Ar lieljaudas ultraskaņu uzlabota ekstrakcija ar superkritisku fluīdu
Ultraskaņas ekstrakciju atsevišķi vai kombinācijā ar alternatīvām ekstrakcijas metodēm, piemēram, ekstrakciju ar šķīdinātāju vai superkritiskā CO2 ekstraktoriem, veiksmīgi izmanto, lai no kaņepju auga (rūpnieciskajām kaņepēm un marihuānas) ekstrahētu pilnu kanabinoīdu spektru. Marihuānā galvenais kanabinoīds ir Δ9-tetrahidrokanabinols (Δ9-THC) ar tā labi zināmo psihotropo iedarbību. Citi nozīmīgi kanabinoīdi ar vājāku psihotropo iedarbību vai bez tās ir sastopami gan rūpnieciskajās kaņepēs, gan marihuānā, un tie ietver kanabidiolskābi (CBDA), kanabidiolu (CBD), kanabigerolu (CBG), kanabihromēnu (CBC), kanabinolu (CBN) un kanabiciklolu (CBL), kā arī citus ar C19 saistītus homologus.
Ar ultraskaņu uzlabota superkritiskā CO2 ekstrakcija
Lieljaudas ultraskaņas un superkritiskā fluīda ekstraktoru (SFE) kombinācija ir ļoti efektīva un tīra metode masas pārneses procesu paātrināšanai un uzlabošanai. Masas pārnese starp izejvielu (piemēram, augu materiālu, tostarp lapām, ziediem, pumpuriem utt.) un šķīdinātāju (piemēram, superkritisko CO2) ir ekstrakcijas procesus ierobežojošais faktors. Ierobežotās masas pārneses dēļ ekstrakcijas efektivitāte samazinās. Lai kompensētu nepietiekamo efektivitāti, ir vai nu jāpagarina ekstrakcijas laiks, vai jāsamierinās ar mazāku ekstrakcijas iznākumu.
Apstrāde ar lieljaudas ultraskaņu ir labi pārbaudīta tehnoloģija lēnu reakciju intensificēšanai, uzlabojot masas pārnesi starp divām fāzēm. Ar intensīvām vibrācijām, bīdes spēkiem un maisīšanu izraisošu turbulenci lieljaudas ultraskaņa ievērojami paātrina ekstrakcijas izejvielas saskari ar šķīdinātāju. Tas nodrošina labāku ekstrakcijas iznākumu un īsāku ekstrakcijas laiku. Apstrāde ar ultraskaņu uzlabo jebkura veida superkritiskā fluīda ekstraktora ekstrakcijas efektivitāti:
- palielinot iznākumu
- saīsinot ekstrakcijas laiku
- samazinot nepieciešamo spiedienu
- uzlabojot kopējo ražošanas jaudu
UIP2000hdT ultraskaņas ekstraktoru var pievienot ar atloku superkritiskā CO
Masas pārnesi superkritiskā CO2 ekstrakcijas procesos var viegli uzlabot ar ultraskaņu, superkritiskā fluīda ekstraktorā ievietojot augstas veiktspējas ultraskaņas zondi, piemēram, Cascatrode. Hielscher Ultrasonics zondes (pazīstamas arī kā ultraskaņas ragi jeb sonotrodes) var pievienot, izmantojot standarta atloka blīvējumu, un tās ir saderīgas ar swedge lock savienotājiem. Tas padara uzstādīšanu un ekspluatāciju vienkāršu un drošu. Tāpat kā visas Hielscher ultraskaņas ierīces, kas ir pazīstamas ar savu izturību un nepārtraukti augsto veiktspēju, arī šāda sistēma pēc uzstādīšanas prasa maz apkopes.
Hielscher ultraskaņas ierīces un zondes ir pieejamas
- maza mēroga / laboratorijas superkritiskā fluīda ekstraktoriem
- pusrūpnieciskam mērogam
- rūpnieciskam mērogam
Ultraskaņas ekstraktors, kas integrēts superkritiskā CO2 sistēmā masas pārneses uzlabošanai. Tas palielina ekstrakcijas iznākumu un samazina ekstrakcijas laiku un temperatūru.
attēls un pētījums: Hu et al. 2007
Pētījuma piemērs par ar ultraskaņu uzlabotu superkritiskā CO2 ekstrakciju
Ingvera ekstrakcija: Balachandran et al. (2006) pētīja ar ultraskaņu veicinātas superkritiskā CO2 ekstrakcijas efektivitāti, izmantojot Hielscher ultraskaņas ierīci UIP500hdT. Viņi pētīja ultraskaņas ietekmi uz superkritisko ekstrakciju, izmantojot liofilizētu ingveru. “Ultraskaņas ietekmē ievērojami palielinās no ingvera iegūto aso garšu piešķirošo savienojumu iznākums, ekstrakcijas perioda beigās sasniedzot uzlabojumu līdz pat 30%.” (Balachandran et al. 2006)
Lasiet vairāk par ingvera ekstrakciju ar ultraskaņu!
