Zeer efficiënte wateronttrekking met behulp van Power-Ultrasound

Waterextractie van botanische verbindingen (bv. extractie met koud of warm water, extractie met water onder druk en subkritische waterextractie) kan efficiënt worden verbeterd door ultrasoonbehandeling. Ultrasone waterextractie levert niet alleen een hogere opbrengst op en verkort de verwerkingstijd, maar leidt ook tot een lager energieverbruik, mildere extractieomstandigheden en extracten van hoge kwaliteit in vergelijking met conventionele extractietechnieken. Ultrasone waterextractie wordt met succes gebruikt voor de extractie van talrijke van planten afgeleide verbindingen, waaronder alkaloïden, flavonoïden, glycosiden, fenolverbindingen en polysacchariden.

Ultrasone waterextractie van bioactieve stoffen

Ultrasone extractoren zoals de UP400St (400W, 24kHz) intensiveren de conventionele botanische extractie op basis van water.Water is het meest polaire oplosmiddel, waardoor het een uitstekend oplosmiddel is voor polaire verbindingen. Vanwege zijn niet-toxische en milieuvriendelijke aard zou water het ideale oplosmiddel zijn voor elk botanisch extract. Minder-polaire en apolaire componenten lossen echter slecht of helemaal niet op in water. Bovendien zou het extractieproces in water, zonder enige bevordering van de massaoverdracht, ongelooflijk traag en daardoor oneconomisch zijn. Ultrasoon geluid met hoge intensiteit en lage frequentie is een zeer efficiënte extractietechniek, die zorgt voor intense menging en massaoverdracht. Het is dan ook algemeen bekend dat ultrasone extractie aanzienlijke voordelen biedt ten opzichte van conventionele extractiemethoden. Deze voordelen omvatten een hogere opbrengst, snelle verwerking, snelle batchvervanging alsmede continue inline-extractie, het gebruik van groene oplosmiddelen, milde extractievoorwaarden waardoor de geëxtraheerde verbindingen behouden blijven, veilige werking, en gemakkelijke schaalbaarheid tot grote verwerkingshoeveelheden voor commerciële productie. (cf. Zabot et al., 2021)

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Industrieel ultrasoon extractiesysteem met 16 kW voor continue inline productie van botanische extracten van hoge kwaliteit, waarbij water als extractiemiddel wordt gebruikt.

MultiSonoReactor met 4x 4kW voor grootschalige (massa) productie van botanische extracten met water als extractiemiddel. De MultiSonoReactor kan ook onder druk worden gezet en worden verwarmd voor synergetische extractie-effecten.

Warmwaterextractie verbeterd door ultrasoonbehandeling

De parameters die bepalend zijn voor de extractie van botanische middelen bij waterextractie zijn temperatuur, tijd, druk en oppervlak van het plantaardige materiaal. Door de hoge temperatuur van het water kan een heetwaterextract in een relatief korte tijd worden bereid.
De oplossing: De opbrengst en de extractiegraad kunnen aanzienlijk worden verbeterd wanneer ultrasoon roeren wordt toegepast. Warm water alleen is slechts in beperkte mate in staat celstructuren te breken en hoge temperaturen beschadigen of vernietigen vaak hitte-labiele verbindingen, zodat de extractkwaliteit eronder lijdt. Wanneer ultrasone extractie wordt gecombineerd met extractie met heet water, kan de temperatuur drastisch worden verlaagd (bv. van 100°C tot 50°C), waardoor thermische degradatie van de geëxtraheerde botanische ingrediënten wordt voorkomen, de totale opbrengst wordt verhoogd en energie wordt bespaard. Ultrasone cavitatie is het principe achter het fenomeen ultrasone extractie. Ultrasone (of akoestische) cavitatie zijn zuiver mechanische krachten, die celwanden breken, de doelbestanddelen vrijmaken en de massaoverdracht tussen de celinhoud en het water (oplosmiddel) verbeteren. Ultrasone waterextractie levert dus uitstekende extractieresultaten op.

