Ļoti efektīva ūdens ieguve, izmantojot enerģijas ultraskaņu

Botānisko savienojumu ūdens ekstrakciju (piemēram, aukstā vai karstā ūdens ekstrakcija, ūdens ekstrakcija zem spiediena un subkritiskā ūdens ekstrakcija) var efektīvi uzlabot ar ultrasonication. Ar ultraskaņu atbalstīta ūdens ekstrakcija ne tikai dod augstāku ražu un samazina apstrādes laiku, bet arī samazina enerģijas patēriņu, maigākus ekstrakcijas apstākļus un augstas kvalitātes ekstraktus, salīdzinot ar parastajām ekstrakcijas metodēm. Ultraskaņas ūdens ekstrakcija tiek veiksmīgi izmantota daudzu augu izcelsmes savienojumu ekstrakcijai, ieskaitot alkaloīdus, flavonoīdus, glikozīdus, fenola savienojumus un polisaharīdus.

Bioaktīvo savienojumu ultraskaņas ūdens ekstrakcija

Ultraskaņas nosūcēji, piemēram, UP400St (400W, 24kHz), pastiprina parasto botānisko ekstrakciju uz ūdens bāzes.Ūdens ir visvairāk polārais šķīdinātājs, kas padara to par lielisku šķīdinātāju polārajiem savienojumiem. Tā kā ūdens nav toksisks un videi draudzīgs, tas būtu ideāls šķīdinātājs jebkuram botāniskajam ekstraktam. Tomēr mazāk polārie un nepolārie komponenti ir slikti vai vispār neizšķīst ūdenī. Turklāt bez masveida pārneses veicināšanas ieguves process ūdenī būtu neticami lēns un tādējādi neekonomisks. Augstas intensitātes zemas frekvences ultraskaņa ir ļoti efektīva ekstrakcijas tehnika, kas nodrošina intensīvu sajaukšanos un masas pārnesi. Tāpēc ultraskaņas ekstrakcija ir labi zināms, ka tā sniedz ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar parastajām ekstrakcijas metodēm. Šīs priekšrocības ietver augstāku ražu, ātru apstrādi, ātru partiju apgrozījumu, kā arī nepārtrauktu inline ekstrakciju, zaļo šķīdinātāju izmantošanu, vieglus ekstrakcijas apstākļus, kas saglabā ekstrakta savienojumus, drošību darbībā un vieglu mērogojamību lielām caurlaidspējas iespējām komerciālai ražošanai. (sal. ar Zabot et al., 2021)

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Rūpnieciskā ultraskaņas ekstrakcijas sistēma ar 16kW nepārtrauktai augstas kvalitātes botānisko ekstraktu ražošanai, izmantojot ūdeni kā ekstrakcijas šķīdinātāju.

MultiSonoReactor ar 4x 4kW liela apjoma (masas) botānisko ekstraktu ražošanai, izmantojot ūdeni kā ekstrakcijas šķīdinātāju. MultiSonoReactor var arī pakļaut spiedienam un sildīt sinerģistiskai ekstrakcijas iedarbībai.

Karstā ūdens ekstrakcija uzlabota ar ultrasonication

Parametri, kas nosaka botānikas ekstrakciju ūdens ieguves 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 uzlabot, ja tiek piemērota ultraskaņas maisīšana. Karstajam ūdenim vien ir tikai ierobežota spēja salauzt šūnu struktūras, un augsta temperatūra bieži bojā vai iznīcina siltumu labilus savienojumus, lai ciestu 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 tikai mehāniski spēki, kas salauž šūnu sienas, atbrīvo mērķa savienojumus un uzlabo masas pārnesi starp šūnu interjeru un ūdeni (šķīdinātāju). Tādējādi ultraskaņas ūdens ekstrakcija nodrošina lieliskus ekstrakcijas rezultātus.

Aukstā ūdens ekstrakcija uzlabota ar ultrasonication

Aukstā ūdens ekstrakcija (aukstā ūdens infūzija) ir ievērojami neefektīvāka, jo tiek novērsta karstā ūdens lietošana. Auksts vai istabas temperatūras ūdens ļoti labi neiegūst botāniskos savienojumus, jo aukstais ūdens tiek iemērkts ļoti lēni augu materiālā un masas pārnese ir gandrīz niecīga. Aukstā ūdens ekstrakcijas priekšrocība ir izvairīšanās no jebkādas temperatūras paaugstināšanās, tādējādi novēršot karstumjutīgu savienojumu termisko noārdīšanos. Tomēr ļoti sliktā ekstrakcijas dinamika padara parasto aukstā ūdens ieguvi neiespējamu komerciālai ražošanai. Tāpēc aukstā ūdens infūzija tiek izmantota gandrīz tikai eksperimentālā stadijā, jo ir lēnums un neefektivitāte.
Risinājums: Ieviešot ultrasonication aukstā ūdens ekstrakcijā, aukstā ūdens mērcēšanas lēnumu un neefektivitāti var viegli pārvarēt. Ultrasoniski pastiprinātā 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 ļoti efektīvā procesā, kas īsā ekstrakcijas laikā dod augstu ražu, augstas kvalitātes ekstraktus.