Ingvera daļiņu FESEM attēli. (A) Eksperimenti bez apstrādes ar ultraskaņu, (B) eksperimenti ar apstrādi ar ultraskaņu, izmantojot UIP500hdT .
Attēls un pētījums: Balachandran et al. 2006
- intensificēt masas pārnesi SFE laikā
- palielināt ekstraktu iznākumu
- paātrināt SFE ekstrakciju
- viegli darboties augsta spiediena apstākļos
- apstrādāt dažādas izejvielas
- tikt iebūvētas esošās SFE sistēmās to modernizācijas ietvaros
- tikt elastīgi uzstādītas
- tikt precīzi vadītas
- tikt attālināti vadītas
- tikt droši ekspluatētas
Lieljaudas ultraskaņas ekstraktori ekstrakcijai ar superkritisku fluīdu
Hielscher ultraskaņas ierīces var viegli integrēt jebkurā standarta superkritiskā CO2 ekstraktorā, lai uzlabotu masas pārnesi un tādējādi palielinātu ekstrakcijas iznākumu.
CascatrodeTM tipa ultraskaņas zondes ir īpaši piemērotas integrēšanai CO2 ekstraktorā, jo Hielscher kaskatrodēm ir liels virsmas laukums, kas rada spēcīgu kavitāciju CO2 ekstrakcijas sistēmu lielajās tvertnēs un tādējādi ļauj viegli apstrādāt lielus tilpumus. Hielscher Ultrasonics izturīgie un uzticamie rūpnieciskie ultraskaņas procesori spēj nodrošināt ļoti lielas amplitūdas. Amplitūdas līdz pat 200µm var viegli uzturēt nepārtrauktā 24/7 darbības režīmā. Vēl lielākām amplitūdām ir pieejamas īpaši pielāgotas ultraskaņas sonotrodes. Uzticama nepārtraukta darbība ar lielām amplitūdām, kā arī Hielscher ultraskaņas ekstraktoru izturība un nelielās apkopes prasības padara tos par ideālu aprīkojumu integrēšanai pētniecības un izstrādes, kā arī komerciālos superkritiskā / subkritiskā CO2 ekstraktoros.
- nepārtraukti augsta veiktspēja
- 24/7/365 darbība
- precīza procesa vadība
- izturība
- nelielas apkopes prasības
- droša un vienkārša ekspluatācija
- attālināta vadība pārlūkprogrammā
Tālāk redzamā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas ierīču aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas tilpums | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400mL/min | UP200St, UP400St |
| 0,1 līdz 8L | 0,2 līdz 2L/min | UIP500hdT |
| 0,1 līdz 20L | 0,2 līdz 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| nav piemērojams | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| nav piemērojams | lielāks | vairāku ierīču kopa: UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Literatūra / atsauces
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry
Volume 13, Issue 6, Sept. 2006. 471-479. - Yanxiang Gao, Bence Nagy, Xuan Liu, Béla Simándi, Qi Wang (2009): Supercritical CO2 extraction of lutein esters from marigold (Tagetes erecta L.) enhanced by ultrasound. The Journal of Supercritical Fluids. Volume 49, Issue 3, 2009. 345-350.
- E. Riera, A. Blanco, J. García, J. Benedito, A. Mulet, J. A. Gallego-Juárez, M. Blasco (2010): High-power ultrasonic system for the enhancement of mass transfer in supercritical CO2 extraction processes. Ultrasonics, 50, 2010, 306-309.
- Ai-jun Hu, Shuna Zhao, Hanhua Liang, Tai-qiu Qiu, Guohua Chen (2007): Ultrasound assisted supercritical fluid extraction of oil and coixenolide from adlay seed. Ultrasonics Sonochemistry Volume 14, Issue 2, Feb. 2007. 219-224.
Augstas veiktspējas ultraskaņa! Hielscher produktu klāsts aptver visu spektru – no kompaktas laboratorijas ultraskaņas ierīces un galda ierīcēm līdz pilna rūpnieciskā mēroga ultraskaņas sistēmām.