Koudwaterextractie verbeterd door ultrasoonbehandeling

Koudwaterextractie (infusie met koud water) is aanzienlijk inefficiënter, omdat het gebruik van warm water wordt vermeden. Met koud water of water op kamertemperatuur kunnen botanische verbindingen niet goed worden geëxtraheerd, omdat het koude water zeer langzaam in het plantmateriaal doordringt en de massaoverdracht bijna te verwaarlozen is. Het voordeel van extractie met koud water is dat er geen temperatuurstijging optreedt, waardoor thermische afbraak van warmtegevoelige verbindingen wordt voorkomen. De zeer slechte extractiedynamiek maakt conventionele extractie met koud water echter onpraktisch voor commerciële productie. Daarom wordt koudwaterextractie bijna uitsluitend gebruikt in experimentele fasen, omdat het zo traag en inefficiënt is.
De oplossing: Met de introductie van ultrasoon in koudwaterextractie kan de traagheid en inefficiëntie van koudwaterextractie gemakkelijk worden overwonnen. Door de ultrasone intensivering van de koudwaterextractie kan de extractietemperatuur koud worden gehouden, terwijl intense afschuifkrachten in het vast-vloeibaar medium worden gekoppeld. Als gevolg van het ultrasone extractiemechanisme worden celwanden geopend en komen de botanische verbindingen snel vrij in het water. Ultrasone koudwaterextractie en infusie maken van het koud inweken een uiterst doeltreffend proces dat binnen een korte extractietijd een hoge opbrengst en een hoge kwaliteit van de extracten oplevert.

Ultrasone extractie is een snelle en milde extractiemethode om paddenstoelenextract van hoge kwaliteit te produceren met water als oplosmiddel. In de video wordt de ultrasone extractor UP400St gebruikt voor de extractie van medicinale paddenstoelen.

Extractie van paddenstoelen in koud water met UP400St met 22mm sonde

Extractie met water onder druk, gecombineerd met ultrasoonbehandeling

Ultrasone extractie wordt gekenmerkt door micromenging, waardoor door trillingen een grotere diffusie van het oplosmiddel in het deeltje en van de binnenkant van het deeltje naar de oppervlakte wordt bevorderd, waardoor de massaoverdracht wordt geïntensiveerd. Bovendien verkleint ultrasoonbehandeling de deeltjesgrootte van het celmateriaal, wat leidt tot betere effecten van ultrasoon ondersteunde vloeistofextractie onder druk. Kleinere deeltjes van ca. 0,68 mm vertonen hogere opbrengsten dan grotere deeltjes (ca. 1,05 mm), aangezien een groter oppervlak een aanzienlijk grotere massaoverdracht en daardoor een beter extractie-rendement mogelijk maakt. (cf. Zabot et al., 2021)

Industriële sonde-type ultrasone extractor voor watergebaseerde botanische isolatie.

Ultrasonisch geïntensiveerde waterextractie van plantaardig materiaal in water: ultrasoonapparaat UIP1000hdT in een groot bekerglas met een plantenslurry. Hier wordt water als oplosmiddel gebruikt, maar ultrasone extractie is compatibel met elk soort oplosmiddel.

Voordelen Ultrasoon Extractie

  • Superieure opbrengst
  • Snelle afzuiging
  • Hoge kwaliteit extracten
  • Milde, niet-thermische procedure
  • groene solventen
  • kostenefficient
  • Gemakkelijke en veilige bediening
  • Lage investerings- en operationele kosten
  • 24/7 werking onder zware omstandigheden
  • Groene, milieuvriendelijke methode

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Efficiënte Koud Water Extractie onder druk met ultrasoon geluid

Industriële ultrasone apparatuur voor fytochemische extractie met water als oplosmiddel: Ultrasone sonde met drukregelbare flowcelreactor voor inline-extractproductie.Onder hoge druk wordt het doordringen van koud water in plantenweefsels vergemakkelijkt en worden in water oplosbare fytochemicaliën opgelost zonder dat thermische ontleding plaatsvindt. De hoge-druk koudwaterextractiemethode kan worden gekoppeld aan ultrageluid voor een verbeterde isolatie van polaire en apolaire botanische ingrediënten. Water als niet-toxisch, goedkoop en milieuvriendelijk oplosmiddel is een aantrekkelijk alternatief voor organische oplosmiddelen, vooral wanneer het gaat om de productie van van planten afgeleide voedingsmiddelen, therapeutica en voedingssupplementen.
Voor een ultrasonisch geïntensiveerde koudwaterextractie onder druk wordt een ultrasone sonde (sonotrode) in de extractietank of de flowcel ingebouwd. De tank of flowcel wordt normaal gesproken onder druk gezet met een druk tussen 5 en 100 barg, afhankelijk van de beoogde extractbestanddelen. Hielscher Ultrasonics levert zelfs op maat gemaakte industriële ultrasoonreactoren en flowcellen, die een druk tot 300 barg kunnen hebben, zodat u de optimale druk voor uw extractieproces kunt instellen.

