Stratēģijas lielāka iznākuma iegūšanai augu ekstrakcijā
Lai ar augstu efektivitāti iegūtu augstākās kvalitātes ekstraktus no augiem, proti, īsā ekstrakcijas laikā iegūtu lielu daudzumu augstākās kvalitātes ekstraktu, ir nepieciešama augstas veiktspējas ekstrakcijas metode. Ekstrakcija ar ultraskaņu ir procesa intensifikācijas metode, kas ļauj izmantot plašu izejvielu klāstu un ātri un rentabli iegūt lielu daudzumu izcilas kvalitātes ekstraktu.
Augstākās kvalitātes augu ekstrakti ar jaudas ultraskaņu
Ekstrahējot no auga konkrētu bioaktīvu savienojumu vai bioaktīvu frakciju, ekstrakcijas procesu ietekmē dažādi faktori. Papildus ekstrakcijas tehnoloģijai (piemēram, ekstrakcijai ar ultraskaņu) šķīdinātāja polaritāte, izejviela un tās priekšapstrāde, cietās un šķidrās fāzes attiecība (proti, augu materiāla un šķīdinātāja attiecība), ekstrakcijas laiks un temperatūra ir svarīgi procesa faktori, kas rūpīgi jāizvērtē. Ultraskaņas veicināta ekstrakcija (UAE) ļauj nodrošināt ideālus apstrādes apstākļus, kurus vienlaikus raksturo saudzīgums un augsta efektivitāte. Iespēja brīvi izvēlēties saudzīgus šķīdinātājus vai ekstrakciju ar aukstu ūdeni, zema temperatūra un īss apstrādes laiks padara ekstrakciju ar ultraskaņu par pārāku ekstrakcijas metodi, kas novērš bioaktīvo molekulu termisku vai ķīmisku noārdīšanos. Turklāt UAE spēj atbrīvot visu pieejamo bioaktīvo molekulu daudzumu no augu izejvielas. Tāpēc apstrāde ar ultraskaņu ir visplašāk izmantotā ekstrakcijas tehnoloģija augstas iedarbības ekstraktu ražošanai.
Augu ekstrakcija ar UP400St (400W, 24kHz)
Kas padara ekstrakciju ar ultraskaņu pārāku?
Ultraskaņas veicināta ekstrakcija (UAE) ir ļoti efektīva ekstrakcijas metode, kuras pamatā ir tikai mehāniski spēki. Ultraskaņas jeb akustisko kavitāciju raksturo intensīvi bīdes spēki, kā arī lokāli radušās lielas temperatūras un spiediena starpības. Šie ļoti intensīvie kavitācijas spēki izraisa tā saukto sonoporāciju, proti, jaunu poru veidošanos un esošo poru palielināšanos šūnas membrānā, kā arī augu šūnu struktūru sagraušanu. Ultraskaņas pastiprinātā šķīdinātāja plūsma šūnas iekšienē un ārā no tās veicina ātru un pilnīgu augu vielu atbrīvošanu. Izmantojot tikai mehāniskus spēkus, UAE nepārveido augu molekulas ar ķīmiskām vielām vai intensīvu termisku apstrādi un tādējādi novērš augos esošo bioaktīvo vielu ķīmiskas vai karstuma izraisītas izmaiņas. Rezultātā ekstrakcija ar ultraskaņu nodrošina augstas kvalitātes pilna spektra ekstraktus, kas sniedz pilnīgu kombinēto augu vielu iedarbību, ko dēvē par tā saukto pavadošo vielu efektu.
Ekstrakcija ar ultraskaņu: saudzīga, netermiska, tomēr ļoti efektīva metode liela daudzuma augstākās kvalitātes ekstraktu iegūšanai.
Ekstrakcijas ar ultraskaņu salīdzinājums ar citām metodēm
Ekstrakcija ar ultraskaņu ir plaši izmantota metode bioaktīvu savienojumu, piemēram, antioksidantu, polifenolu, polisaharīdu, olbaltumvielu, lipīdu, kanabinoīdu un citu fitoķīmisko vielu, atbrīvošanai un izolēšanai no augu materiāliem.
Apstrāde ar ultraskaņu ir vēlamā metode, jo tai ir daudz priekšrocību, piemēram, augsts / pilnīgs ekstrakcijas iznākums, ātra, netermiska apstrāde, saderība ar gandrīz jebkuru šķīdinātāju (piemēram, ūdeni, etanolu, metanolu, izopropanolu, augu eļļām, glicerīnu utt.), vienkārša un droša lietošana, nelielas apkopes prasības un daudzas citas priekšrocības.