Ultrasonication ir ātra un viegla ekstrakcijas metode, lai ražotu augstas kvalitātes sēņu ekstraktu, izmantojot ūdeni kā šķīdinātāju. Videoklipā ultraskaņas nosūcējs UP400St tiek izmantots ārstnieciskai sēņu ekstrakcijai.

Aukstā ūdens sēņu ekstrakcija, izmantojot UP400St ar 22mm zondi

Hermetizēta ūdens ekstrakcija apvienojumā ar ultrasonication

Ultraskaņas ekstrakciju raksturo mikrosajaukšana, kas ar vibrācijām veicina lielāku šķīdinātāja difūziju daļiņā un no daļiņu iekšpuses uz virsmu, pastiprinot masas pārnesi. Turklāt ultrasonication samazina šūnu materiāla daļiņu izmēru, kas uzlabo ultraskaņas spiediena šķidruma ekstrakcijas efektu. Mazākas aptuveni 0,68 mm daļiņas uzrāda augstāku ražu nekā lielākas daļiņas (aptuveni 1,05 mm), jo augstāks virsmas laukums ļauj ievērojami palielināt masas pārnesi un tādējādi uzlabot ekstrakcijas ražu. (sal. ar Zabot et al., 2021)

Rūpnieciskās zondes tipa ultraskaņas nosūcējs ūdens bāzes botāniskai izolācijai.

Ultrasoniski pastiprināta augu materiāla ūdens ekstrakcija ūdenī: Ultrasonikators UIP1000hdT lielā vārglāzē, kurā ir augu virca. Šeit ūdens tiek izmantots kā šķīdinātājs, bet ultraskaņas ekstrakcija ir saderīga ar jebkura veida šķīdinātāju.

Ultraskaņas ekstrakcijas priekšrocības

  • Izcila raža
  • Liela ātruma ekstrakcija
  • Augstas kvalitātes izvilkumi
  • Viegla, netermiska procedūra
  • zaļajiem šķīdinātājiem
  • Rentablu
  • Viegla un droša ekspluatācija
  • Zems investīciju un darbības izmaksas
  • 24/7 ekspluatācija saskaņā ar lieljaudas
  • Zaļa, videi draudzīga metode

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Efektīva paaugstināta spiediena aukstā ūdens ekstrakcija ar jaudas ultraskaņu

Rūpnieciskā ultraskaņas iekārta fitoķīmiskai ekstrakcijai, izmantojot ūdeni kā šķīdinātāju: Ultraskaņas zonde ar spiediena plūsmas šūnu reaktoru inline ekstrakta ražošanai.Augstā spiedienā tiek veicināta aukstā ūdens iekļūšana augu audos un ūdenī šķīstošās fitoķīmiskās vielas tiek izšķīdinātas, neizraisot termisko sadalīšanos. Augstspiediena aukstā ūdens ekstrakcijas metodi var apvienot ar ultraskaņu, lai uzlabotu polāro un nepolāro botānisko sastāvdaļu izolāciju. Ūdens kā netoksisks, lēts un videi draudzīgs šķīdinātājs ir pievilcīga alternatīva organiskajam šķīdinātājam, jo īpaši, ja runa ir par augu izcelsmes pārtikas, terapeitisko un uztura bagātinātāju ražošanu.
Ultrasoniski pastiprinātai spiedienam aukstā ūdens ekstrakcijai ekstrakcijas tvertnē vai plūsmas šūnā ir integrēta ultraskaņas zonde (sonotrode). Tvertne vai plūsmas šūna parasti tiek pakļauta 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 optimālo spiedienu jūsu ekstrakcijas procesā.