Superkritische waterextractie verbeterd door sonificatie

Een ultrasoon versterkte subkritische waterextractie is een andere synergetische techniek, waarbij ultrageluid de massaoverdracht tussen vaste stof en vloeistof verbetert. Subkritische waterextractie (SWE) – ook bekend als extractie van heet water onder druk of extractie van oververhit water – is een minder algemeen gebruikte techniek voor de extractie van botanische verbindingen met een lagere polariteit. Bij subkritische waterextractie wordt water in superkritische toestand als oplosmiddel gebruikt.
Wat is subkritisch water en waarom is subkritisch water een goed oplosmiddel voor de extractie van minder-polaire plantverbindingen? "Water bezit vele thermodynamische eigenschappen die sterk beïnvloed worden door temperatuur en druk. Afhankelijk van de omstandigheden kunnen de fysische toestand (vast, vloeibaar of gas), het thermisch gedrag, de dichtheid of de viscositeit worden gewijzigd. Door de temperatuur en druk op te voeren tot boven een punt dat bekend staat als het kritieke punt (gedefinieerd bij 221 bar en 374 °C), kan water de superkritische toestand bereiken. Bij subkritische omstandigheden, overeenkomend met temperaturen tussen 100°C en de kritieke temperatuur (374°C) en druk tussen 1 bar en de kritieke druk (221 bar) om verdamping te voorkomen, neemt de polariteit van water af; dit maakt water een beter oplosmiddel voor de extractie van verschillende organische bioactieve verbindingen." (Li en Chemat, 2019)
Wanneer ultrasoontechniek wordt gecombineerd met subkritische waterextractie, kan de extractie-efficiëntie worden verbeterd door de opbrengst van het extract te verhogen en de extractietijd te verkorten. Voor optimale resultaten moet de druk in de gesloten drukreactor of flowcelreactor ten minste tweemaal zo hoog zijn als de dampspanning van water. (Een tabel met de dampspanning van water vindt u aan het eind van deze pagina.)
Huang et al. (2010) onderzochten de extractie-effecten van ultrasoon geluid met lage frequentie en hoog vermogen in combinatie met subkritische waterextractie. Een ultrasone sonde is daartoe gekoppeld in de ketel van een subkritisch waterextractieapparaat om vluchtige olie te extraheren uit Lithospermum erythrorhizon. Uit de resultaten bleek dat het ultrasone versterkingseffect van 20 KHz beter was dan dat van 36 KHz en toenam met het uitgangsvermogen (van 0 tot 250 W). De opbrengst van subkritische waterextractie steeg van 1,87% tot 2,39% via ultrasone oscillatie (250 W, 20 KHz) bij een temperatuur van 160°C en een druk van 5 MPa gedurende een 25 minuten durende extractieprocedure. Ultrasoonbehandeling kon niet alleen het extractierendement verbeteren, maar ook de extractiesnelheid, waardoor tijd werd bespaard.
Subkritische waterextractie met ultrasone hulp kan worden uitgevoerd bij lagere drukken (bv. 5barg) dan conventionele subkritische waterextractie (bv. 10MPa), waardoor energiekosten worden bespaard en de extractieprocedure veiliger wordt.

Krachtige ultrasone extractor voor de isolatie van fytochemicaliën in batchmodus.

Ultrasone waterextractie van fytochemicaliën uit planten kan in batch en continu bedrijf worden uitgevoerd. Op de foto ziet u de 1000 watt krachtige ultrasoonmachine UIP1000hdT tijdens de batchgewijze extractie van botanische middelen.