Tālāk esošajā tabulā ekstrakcija ar ultraskaņu ir salīdzināta ar citām tradicionālām ekstrakcijas metodēm, uzsverot UAE priekšrocības.
Hielscher ultraskaņas ekstraktori izceļas ar efektivitāti, uzticamību un lietošanas ērtumu
| Ekstrakcija ar ultraskaņu | Macerācija | CO2 ekstrakcija | Soksleta metode | Perkolācija | |
|---|---|---|---|---|---|
| Šķīdinātājs | saderīga ar gandrīz jebkuru šķīdinātāju | ūdens, ūdens un neūdens šķīdinātāji | CO2 | ūdens, ūdens un neūdens šķīdinātāji | organiskie šķīdinātāji |
| Temperatūra | netermiska ekstrakcija, precīza temperatūras kontrole |
apkārtējās vides temperatūra | karsējot | apkārtējās vides temperatūra, reizēm izmanto karsēšanu |
virs kritiskās temperatūras 31°C |
| Spiediens | iespējams gan atmosfēras, gan paaugstināts spiediens |
atmosfēras | atmosfēras | atmosfēras | ļoti augsts spiediens (virs kritiskā spiediena 74 bar) |
| Apstrādes laiks | īss | ļoti ilgs | ilgs | ļoti ilgs | mērens |
| Šķīdinātāja daudzums | neliels, augsts cietās augu izejvielas saturs šķīdinātājā, īpaši tad, ja tiek izmantota iekārta ar plūsmas šūnu |
liels | mērens | liels | liels daudzums superkritiskā CO2 |
| Dabīgā ekstrakta polaritāte | atkarīga no šķīdinātāja; nepolāru un polāru savienojumu ekstrahēšanai ieteicama divpakāpju ekstrakcija, izmantojot divus šķīdinātājus |
atkarīga no šķīdinātāja | atkarīga no šķīdinātāja | atkarīga no šķīdinātāja | atkarīga no spiediena (augstākā spiedienā polārāka) |
| Elastība / mērogojamība | periodiskai ekstrakcijai un ekstrakcijai plūsmā, lineāra mērogojamība |
tikai periodiska ekstrakcija, ierobežota mērogojamība |
tikai periodiska ekstrakcija, ierobežota mērogojamība |
tikai periodiska ekstrakcija, ierobežota mērogojamība |
tikai periodiska ekstrakcija, ierobežota lineārā mērogojamība, ļoti dārga |
Kāpēc ultraskaņas ekstrakcija ir tik efektīva?
Jaudīgas ultraskaņas ekstrakciju intensificējošais mehānisms galvenokārt ir saistīts ar akustiskās kavitācijas parādību. Ultraskaņas kavitācija izraisa augu biomasas daļiņu savstarpējas sadursmes, kuru rezultātā daļiņas sadrumstalojas un samazinās to izmērs. Kad kavitācijas burbuļi sabrūk uz cieto augu daļiņu virsmas, erozija un sonoporācija vēl vairāk palielina daļiņu virsmas laukumu. Tādējādi intensificētā masas pārnese veicina tādu molekulu izdalīšanos kā olbaltumvielas, lipīdi, cukuri, vitamīni, antioksidanti, fitoķīmiskās vielas un uztura šķiedrvielas. Ultraskaņas radītie bīdes spēki uzlabo šķīdinātāja iekļūšanu augu izejvielas šūnu matricā un attiecīgi palielina šūnu membrānu caurlaidību. Šie jaudīgās ultraskaņas darbības mehānismi nodrošina ievērojamu procesa intensifikāciju, ko panāk, izmantojot apstrādi ar ultraskaņu augu izejvielu ekstrakcijai.
- augsts iznākums
- augstākās kvalitātes ekstrakti
- ļoti efektīvs, ātrs process
- zemas ekspluatācijas izmaksas
- reproducējami rezultāti
- lineāra mērogojamība
- vienkārša un droša lietošana
- izturība
Saņemiet tehnisko informāciju par Hielscher ultraskaņas ekstraktoriem un to priekšrocībām!
Hielscher Ultrasonics projektē, ražo un izplata augstas veiktspējas ultraskaņas ekstraktorus periodiskai un nepārtrauktai apstrādei jebkurā ražošanas mērogā. Papildus augstākajiem tehniskajiem standartiem, izcilai izturībai un darbībai 24/7/365, kas nodrošina ļoti efektīvu ekspluatāciju, Hielscher ultraskaņas ierīces ir vienkārši un uzticami lietojamas. Augsta efektivitāte, vieda programmatūra, intuitīva izvēlne, automātiska datu reģistrēšana un attālināta vadība pārlūkprogrammā ir tikai dažas no funkcijām, kas atšķir Hielscher ekstraktorus no citām ekstrakcijas iekārtām.