Superkritiskā ūdens ieguve uzlabota ar ultraskaņu

Ultrasoniski uzlabota subkritiskā ūdens ekstrakcija ir vēl viena sinerģiska tehnika, kur jaudas ultraskaņa uzlabo masas pārnesi starp cietu un šķidrumu. Subkritiskā ūdens ieguve (SWE) – saukts arī par hermetizēta karstā ūdens ieguvi vai pārkarsēta ūdens ieguvi – ir retāk izmantota metode botānisko savienojumu ekstrakcijai ar zemāku polaritāti. Subkritiskā ūdens ekstrakcijā ūdeni tā superkritiskā stāvoklī izmanto kā šķīdinātāju.
Kas ir subkritisks ūdens un kāpēc subkritisks ūdens ir labs šķīdinātājs mazāk polāru augu savienojumu ekstrakcijai? "Ūdenim piemīt daudzas termodinamiskās īpašības, ko lielā mērā ietekmē temperatūra un spiediens. Atkarībā no apstākļiem var mainīt tā fizisko stāvokli (cietu, šķidru vai gāzi), termisko uzvedību, blīvumu vai viskozitāti. Paaugstinot temperatūru un spiedienu punktā, kas pazīstams kā kritiskais punkts (definēts 221 bārā un 374 °C temperatūrā), ūdens var sasniegt virskritisko stāvokli. Subkritiskos apstākļos, kas atbilst temperatūrai no 100 °C līdz kritiskajai temperatūrai (374 °C) un spiedienam starp 1 bāru un kritisko spiedienu (221 bārs), lai izvairītos no iztvaikošanas, ūdens polaritāte samazinās; tas padara ūdeni par labāku šķīdinātāju dažādu organisko bioaktīvo savienojumu ekstrakcijai." (Li un Chemat, 2019)
Ja ultrasonics ir apvienots ar subkritisku ūdens ekstrakciju, ekstrakcijas efektivitāti var uzlabot, palielinot ekstrakta ražu un samazinot ekstrakcijas laiku. Lai iegūtu optimālus rezultātus, spiedienam slēgtā spiedienam partijas reaktorā vai plūsmas šūnu reaktorā jāsasniedz vismaz divas reizes augstāks nekā ūdens tvaika spiedienam. (Šīs lapas beigās jūs varat atrast tabulu ar ūdens tvaika spiedienu.)
Huang et al. (2010) pētīja zemas frekvences, lieljaudas ultraskaņas ekstrakcijas efektu kombinācijā ar subkritisko ūdens ekstrakciju. Tāpēc ultraskaņas zonde ir savienota ar subkritiskās ūdens ekstrakcijas ierīces tējkannu, lai iegūtu gaistošo eļļu no Lithospermum erythrorhizon. Rezultāti parādīja, ka ultraskaņas atbalstītais uzlabojuma efekts 20 KHz bija labāks nekā 36 KHz un palielinājās ar izejas jaudu (no 0 līdz 250 W). Subkritiskā ūdens ekstrakcijas ražība 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 subkritisko ūdens ekstrakciju var veikt ar zemāku spiedienu (piemēram, 5barg) nekā parastā subkritiskā ūdens ieguve (piemēram, 10MPa), kas ietaupa enerģijas izmaksas un padara ekstrakcijas procedūru drošāku.

Augstas veiktspējas ultraskaņas nosūcējs fitoķīmiskai izolācijai partijas režīmā.

Ultraskaņas ūdens ekstrakciju phytochemicals no augiem var palaist partijā un nepārtrauktā darbībā. Attēlā redzams 1000 vatu jaudīgais ultrasonikators UIP1000hdT botānikas partijas režīma ekstrakcijas laikā.

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Ultraskaņas botāniskās ekstrakcijas priekšrocības

Gan zinātniskie pētījumi, gan rūpnieciskā īstenošana liecina, ka ekstrakcija ar ultraskaņu ir uzticama un viegli lietojama tehnika, kurai nav nepieciešama tehniska pieredze vai intensīva apmācība. Ļoti augsta ekstrakcijas efektivitāte, augsts ienesīgums, zemas darbības izmaksas, kā arī zemas ieguldījumu izmaksas (jo īpaši salīdzinājumā ar citām metodēm, piemēram, CO2 nosūcēji) un zemas enerģijas izmaksas ir galvenās zondes tipa ultraskaņas nosūcēju priekšrocības.
Papildu priekšrocības, kas ultraskaņas ekstrakcijas tehnoloģiju pārvērš vēlamajā metodē, ir augstas kvalitātes ekstrakti, pateicoties zemām ekstrakcijas temperatūrām, uzticamiem rezultātiem (atkārtojamība / reproducējamība), pilnīgi lineāra mērogojamība jebkurā ražošanas līmenī, kā arī zema uzturēšana.
"Citas priekšrocības, kas saistītas ar ultraskaņas zondes tipa ekstrakcijas izmantošanu, ir viegla ekstrakta apstrāde, ātra izpilde, bez atlikumiem, augsta raža, videi draudzīga, uzlabota kvalitāte un ekstrakta degradācijas novēršana."
(sal. ar Chemat un Khan, 2011)

Ultraskaņas ekstrakcija un fitoķīmisko vielu attīrīšana no augiem: Attēlā redzams zondes tipa ultrasonikators UP400St, Büchi vakuuma filtrs un rotora iztvaicētājs kurkumīna ekstrakcijai.