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


De voordelen van ultrasone extractie van plantenextracten

Zowel wetenschappelijk onderzoek als de industriële toepassing tonen aan dat ultrageluidondersteunde extractie een betrouwbare en gemakkelijk te bedienen techniek is, die geen technische achtergrond of intensieve opleiding vereist. Zeer hoge extractie-efficiëntie, hoge opbrengsten, lage operationele kosten, alsmede lage investeringskosten (vooral in vergelijking met andere technieken zoals CO2 afzuigers) en lage energiekosten zijn de belangrijkste voordelen van ultrasone afzuigers van het sondetype.
Andere voordelen die de ultrasone extractiemethode tot de voorkeursmethode maken, zijn de hoge kwaliteit van de extracten dankzij de lage extractietemperaturen, de betrouwbare resultaten (herhaalbaarheid/reproduceerbaarheid), de volledig lineaire schaalbaarheid naar elk productieniveau en de onderhoudsvriendelijkheid.
"Andere voordelen van het gebruik van ultrasone sonde-extractie zijn de gemakkelijke hantering van het extract, de snelle uitvoering, geen residuen, hoge opbrengst, milieuvriendelijk, verbeterde kwaliteit en het voorkomen van degradatie van het extract".
(cf. Chemat en Khan, 2011)

Ultrasone extractie en zuivering van fytochemicaliën uit planten: De foto toont de sonde-type ultrasone UP400St, een Büchi vacuümfilter en een rotor-verdamper voor de extractie van curcumine.

Extractieopstelling voor botanische isolatie: sonde-type ultrasoonapparaat UP400St, Büchi vacuümfilter en rotor-verdamper voor de extractie van fytochemicaliën.

Ultrasooninstallaties met hoge prestaties voor wateronttrekking

Ultrasone sonde-type extractor voor het efficiënt vrijmaken van fytochemicaliën en botanische stoffen uit planten.Hielscher Ultrasonics extractoren zijn een gevestigde waarde op het gebied van botanische extractie, ongeacht welk oplosmiddel wordt gebruikt. Producenten van extracten – zowel kleinere, exclusieve niche-extractfabrikanten als grootschalige massaproducenten – vinden in het brede assortiment apparatuur van Hielscher de ideale ultrasone extractieapparatuur voor hun productie-eisen. Zowel batch- als continue inline-procesopstellingen zijn direct beschikbaar en kunnen direct worden geleverd. Ultrasone extractie is geschikt voor elk oplosmiddel en kan flexibel worden toegepast voor de extractie van elk plantaardig materiaal. Door water als oplosmiddel te gebruiken, kunnen biologisch gecertificeerde extracten worden geproduceerd zonder het gebruik van zeer dure "organische" ethanol. (Uiteraard moet het plantaardige materiaal biologisch geteeld zijn om een biologisch waterextract te kunnen produceren).

Hoogrendementsextractie met Hielscher ultrasoontechniek

Hielscher ultrasone extractoren verstoren op efficiënte wijze plantencellen, vergroten het oppervlak van het plantmateriaal voor penetratie van oplosmiddel, en de massaoverdracht voor het vrijkomen van fytochemicaliën (secundaire metabolieten). Ontworpen met het oog op gebruiksvriendelijkheid, zijn Hielscher extractoren snel geïnstalleerd en kunnen ze veilig en intuïtief worden bediend.

Voldoen aan de hoogste kwaliteitsnormen – Ontworpen & Gefabriceerd in Duitsland

De geavanceerde hardware en slimme software van Hielscher ultrasoonapparaten zijn ontworpen om betrouwbare ultrasone extractieresultaten uit uw botanische grondstof te garanderen met reproduceerbare uitkomsten en gebruiksvriendelijke, veilige bediening. Robuustheid, betrouwbaarheid, 24/7 werking onder volle belasting en eenvoudige bediening vanuit het oogpunt van de werknemer zijn verdere kwaliteitsfactoren, die Hielscher ultrasoonapparaten gunstig maken.
Hielscher ultrasone extractoren worden wereldwijd gebruikt voor hoogwaardige fytochemische extractie. Hielscher ultrasone extractoren leveren aantoonbaar hoogwaardige botanische verbindingen op en worden daarom niet alleen gebruikt door kleinere ambachtslieden van speciale en boetiekextracten, maar meestal ook bij de industriële productie van algemeen in de handel verkrijgbare extracten, voedingssupplementen en therapeutica. Dankzij hun robuuste hardware en slimme software kunnen Hielscher ultrasoon processoren gemakkelijk worden bediend en gecontroleerd.

