekstrakcijas efektus kombinācijā ar subkritisko ūdens ekstrakciju. Tāpēc ultraskaņas zonde ir savienota ar subkritiskās ūdens ekstrakcijas ierīces tējkannu, lai iegūtu gaistošu eļļu no Lithospermum erythrorhizon. Rezultāti parādīja, ka ultraskaņas atbalstītais uzlabošanas efekts 20 KHz bija labāks nekā 36 KHz un palielinājās ar izejas jaudu (no 0 līdz 250 W). Subkritiskā ūdens ekstrakcijas raža palielinājās no 1,87% līdz 2,39%, izmantojot ultraskaņas svārstības (250 W, 20 KHz) 160 ° C temperatūrā un 5 MPa spiedienu 25 minūšu ekstrakcijas procedūras laikā. Ultrasonication varētu uzlabot ne tikai ekstrakcijas ražu, bet arī ekstrakcijas ātrumu, tādējādi ietaupot laiku.
Ultrasoniski atbalstītu subkritisku ūdens ekstrakciju var veikt zemākā spiedienā (piemēram, 5barg) nekā parastā subkritiskā ūdens ekstrakcija (piemēram, 10MPa), kas ietaupa enerģijas izmaksas un padara ekstrakcijas procedūru drošāku.

Ultraskaņas botāniskās ekstrakcijas priekšrocības

Gan zinātniskie pētījumi, gan rūpnieciskā īstenošana pierāda, ka ultraskaņas ekstrakcija ir uzticama un viegli darbināma tehnika, kurai nav nepieciešama tehniska pieredze vai intensīva apmācība. Ļoti augsta ekstrakcijas efektivitāte, augsta raža, zemas ekspluatācijas izmaksas, kā arī zemas ieguldījumu izmaksas (īpaši, salīdzinot ar citām metodēm, piemēram, CO₂ nosūcēji) un zemas enerģijas izmaksas ir zondes tipa ultraskaņas nosūcēju galvenās priekšrocības.
Papildu ieguvumi, kas ultraskaņas ekstrakcijas tehnoloģiju pārvērš par vēlamo metodi, ir augstas kvalitātes ekstrakti zemas ekstrakcijas temperatūras dēļ, uzticami rezultāti (atkārtojamība? reproducējamība), pilnīgi lineāra mērogojamība jebkuram ražošanas līmenim, kā arī zema apkope.
„Other advantages linked with the use of ultrasonic probe-type extraction are easy handling of extract, rapid execution, no residues, high yield, eco-friendly, enhanced quality and prevention of extract degradation.”
(sal. ar Chemat un Khan, 2011)

Ekstrakcijas iestatīšana botāniskajai izolācijai: Zondes tipa ultrasonikators UP400ST, Büchi vakuuma filtrs un rotora ietvaicētājs fitoķīmisko vielu ekstrakcijai.

Augstas veiktspējas ultrasonikatori ūdens ekstrakcijai

Hielscher Ultrasonics nosūcēji ir labi izveidoti botāniskās ekstrakcijas jomā, neatkarīgi no tā, kāds šķīdinātājs tiek izmantots. Ekstrakta ražotāji – gan mazāki, ekskluzīvi nišas ekstrakta ražotāji, gan liela mēroga masu ražotāji – find in Hielscher’ broad equipment portfolio the ideal ultrasonic extraction equipment for their production requirements. Batch as well as continuous inline process setups are readily available and can be shipped off the shelf. Suitable to work with any solvent, ultrasonic extraction can be flexibly applied for any plant material extraction. Using water as solvents allows to produce organic-certified extracts without the use of highly expensive “Bioloģiskās” ethanol. (Of course, the plant material must be organically grown order to produce an organic water extract).