Ekstrakcijas iestatījumi botāniskai izolācijai: zondes tipa ultrasonikators UP400St, Büchi vakuuma filtrs un rotora iztvaicētājs fitoķīmisko vielu ekstrakcijai.

Augstas veiktspējas ultrasonikatori ūdens ieguvei

Ultraskaņas zondes tipa nosūcējs efektīvai phytochemical un botāniskai atbrīvošanai no augiem.Hielscher Ultrasonics nosūcēji ir labi izveidoti botāniskās ekstrakcijas jomā neatkarīgi no tā, kāds šķīdinātājs tiek izmantots. Ekstraktu ražotāji – gan mazāki, ekskluzīvi nišas ekstraktu ražotāji, gan liela mēroga masu ražotāji – atrast Hielscher plašajā iekārtu portfelī ideālu ultraskaņas ekstrakcijas iekārtu to ražošanas prasībām. Partijas, kā arī nepārtraukti iekļauto procesu iestatījumi ir viegli pieejami, un tos var nosūtīt no plaukta. Piemērots darbam ar jebkuru šķīdinātāju, ultraskaņas ekstrakciju var elastīgi piemērot jebkurai augu materiāla ekstrakcijai. Ūdens izmantošana par šķīdinātājiem ļauj ražot bioloģiski sertificētus ekstraktus, neizmantojot ļoti dārgu "organisko" etanolu. (Protams, augu materiālam jābūt bioloģiski audzētam, lai iegūtu organisku ūdens ekstraktu).

Augstas efektivitātes ekstrakcija ar Hielscher Ultrasonics

Hielscher Ultraskaņas nosūcēji efektīvi traucē augu šūnas, palielina augu materiāla virsmas laukumu šķīdinātāja iekļūšanai un masas pārnesei, lai atbrīvotu fitoķīmiskos līdzekļus (sekundāros metabolītus). Hielscher nosūcēji, kas izstrādāti attiecībā uz lietotājdraudzīgumu, tiek ātri uzstādīti un var būt droši un intuitīvi darbināmi.

Atbilstība augstākajiem kvalitātes standartiem – Paredzēti & Ražots Vācijā

Hielscher ultrasonikatoru izsmalcinātā aparatūra un viedā programmatūra ir paredzēta, lai garantētu uzticamus ultraskaņas ekstrakcijas rezultātus no jūsu botāniskās izejvielas ar reproducējamiem rezultātiem un lietotājam draudzīgu, drošu darbību. Izturība, uzticamība, 24/7 darbība ar pilnu slodzi un vienkārša darbība no darbinieka viedokļa ir papildu kvalitātes faktori, kas padara Hielscher ultrasonikatorus labvēlīgus.
Hielscher Ultrasonics nosūcēji tiek izmantoti visā pasaulē augstas kvalitātes fitoķīmiskajā ekstrakcijā. Pierādīts, ka tie dod augstas kvalitātes botāniskos savienojumus, Hielscher ultraskaņas nosūcējus izmanto ne tikai mazāki specialitātes un dizaina ekstraktu meistari, bet galvenokārt plaši komerciālu pieejamu ekstraktu, uztura bagātinātāju un terapeitisko līdzekļu rūpnieciskajā ražošanā. Pateicoties to spēcīgajai aparatūrai un viedajai programmatūrai, Hielscher ultraskaņas procesorus var viegli darbināt un uzraudzīt.