Automatische gegevensprotocollering

Hielscher ultrasoonapparaten kunnen op afstand worden bediend via browserbesturing. Sonicatieparameters kunnen worden bewaakt en nauwkeurig worden aangepast aan de procesvereisten.Om aan de productienormen voor levensmiddelen, voedingssupplementen en therapeutische producten te voldoen, moeten productieprocessen gedetailleerd worden gecontroleerd en geregistreerd. Hielscher Ultrasonics digitale ultrasone apparaten zijn voorzien van automatische dataprotocolling. Dankzij deze slimme functie worden alle belangrijke procesparameters, zoals ultrasone energie (totale en netto energie), temperatuur, druk en tijd, automatisch opgeslagen op een ingebouwde SD-kaart zodra het apparaat wordt ingeschakeld. Procesbewaking en gegevensregistratie zijn belangrijk voor continue processtandaardisatie en productkwaliteit. Door toegang te krijgen tot de automatisch geregistreerde procesgegevens, kunt u eerdere sonicatieruns herzien en het resultaat evalueren.
Een andere gebruiksvriendelijke functie is de browser-afstandsbediening van onze digitale ultrasoon systemen. Via browserbesturing op afstand kunt u uw ultrasoonprocessor overal vandaan starten, stoppen, instellen en controleren.
Wilt u meer weten over de voordelen van ultrasone waterextractie uit plantaardig materiaal? Neem dan nu contact met ons op om uw productieproces van botanische extracten te bespreken! Onze ervaren medewerkers geven u graag meer informatie over ultrasone extractie, onze ultrasone systemen en prijzen!

Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:

batch Volume Stroomsnelheid Aanbevolen apparaten
1 tot 500 ml 10 tot 200 ml / min UP100H
10 tot 2000 ml 20 tot 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 tot 20L 0.2 tot 4L / min UIP2000hdT
10 tot 100L 2 tot 10 l / min UIP4000hdT
na 10 tot 100 l / min UIP16000
na grotere cluster van UIP16000

Neem contact met ons op! / Vraag ons!

Vraag voor meer informatie

Gebruik het onderstaande formulier om aanvullende informatie aan te vragen over ultrasone processoren, toepassingen en prijs. Wij bespreken graag uw proces met u en bieden u een ultrasoon systeem aan dat aan uw eisen voldoet!









Let op onze Privacybeleid.


Ultrasone high-shear homogenisatoren worden gebruikt in het lab, op de werkbank, in pilootproeven en in industriële processen.

Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispersie, emulsificatie en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.

Technische informatie over ultrasone wateronttrekking

Conventionele extractiemethoden zoals maceratie, infusie, percolatie, afkooksel, refluxextractie, stoomdestillatie, sublimatie en persen worden algemeen gebruikt bij de extractie van medicinale verbindingen uit planten. De nadelen van deze methoden zijn onder andere het tijdrovende proces, de lage zuiverheid en de lage efficiëntie.

Procesparameters die ultrasone extractie beïnvloeden

Ultrasone extractie met behulp van ultrasoon geluid staat bekend om zijn unieke eigenschappen en voordelen, die van sonicatie een superieure extractietechniek maken in vergelijking met conventionele extractiemethoden voor botanische verbindingen. Een groot voordeel van ultrasone extractie ligt in de precieze aanpasbaarheid van ultrasone verwerkingsfactoren (zoals amplitude, tijd, temperatuur, druk), waardoor het ultrasone proces optimaal kan worden afgestemd op de doelverbinding. Elk plantaardig materiaal heeft ideale extractieparameters, waarbij de beste opbrengst, kwaliteit en extractiegraad worden bereikt. Met het ultrasone extractieproces kunnen deze optimale extractievoorwaarden perfect worden aangepast.

ultrasone amplitude

De amplitude is de trillingsverplaatsing van de ultrasone sonde (sonotrode). Hoe hoger de amplitude, hoe intenser de trilling en cavitatie in de gesoniceerde vloeistof. Hielscher Ultrasonics is gespecialiseerd in hoogwaardige sonde-type ultrasoonapparaten, die nauwkeurig instelbare amplitudes kunnen leveren. Op maat gemaakte sondes, die tot 200µm in continue 24/7 werking kunnen leveren, zijn direct uit voorraad leverbaar. Voor nog hogere amplitudes kunnen aangepaste ultrasone sonotrodes ook gemakkelijk worden vervaardigd.
De amplitude is één – als niet de enigste – belangrijke parameter voor efficiënte plantenextractie. Hoge amplitudes creëren de vereiste krachten om celwanden te breken en het intracellulaire materiaal vrij te maken. Daardoor wordt hoogwaardige ultrasoonbehandeling zo doeltreffend voor de extractie van planten.