Hielscher ultraskaņas ekstraktoru priekšrocības
Efektivitāte
- Augstāks iznākums
- Ātrs ekstrakcijas process – dažu minūšu laikā
- Augstas kvalitātes ekstrakti – saudzīga, netermiska ekstrakcija
- Videi draudzīgi šķīdinātāji (ūdens, etanols, glicerīns, augu eļļas u. c.)
Vienkāršība
- Pievienojiet un lietojiet – uzstādīšana un apmācība dažu stundu laikā
- Augsta ražība – ekstraktu ražošanai lielā mērogā
- Periodiska darbība vai nepārtraukta darbība plūsmā
- Vienkārša uzstādīšana – atbalsta vairākus spriegumus, un jāpievieno tikai četras šļūtenes
- Pārvietojama
- Lineāra mēroga palielināšana – pievienojiet vēl vienu ultraskaņas sistēmu paralēli, lai palielinātu ražošanas jaudu
- Attālināta uzraudzība un vadība – ar personālo datoru, viedtālruni vai planšetdatoru
- Procesa uzraudzība nav nepieciešama – uzstādiet un iedarbiniet
- Augsta veiktspēja – paredzēta nepārtrauktai ražošanai 24/7
- Izturība un neliela apkopes nepieciešamība
- Augsta kvalitāte – projektēta un izgatavota Vācijā
- Ātra iekraušana un izkraušana starp partijām
- Viegli tīrāma
Drošība
- Vienkārša un droša lietošana
- Ekstrakcija bez šķīdinātāja vai ar šķīdinātāju (ūdeni, etanolu, augu eļļām, glicerīnu u. c.)
- Bez augsta spiediena un augstas temperatūras
- Pieejamas sprādziendrošas sistēmas ar ATEX sertifikāciju
- Viegli vadāma (arī attālināti)
Šķīdinātāji ultraskaņas ekstrakcijai
Izvēlieties ideālo šķīdinātāju savam ekstrakcijas procesam: ūdens, ūdens un spirta maisījums, izopropilspirts, heksāns, etanols, metanols, butāns, augu eļļas, glicerīns,
netoksiski šķīdinātāji, kā arī visi citi standarta šķīdinātāji ir saderīgi ar ultraskaņas ekstrakciju.
Ultraskaņas ekstrakcija ar aukstu ūdeni: Lai gan tehniski ūdens ir šķīdinātājs, tā dēvētais universālais šķīdinātājs, ekstrakciju ar ūdeni parasti uzskata par ekstrakciju bez šķīdinātāja. Ultraskaņas ekstrakcijai bez šķīdinātāja nav nepieciešamas nekādas svešas vielas. Ūdens un augu materiāla suspensiju apstrādā ar ultraskaņu, lai sagrautu augu šūnu sieniņas un bioaktīvās molekulas izdalītos ūdenī (šķīdinātājā). Apstrāde ar ultraskaņu ir tīri mehāniska metode, kas ķīmiski nemaina izejvielu un ekstraktu. Tāpēc ultraskaņas ekstrakcija ir vēlamā metode augstas kvalitātes augu ekstraktu iegūšanai.
Zondes tipa ultraskaņas apstrādes iekārta UIP1000hdT ar maisītāju augu ekstraktu, piemēram, kanabinoīdu (piem., CBD, THC, CBG), ražošanai
Tālāk sniegtā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas ekstraktoru aptuveno apstrādes jaudu (porciju un caurplūdes apstrādē):
| Porcijas tilpums | Plūsmas ātrums | Ieteicamās iekārtas |
|---|---|---|
| 1 līdz 500mL | 10 līdz 200mL/min | UP100H |
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 līdz 20L | 0,2 līdz 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lielāks | iekārtu grupa, ko veido UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Rūpnieciski uzstādīts ultraskaņas ekstraktors UIP4000hdT augu ekstraktu ražošanai.
Hielscher Ultrasonics ražo un piegādā augstas veiktspējas ultraskaņas ekstraktorus laboratorijas, pilotražošanas un rūpnieciskam mērogam.
Literatūra / Atsauces
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk (2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
- V. Lobo, A. Patil,A. Phatak, N. Chandra (2010): Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health. Pharmacognosy Reviews 2010 Jul-Dec; 4(8): 118–126.
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no laboratorijas mēroga līdz rūpnieciskam mērogam.