Automātiskā datu protokolēšana

Hielscher ultraskaņas aparātus var attālināti vadīt, izmantojot pārlūkprogrammas vadību. Ultraskaņas parametrus var precīzi uzraudzīt un pielāgot procesa prasībām.Lai nodrošinātu atbilstību pārtikas, uztura bagātinātāju un terapeitisko produktu ražošanas standartiem, ražošanas procesi ir sīki jāuzrauga un jāreģistrē. Hielscher Ultrasonics digitālās ultraskaņas ierīces piedāvā automātisku datu protocolēšanu. 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 iepriekšējās ultraskaņas apstrādes palaišanas un novērtēt rezultātu.
Vēl viena lietotājam draudzīga funkcija ir mūsu digitālo ultraskaņas sistēmu pārlūkprogrammas tālvadības pults. Izmantojot attālo pārlūkprogrammas vadību, jūs varat sākt, apturēt, pielāgot un uzraudzīt ultraskaņas procesoru attālināti no jebkuras vietas.
Vēlaties uzzināt vairāk par ultraskaņas ūdens ekstrakcijas priekšrocībām no augu materiāliem? Sazinieties ar mums tagad, lai apspriestu savu botānisko ekstraktu ražošanas procesu! Mūsu labi pieredzējušie darbinieki labprāt dalīsies ar vairāk informācijas par ultraskaņas ekstrakciju, mūsu ultraskaņas sistēmām un cenām!

Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu:

partijas apjoms Plūsmas ātrums Ieteicamie ierīces
1 līdz 500mL 10 līdz 200 ml / min UP100H
10 līdz 2000mL 20 līdz 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 līdz 20L 0.2 līdz 4 l / min UIP2000hdT
10 līdz 100 l 2 līdz 10 l / min UIP4000hdT
nav | 10 līdz 100 l / min UIP16000
nav | lielāks klasteris UIP16000

Sazinies ar mums! / Uzdot mums!

Lūgt vairāk informācijas

Lūdzu, izmantojiet zemāk esošo formu, lai pieprasītu papildu informāciju par ultraskaņas procesoriem, lietojumprogrammām un cenu. Mēs labprāt apspriedīsim jūsu procesu ar jums un piedāvāsim jums ultraskaņas sistēmu, kas atbilst jūsu prasībām!









Lūdzu, ņemiet vērā mūsu Privātuma politika.


Ultraskaņas augstas bīdes homogenizatori tiek izmantoti laboratorijā, stendā, izmēģinājuma un rūpnieciskajā apstrādē.

Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus lietojumprogrammu sajaukšanai, dispersijai, emuulģēšanai un ekstrakcijai laboratorijā, pilotā un rūpnieciskajā mērogā.

Tehniskā informācija par ultraskaņas ūdens ieguvi

Ārstniecisko savienojumu ekstrakcijā no augiem parasti izmanto parastās ekstrakcijas metodes, piemēram, macerāciju, infūziju, perkolāciju, novārījumu, atviļņa ekstrakciju, tvaika destilāciju, sublimāciju un presēšanu. Šo metožu trūkumi ir laikietilpīgs process, slikta tīrība un zema efektivitāte.

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 botānisko savienojumu parastajām ekstrakcijas metodēm. Galvenā ultraskaņas ekstrakcijas priekšrocība ir ultraskaņas apstrādes faktoru (piemēram, amplitūdas, laika, temperatūras, spiediena) precīza pielāgošanās spēja, kas ļauj optimāli noregulēt ultraskaņas procesu mērķa savienojumam. Katram stādāmajam materiālam ir ideāli ekstrakcijas parametri, saskaņā ar kuriem tiek sasniegta labākā raža, kvalitāte un ekstrakcijas ātrums. Ultraskaņas ekstrakcijas process ļauj lieliski pielāgot šos optimālos ekstrakcijas apstākļus.

Ultraskaņas amplitūda

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

Ultraskaņas apstrādes laiks / ilgums

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

Pulsējoša ultraskaņas apstrāde

Ultraskaņas pulsācija ir ārstēšanas režīms, kur ultraskaņas apstrāde tiek pārtraukta ar definētiem pauzes cikliem (piemēram, 50% darba cikls: 30 sek. IESLĒGTS, 30 sek. IZSLĒGTS; 100% darba cyle: nepārtraukta ultraskaņas apstrāde bez pauzēm) Ultraskaņas darba cikls (pazīstams arī kā pulsa režīms vai ultraskaņas pulsācijas cikli) attiecas uz laika procentuālo daudzumu, kurā ultraskaņa ir savienota vidē (pulsa ilgums) vienā pulsa periodā. Piemēram, 50% cikla režīms būtu 30 sek. IESLĒGTS, 30 sek. IZSLĒGTS. Darba cikla pauzes ciklā šķīdums ar ultraskaņu noteiktu laiku (piemēram, 30 sek.) atgriežas netraucētā stāvoklī, kas ir labs siltuma izkliedēšanai, 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 skaņas barotnei 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 pakļaut spiedienam, lai palielinātu ultraskaņas apstrādes rezultātus.