Augstas efektivitātes ekstrakcija ar Hielscher Ultrasonics

Hielscher Ultraskaņas nosūcēji efektīvi traucē augu šūnas, palielina augu materiāla virsmas laukumu šķīdinātāju iekļūšanai un masas pārnešanu fitoķīmisko vielu (sekundāro metabolītu) izdalīšanai. Hielscher nosūcēji, kas izstrādāti, ņemot vērā lietotājdraudzīgumu, ir ātri uzstādīti, un tos var droši un intuitīvi darbināt.

Augstāko kvalitātes standartu ievērošana – Paredzēti & Ražots Vācijā

The sophisticated hardware and smart software of Hielscher ultrasonicators are designed to guarantee reliable ultrasonic extraction results from your botanical raw material with reproducible outcomes and user-friendly, safe operation. Robustness, reliability, 24/7 operation under full load and simple operation from the worker’s view are further quality factors, which make Hielscher ultrasonicators favourable.
Hielscher Ultrasonics nosūcēji tiek izmantoti visā pasaulē augstas kvalitātes fitoķīmiskajā ekstrakcijā. Pierādīts, ka tas dod augstas kvalitātes botāniskos savienojumus, Hielscher ultraskaņas nosūcējus izmanto ne tikai mazāki speciālo un boutique ekstraktu amatnieki, bet galvenokārt plaši komerciālu pieejamo ekstraktu, uztura bagātinātāju un terapeitisko līdzekļu rūpnieciskajā ražošanā. Pateicoties izturīgajai aparatūrai un viedajai programmatūrai, Hielscher ultraskaņas procesorus var viegli darbināt un uzraudzīt.

Automātiska datu protokolēšana

Lai ievērotu pārtikas, uztura bagātinātāju un terapeitisko produktu ražošanas standartus, ražošanas procesi ir sīki jāuzrauga un jāreģistrē. Hielscher Ultrasonics digitālās ultraskaņas ierīces ir automātiskas datu protokolēšanas. Pateicoties šai viedajai funkcijai, visi svarīgie procesa parametri, piemēram, ultraskaņas enerģija (kopējā un neto enerģija), temperatūra, spiediens un laiks tiek automātiski saglabāti iebūvētajā SD kartē, tiklīdz ierīce ir ieslēgta. Procesu uzraudzība un datu reģistrēšana ir svarīga nepārtrauktai procesu standartizācijai un produktu kvalitātei. Piekļūstot automātiski ierakstītajiem procesa datiem, varat pārskatīt iepriekšējos ultraskaņas braucienus un novērtēt rezultātu.
Vēl viena lietotājam draudzīga funkcija ir mūsu digitālo ultraskaņas sistēmu pārlūkprogrammas tālvadības pults. Izmantojot attālo pārlūka vadību, jūs varat sākt, apturēt, pielāgot un uzraudzīt ultraskaņas procesoru attālināti no jebkuras vietas.
Vai vēlaties uzzināt vairāk par ultraskaņas ūdens ekstrakcijas priekšrocībām no augu materiāliem? Sazinieties ar mums tagad, lai apspriestu savu botānisko ekstraktu ražošanas procesu! Mūsu pieredzējušais personāls ar prieku dalīsies ar plašāku informāciju par ultraskaņas ekstrakciju, mūsu ultraskaņas sistēmām un cenām!

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

Tehniskā informācija par ultraskaņas ūdens ekstrakciju

Tradicionālās ekstrakcijas metodes, piemēram, macerācija, infūzija, perkolācija, novārījums, atteces ekstrakcija, tvaika destilācija, sublimācija un presēšana, parasti izmanto zāļu savienojumu ekstrakcijā no augiem. Šo metožu trūkumi ietver laikietilpīgu procesu, sliktu tīrību un zemu efektivitāti.