Ekstrakcijas temperatūra

Ultraskaņas nosūcējs UP400ST ar temperatūras sensoru.Tāpat kā jebkura mehāniska apstrāde, ultrasonication izraisa temperatūras paaugstināšanos, kas ir saskaņā ar 2. termodinamikas likumu. Tomēr ultrasonication ir netermiska ārstēšanas tehnika, jo ultraskaņas atbalstītās ārstēšanas pamatā ir tīri mehāniski spēki (ko sauc arī par sonomehāniskajiem spēkiem). Ekstrakcijas temperatūru ultraskaņas ekstrakcijas laikā var efektīvi kontrolēt un uzturēt noteiktā izvēlētā temperatūras diapazonā. Visi Hielscher digitālie ultraskaņas procesori ir aprīkoti ar spraudnējamu temperatūras sensoru un gudru programmatūru, kur procesam var iestatīt noteiktu temperatūras diapazonu. Ikreiz, kad šis temperatūras diapazons ir pārsniegts, ultrasonikators atkal ietur pauzi, līdz temperatūra atkal ir izvēlētajā diapazonā, un pēc tam automātiski turpina ultraskaņas apstrādes procedūru. Šī hielscher ultrasonikatoru viedā iezīme ļauj precīzi kontrolēt ultraskaņas apstrādes procesu un ideālus rezultātus.
Tā kā ekstrakcijas temperatūra var būt atšķirīga no botāniskajiem savienojumiem un augiem, temperatūra ir svarīgs faktors, ko nevajadzētu atstāt novārtā ultraskaņas procesa optimizācijas laikā. Piemēram, tika konstatēts, ka 80 °C ir ideāls, lai sasniegtu maksimālo flavonoīdu ražu no Sophora flavescens, bet labākie 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. Fenola savienojumi, piemēram, antocianīni un hlorogēnskābe, no otras puses, 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; lai gan etanola un ūdens maisījums ar etanola un etanola koncentrāciju 60% (v/v) ir piemērots, piemēram, apigenīna, baicīna un luteolīna savienojumu ekstrakcijai ar ultrasoniski palīdzību.
Lasiet vairāk par šķīdinātājiem, šķīdinātāju polaritāti un piemērotākajiem šķīdinātājiem ultraskaņas ekstrakcijai!

Ūdens kā ekstrakcijas šķīdinātājs

Ūdens ir visvairāk polārais 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 neuzliesmojams. Tās trūkumi ietver polāro savienojumu spēcīgo selektivitāti augstās polaritātes dēļ. Ņemot vērā tā augsto viršanas temperatūru 100°C, ekstrakta koncentrācijai (piemēram, destilācijas vai rotora iztvaikošanas ceļā) nepieciešams liels enerģijas daudzums. Turklāt ūdens ir pakļauts baktēriju un pelējuma augšanai.

ultraskaņas frekvence

Ultraskaņas frekvence ap 20kHz ir izveidota kā visspēcīgākā un efektīvākā botāniskā ekstrakcija. ietekmē ultraskaņas ekstrakcijas efektivitāti ārstniecisko savienojumu ekstrakcijā no augiem. Kopumā zemā ultraskaņas frekvence (t.i., aptuveni 20kHz) rada intensīvāku kavitāciju (sonomehānisko iedarbību), kā rezultātā ekstrakcijas procedūra ir augstāka.

Augu materiāls

Augu materiāli var ievērojami atšķirties pēc to šūnu struktūras un stingrības. Atkarībā no šūnu sieniņu sastāva, kas var saturēt celulozi, hemicelulozes, lignīnu, pektiskos polisaharīdus, olbaltumvielas, fenola un necelulozes savienojumus un ūdeni, šūnu sienas var būt vai nu izturīgas, vai mīkstas. Dažādi augu veidi un daļas satur dažādus šo šūnu sieniņu komponentu veidus un daudzumus. Tāpēc katram augu veidam ir nepieciešami īpaši apstrādes parametri, lai nodrošinātu optimālus ekstrakcijas rezultātus.
Tā kā intensitāti var precīzi noregulēt, Hielscher ultraskaņas nosūcēji var droši salauzt mīkstās un cietās šūnu sienas. Mīksto šūnu sienām var būt nepieciešama mazāk intensīva ultrasonication, bet izturīgas šūnu struktūras gūst labumu no intensīvākas ārstēšanas.
Botāniskās ekstrakcijas izejvielas var novākt svaigi novākt (mitru) 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 palielinās efektivitāte. Tāpēc augu materiāls tiek macerēts vai sasmalcināts mazos gabaliņos (aptuveni 3-5 mm).

Kāpēc ir ultraskaņas ekstrakcija labākā metode?