Procesa parametri, kas ietekmē ultraskaņas ekstrakciju

Ultrasoniski atbalstīta ekstrakcija ir pazīstama ar savām unikālajām īpašībām un priekšrocībām, kas padara ultraskaņu par izcilu ekstrakcijas tehniku, salīdzinot ar parastajām botānisko savienojumu ekstrakcijas metodēm. Ultraskaņas ekstrakcijas galvenā priekšrocība ir precīza ultraskaņas apstrādes faktoru pielāgošanās spēja (piemēram, amplitūda, laiks, temperatūra, spiediens), kas ļauj optimāli noregulēt ultraskaņas procesu mērķa savienojumam. Katram augu materiālam ir ideāli ekstrakcijas parametri, saskaņā ar kuriem tiek sasniegta vislabākā raža, kvalitāte un ekstrakcijas ātrums. Ultraskaņas ekstrakcijas process ļauj perfekti pielāgot šos optimālos ekstrakcijas apstākļus.

Ultraskaņas amplitūda

Amplitūda ir ultraskaņas zondes (sonotrode) vibrācijas pārvietojums. Jo augstāka amplitūda, jo intensīvāka ir vibrācija un kavitācija ultraskaņas šķidrumā. Hielscher Ultrasonics ir spezializēts augstas veiktspējas zondes tipa ultrasonatoros, kas var nodrošināt precīzi regulējamas amplitūdas. Pielāgotas zondes, kas nepārtrauktā 24/7 darbībā var nodrošināt līdz 200 μm, ir viegli pieejamas no plaukta. Vēl augstākām amplitūdām var viegli izgatavot arī pielāgotus ultraskaņas sonotrodes.
Amplitūda ir viena – ja ne vienīgais visvairāk – svarīgs parametrs efektīvai augu ekstrakcijai. Augstas amplitūdas rada nepieciešamos spēkus, lai izjauktu šūnu sienas un atbrīvotu intracelulāro materiālu. Tādējādi augstas veiktspējas ultrasonication kļūst tik efektīvs botāniskajā ekstrakcijā.

Ultraskaņas apstrādes laiks? ilgums

Ultraskaņas ekstrakcija parasti ir daudz īsāka nekā tradicionālās metodes, jo ultraskaņas apstrāde atbrīvo botāniskos savienojumus ar ievērojami augstāku ekstrakcijas ātrumu. Ultrasonication ļauj veikt īsākas ekstrakcijas procedūras, kas saglabā ekstrahētos savienojumus pret pārmērīgu apstrādi. Īsāka apstrāde ultraskaņas dēļ nozīmē lielāku caurlaidspēju un augstāku ekstrakta kvalitāti.

Impulsu ultraskaņas apstrāde

Ultraskaņas pulsācija ir ārstēšanas režīms, kurā ultraskaņas apstrāde tiek pārtraukta ar noteiktiem pauzes cikliem (piemēram, 50% darba cikls: 30 sek. ON, 30 sek. OFF; 100% duty cyle: nepārtraukta ultraskaņas apstrāde bez pauzēm) Ultraskaņas darba cikls (pazīstams arī kā impulsa režīms vai ultraskaņas pulsācijas cikli) attiecas uz laika procentuālo daļu, kurā ultraskaņa ir savienota vidē (impulsa ilgums) viena impulsa perioda laikā. Piemēram, 50% cikla režīms būtu 30 sek. ON, 30 sek. Darba cikla pauzes cikla laikā ultraskaņas šķidrums uz noteiktu laiku (piemēram, 30 sek.) nonāk atpakaļ netraucētā stāvoklī, kas ir labs siltuma izkliedei, lai uzturētu mērķa apstrādes temperatūru. Ultraskaņas apstrādes darba cikls ir mazāk svarīgs ekstrakcijas efektivitātes darba cikls, bet to izmanto, lai uzturētu noteiktu procesa temperatūru.

Hidrostatiskais spiediens

Spiediens ir vēl viens ļoti svarīgs parametrs ultraskaņas procesiem. Hidrostatiskā spiediena piemērošana ultraskaņas videi ietekmē kavitācijas intensitāti. Paaugstināta spiediena apstākļos ultraskaņas (akustiskās) kavitācijas intensitāte tiek palielināta. Hielscher Ultrasonics piedāvā dažāda veida ultraskaņas partijas reaktorus un plūsmas šūnas, kuras var saspiest, lai pastiprinātu ultraskaņas rezultātus.