Efektivitāti

  • Lielāks ienesīgums
  • Ātra ekstrakcija – minūšu laikā
  • Augstas kvalitātes izvilkumi – viegla, netermiska ekstrakcija
  • Zaļie šķīdinātāji (ūdens, etanols, glicerīns, augu eļļas, NADES u.c.)

Vienkāršība

  • Spraudnis un atskaņošana – iestatīšana un darbība dažu minūšu laikā
  • Augsta caurlaidspēja – liela mēroga ekstrakta ražošanai
  • Pakešveida vai nepārtraukta iekļautā darbība
  • Vienkārša uzstādīšana un startēšana
  • Portable/pārvietojams-Portable vienības vai būvēts uz riteņiem
  • Lineārā skala-pievienot citu ultraskaņas sistēmu paralēli palielināt jaudu
  • Remote uzraudzība un kontrole-ar PC, smart tālruni vai planšetdatoru
  • Nav nepieciešama procesa pārraudzība — iestatīšana un palaišana
  • Augstas veiktspējas – paredzētas nepārtrauktai 24/7 ražošanai
  • Robustums un zema uzturēšana
  • Augstas kvalitātes – projektētas un uzbūvētas Vācijā
  • Ātra slodze un izlādes starp partijām
  • Viegli tīrāms

Drošības

  • Vienkārša un droša palaišana
  • Ekstrakcija bez šķīdinātāja vai šķīdinātāja bāzes (ūdens, etanols, augu eļļas, Glicerols utt.)
  • Nav augsta spiediena un temperatūras
  • ATEX sertificēta sprādziendroša sistēma pieejama
  • Viegli kontrolēt (arī ar tālvadības pulti)


Literatūra/atsauces

Tabula: Ūdens tvaika spiediens

temperatūra
°C temperatūrā
Tvaika spiediens
mmHg (Torr)
Tvaika spiediens
hektopaskālajā hPa
-80 0,00041 0,00055
-75 0,000915 0,00122
-70 0,00196 0,00261
-65 0,00405 0,0054
-60 0,008101 0,0108
-55 0,0157 0,02093
-50 0,02952 0,03936
-45 0,05402 0,07202
-40 0,09631 0,1284
-39,5 0,1019 0,1359
-39 0,1078 0,1437
-38,5 0,114 0,1520
-38 0-38 0,1607
-37,5 0,1274 0,1699
-37 0,1347 0,1796
-36,5 0,1423 0,1897
-36 0,1503 0,2004
-35,5 0,1587 0,2116
-35 0,1676 0,2235
-34,5 0,1769 0,2359
-34 0,1867 0,2490
-33,5 0,197 0,2627
-33 0,2078 0,2771
-32,5 0,2192 0,2923
-32 0,2311 0,3082
-31,5 0,2437 0,3249
-31 0,2568 0,3424
-30,5 0,2706 0,3608
-30 0,2851 0,3801
-29,5 0,3003 0,4004
-29 0,3162 0,4216
-28,5 0,333 0,4439
-28 0,3505 0,4673
-27,5 0,3688 0,4918
-27 0,3881 0,5174
-26,5 0,4083 0,5443
-26 0,4294 0,5725
-25,5 0,4515 0,6020
-25 0,4747 0,6329
-24,5 0,4989 0,6652
-24 0,5243 0,6991
-23,5 0,5509 0,7345
-23 0,5787 0,7716
-22,5 0,6078 0,8104
-22 0,6383 0,851
-21,5 0,6701 0,8934
-21 0,7034 0,9377
-20,5 0,7381 0,9841
-20 0,77451 1,0326
-19,5 0,81251 1,0833
-19 0,85222 1,1362
-18,5 0,89368 1,1915
-18 0,93698 1,2492
-17,5 0,98222 1,3095
-17 1,0295 1,3725
-16,5 1,0787 1,4382
-16 1,1302 1,5068
-15,5 1,1839 1,5783
-15 1,2399 1,653
-14,5 1,2983 1,7309
-14 1,3593 1,8122
-13,5 1,4228 1,8969
-13 1,489 1,9852
-12,5 1,5581 2,0773
-12 1,6300 2,1732
-11,5 1,705 2,2732
-11 1,7832 2,3774
-10,5 1,8646 2,4859
-10 1,9494 2,5990
-9,5 2,0377 2,7168
-9 2,1297 2,8394
-8,5 2,2254 2,9670
-8 2,325 3,0998
-7,5 2,4287 3,2380
-7 2,5366 3,3819
-6,5 2,6489 3,5316
-6 2,7657 3,6873
-5,5 2,8872 3,8492
-5 3,0134 4,0176
-4,5 3,1448 4,1927
-4 3,2813 4,3747
-3,5 3,4232 4,5639
-3 3,5707 4,7606
-2,5 3,724 4,9649
-2 3,8832 5,1772
-1,5 4,0486 5,3977
-1 4,2204 5,6267
-0,5 4,3987 5,8645
0 4,5840 6,1115
0,01 4,58780 6,11657
1 4,9286 6,5709
2 5,2954 7,0599
3 5,6861 7,5808
4 6,1021 8,1355
5 6,5449 8,7258
6 7,0158 9,3536
7 7,5164 10,021
8 8,0482 10,730
9 8,6130 11,483
10 9,2123 12,282
11 9,8483 13,130
12 10,522 14,028
13 11,237 14,981
14 11,993 15,990
15 12,795 17,058
16 13,642 18,188
17 14,539 19,384
18 15,487 20,647
19 16,489 21,983
20 17,546 23,393
21 18,663 24,882
22 19,841 26,453
23 21,085 28,111
24 22,395 29,858
25 23,776 31,699
26 25,231 33,639
27 26,763 35,681
28 28,376 37,831
29 30,071 40,092
30 31,855 42,470
31 33,730 44,969
32 35,700 47,596
33 37,769 50,354
34 39,942 53,251
35. 42,221 56,290
36 44,613 59,479
37 47,121 62,823
38 49,750 66,328
39 52,506 70,002
40 55,391 73,849
41 58,413 77,878
42 61,577 82,096
43 64,886 86,508
44 68,349 91,124
45 71,968 95,950
46 75,749 100,99
47 79,709 106,27
48 83,834 111,77
49 88,147 117,52
50. 92,648 123,52
51 97,343 129,78
52 102,24 136,31
53 107,35 143,12
54 112,67 150,22
55 118,23 157,62
56 124,01 165,33
57 130,03 173,36
58. 136,29 181,71
59 142,82 190,41
60. 149,61 199,46
61 156,67 208,88
62 164,02 218,67
63 171,65 228,85
64 179,59 239,43
65 187,83 250,42
66 196,39 261,83
67 205,28 273,68
68 214,51 285,99
69 224,09 298,76
70 234,03 312,01
71 244,33 325,75
72 255,02 340,00
73 266,11 354,78
74 277,59 370,09
75 289,49 385,95
76 301,82 402,39
77 314,58 419,41
78 327,80 437,03
79 341,48 455,27
80. 355,63 474,14
81 370,28 493,67
82 385,43 513,87
83 401,10 534,76
84 417,30 556,35
85 434,04 578,67
86 451,33 601,73
87 469,21 625,56
88 487,67 650,17
89 506,73 675,58
90 526,41 701,82
91 546,72 728,90
92 567,68 756,84
93 589,31 785,68
94 611,61 815,41
95 634,61 846,08
96 658,34 877,71
97 682,78 910,30
98 707,98 943,90
99 733,95 978,52
100. 760,00 1013,3
101 787,57 1050,0
102 815,86 1087,7
103 845,12 1126,7
104 875,06 1166,7
105 906,07 1208,0
106 937,92 1250,5
107 970,60 1294,0
108 1004,42 1339,12
109 1038,92 1385,11
110 1074,56 1432,63
111 1111,20 1481,48
112 1148,74 1531,53
113 1187,42 1583,10
114 1227,25 1636,20
115 1267,98 1690,50
120 1489,14 1985,36
125 1740,93 2321,05
130 2026,10 2701,24
135 2347,26 3129,42
140 2710,92 3614,26
145 3116,76 4155,34
150 3570,48 4760,25
175 6694,08 8924,71
200. 11659,16 15544,27
225 19123,12 25495,40
250. 29817,84 39753,85
275 44580,84 59436,23
300 64432,8 85903,3
325 90447,6 120587
350 124001,6 165321,9
360 139893,2 186508,9
365 148519,2 198009,3
366 150320,4 200410,7
367 152129,2 202822,3
368 153960,8 205264,2
369 155815,2 207736,5
370 157692,4 210239,2
371 159584,8 212762,2
372 161507,6 215325,8
373 163468,4 217939,9
373,946 165452,0 220584,5

Augstas veiktspējas ultrasonics! Hielscher produktu klāsts aptver visu spektru no kompaktā laboratorijas ultrasonikatora virs stenda vienībām līdz pilnas rūpniecības ultraskaņas sistēmām.

Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Laboratorija lai rūpnieciskais izmērs.