Ekstrakcijas temperatūra

Tāpat kā jebkura mehāniska apstrāde, ultrasonication izraisa temperatūras paaugstināšanos, kas ir saskaņā ar 2. termodinamikas likumu. Neskatoties uz to, ultrasonication ir ne-termiskās apstrādes tehnika, jo ultraskaņas ārstēšana balstās uz tīri mehāniskiem spēkiem (ko sauc arī par sonomehāniskajiem spēkiem). Ekstrakcijas temperatūru ultraskaņas ekstrakcijas laikā var efektīvi kontrolēt un uzturēt noteiktā izvēlētajā temperatūras diapazonā. Visi Hielscher digitālie ultraskaņas procesori ir aprīkoti ar pievienojamu temperatūras sensoru un viedu programmatūru, kur procesam var iestatīt noteiktu temperatūras diapazonu. Ikreiz, kad šis temperatūras diapazons tiek pārsniegts, ultrasonikators pauzē, līdz temperatūra atkal ir izvēlētajā diapazonā, un pēc tam automātiski turpina ultraskaņas procedūru. Šī Gudrā Hielscher ultrasonikatoru iezīme ļauj precīzi kontrolēt ultraskaņas procesu un ideālus rezultātus.
Tā kā ekstrakcijas temperatūra var būt atšķirīga no botāniskajiem savienojumiem un augiem, temperatūra ir svarīgs faktors, ko ultraskaņas procesa optimizācijas laikā nevajadzētu atstāt novārtā. Piemēram, tika konstatēts, ka 80 °C ir ideāls, lai sasniegtu maksimālo flavonoīdu daudzumu no Sophora flavescens, bet vislabākie rezultāti tika iegūti 50 °C temperatūrā arabinoksilāna ekstrakcijai no kviešu klijām.

Izmantojiet jebkuru šķīdinātāju ultraskaņas ekstrakcijai

Dažādiem botāniskajiem savienojumiem ir dažādas polaritātes, kas ietekmē to šķīdību dažādos šķīdinātājos. Piemēram, saponīni un polisaharīdi ir polārāki un tāpēc uzrāda labu šķīdību ūdenī, jo ūdens ir ļoti polārs. No otras puses, fenola savienojumi, piemēram, antocianīni un hlorogēnskābe, ir diezgan nepolāri un tāpēc labāk izšķīdina mazāk polāru šķīdinātāju, piemēram, etanolu. Tādējādi šķīdinātāja izvēle jāveic saskaņā ar mērķa savienojumu šķīdību, lai iegūtu augstu ekstrakcijas efektivitāti. Piemēram, ūdens ir labs šķīdinātājs polāro savienojumu, piemēram, psilocibīna, ekstrakcijai no sēnēm, kā arī oligosaharīdiem, glikozīdiem un flavanoīdiem; Kamēr etanola-ūdens maisījums ar etanola koncentrāciju 60% (V? V) ir piemērots ultrasoniski atbalstītai ekstrakcijai, piemēram, apigenīna, baicalīna un luteolīna savienojumiem.
Lasiet vairāk par šķīdinātājiem, šķīdinātāju polaritāti un vispiemērotākajiem šķīdinātājiem ultraskaņas ekstrakcijai!

Ūdens kā ekstrakcijas šķīdinātājs

Ūdens ir polārākais šķīdinātājs un ir piemērots plaša spektra polāro savienojumu ekstrakcijai. Tās galvenās priekšrocības ir spēja izšķīdināt plašu vielu klāstu. Turklāt tas ir lēts, netoksisks, drošs un neuzliesmojošs. Tās trūkumi ietver polāro savienojumu spēcīgo selektivitāti augstās polaritātes dēļ. Tā kā ekstrakta augstā viršanas temperatūra ir 100°C, tā koncentrācijai (piemēram, destilējot vai rotoram iztvaicējot) ir vajadzīgs liels enerģijas daudzums. Turklāt ūdens ir pakļauts baktēriju un pelējuma augšanai.

Ultraskaņas frekvence

Ultraskaņas frekvence ap 20kHz ir noteikta kā visspēcīgākā un efektīvākā botāniskajai ekstrakcijai. ietekmē ultraskaņas ekstrakcijas efektivitāti medicīnisko savienojumu ekstrakcijā no augiem. Kopumā zemā ultraskaņas frekvence (t.i., aptuveni 20kHz) rada intensīvāku kavitāciju (sonomehānisko iedarbību), kas rada lielāku ekstrakcijas procedūras efektivitāti.

Augu materiāls

Plant materials can vary heavily in structure and rigidity of their cells. Depending on the cell wall composition, which may contain cellulose, hemicelluloses, lignin, pectic polysaccharides, proteins, phenolic and non-cellulosic compounds, and water, cell walls can be either sturdy or soft. Different plant types and parts contain different types and amounts of these cell wall components. That’s why each type of plant requires specific processing parameters for optimum extraction outcomes.
Tā kā intensitāti var precīzi noregulēt, Hielscher ultraskaņas nosūcējus var droši salauzt mīkstas un cietas šūnu sienas. Mīksto šūnu sienām var būt nepieciešama mazāk intensīva ultrasonikācija, savukārt izturīgas šūnu struktūras gūst labumu no intensīvākas ārstēšanas.
Botāniskas ekstrakcijas izejvielas var svaigi novākt (mitras) vai žāvēt. Ultraskaņas ekstrakcija ir piemērota gan svaigiem? mitriem, gan žāvētiem augiem. Augu cietvielu daļiņu izmērs ir vēl viens svarīgs faktors: Augsts virsmas laukums (t.i., mazs daļiņu izmērs) ir izdevīgs, jo tas nodrošina lielu kontakta laukumu ultraskaņas kavitācijas bīdes spēkiem, kā rezultātā tiek panākta augstāka efektivitāte. Tāpēc augu materiāls tiek macerēts vai sasmalcināts mazos gabaliņos (aptuveni 3-5 mm).

Kāpēc ultraskaņas ekstrakcija ir labākā metode?

Efektivitāte

• augstākas ražas
• Ātrs ekstrakcijas process – dažu minūšu laikā
• Augstas kvalitātes ekstrakti – viegla, netermiska ekstrakcija
• Zaļie šķīdinātāji (ūdens, etanols, glicerīns, augu eļļas, NADES u.c.)

Vienkāršība

• Plug-and-play – iestatīšana un darbināšana dažu minūšu laikā
• Augsta caurlaidspēja - liela mēroga ekstrakta ražošanai
• Periodiska vai nepārtraukta inline darbība
• Vienkārša uzstādīšana un palaišana
• Portatīvi? pārvietojami - pārnēsājamas ierīces vai iebūvēti uz riteņiem
• Lineārā skala uz augšu – paralēli pievienojiet vēl vienu ultraskaņas sistēmu, lai palielinātu jaudu
• Attālināta uzraudzība un vadība – izmantojot datoru, viedtālruni vai planšetdatoru
• Nav nepieciešama procesa uzraudzība – iestatīšana un palaišana
• Augstas veiktspējas - paredzēts nepārtrauktai 24/7 ražošanai
• Robustums un zema apkope
• augsta kvalitāte – projektēts un būvēts Vācijā
• Ātra iekraušana un izlāde starp partijām
• Viegli tīrāms

Drošums

• Vienkārši un droši skriet
• Ekstrakcija uz šķīdinātāja vai šķīdinātāja bāzes (ūdens, etanols, augu eļļas, glicerīns utt.)
• Nav augsta spiediena un temperatūras
• Pieejamas ATEX sertificētas sprādziendrošas sistēmas
• Viegli vadāms (arī ar tālvadības pulti)

Literatūra? Atsauces