Tijd / Duur van Ultrasone behandeling

Extractie met behulp van ultrasoon geluid is gewoonlijk veel korter dan de traditionele methoden, aangezien de botanische verbindingen door de sonificatie met een aanzienlijk hogere extractiesnelheid vrijkomen. Ultrasone extractie maakt kortere extractieprocedures mogelijk, waardoor de geëxtraheerde verbindingen tegen oververwerking worden beschermd. Kortere verwerking als gevolg van ultrageluid betekent een hogere verwerkingscapaciteit en een hogere extractkwaliteit.

Gepulseerde Ultrasone Behandeling

Ultrasone pulsatie is een behandelmodus waarbij de ultrasone behandeling wordt onderbroken door gedefinieerde pauzecycli (bijv. 50% duty cycle: 30 sec. AAN, 30 sec. UIT; 100% duty cyle: continue sonicatie zonder pauzes) De duty cycle van ultrageluid (ook bekend als pulsatiemodus of ultrasone pulsatiecycli) verwijst naar het percentage van de tijd gedurende welke ultrageluid in het medium wordt gekoppeld (pulsduur) gedurende één pulsperiode. Bijvoorbeeld, een 50% pulsatiemodus zou zijn 30 sec. AAN, 30 sec. UIT. Tijdens de pauzecyclus van een duty cycle komt de gesoniceerde vloeistof voor een bepaalde tijd (b.v. 30 sec.) terug in een ongestoorde toestand, die goed is voor warmte-afvoer om een beoogde verwerkingstemperatuur te handhaven. De bedrijfscyclus van sonicatie is minder belangrijk voor de extractie-efficiëntie, maar wordt gebruikt om een bepaalde procestemperatuur te handhaven.

Hydrostatische druk

Druk is een andere zeer belangrijke parameter voor ultrasone processen. Door hydrostatische druk op het gesoneerde medium uit te oefenen, wordt de intensiteit van de cavitatie beïnvloed. Onder verhoogde druk wordt de intensiteit van de ultrasone (akoestische) cavitatie verhoogd. Hielscher Ultrasonics biedt diverse soorten ultrasone batchreactoren en flowcellen, die onder druk kunnen worden gezet voor intensievere sonicatieresultaten.

Extractie temperatuur

Ultrasone afzuigkap UP400ST met temperatuursensor.Zoals elke mechanische behandeling veroorzaakt ultrasoonbehandeling een temperatuurstijging, hetgeen in overeenstemming is met de 2e wet van de thermodynamica. Ultrasoonbehandeling is echter een niet-thermische behandelingstechniek, aangezien behandelingen met behulp van ultrasoon geluid gebaseerd zijn op zuiver mechanische krachten (ook sonomechanische krachten genoemd). De extractietemperatuur tijdens ultrasone extractie kan efficiënt worden geregeld en binnen een bepaald geselecteerd temperatuurbereik worden gehouden. Alle Hielscher digitale ultrasoonprocessoren zijn uitgerust met een insteekbare temperatuursensor en een slimme software, waarbij een bepaald temperatuurbereik voor het proces kan worden ingesteld. Telkens wanneer dit temperatuurbereik wordt overschreden, pauzeert de ultrasoonprocessor totdat de temperatuur weer binnen het geselecteerde bereik ligt en vervolgt dan automatisch de sonicatieprocedure. Deze slimme eigenschap van Hielscher ultrasoonapparaten zorgt voor een nauwkeurig controleerbaar sonicatieproces en ideale resultaten.
Aangezien de extractie temperatuur voor elke botanische verbinding en plant verschillend kan zijn, is temperatuur een belangrijke factor, die niet verwaarloosd mag worden bij de optimalisatie van het ultrasoon proces. Zo bleek 80°C ideaal te zijn voor een maximale opbrengst aan flavonoïden uit Sophora flavescens, terwijl de beste resultaten werden verkregen bij 50°C voor de extractie van arabinoxylan uit tarwezemelen.

Gebruik elk oplosmiddel voor ultrasone extractie

Verschillende botanische verbindingen hebben verschillende polariteiten, die hun oplosbaarheid in verschillende oplosmiddelen beïnvloeden. Zo zijn saponinen en polysacchariden meer polair en vertonen zij daarom een goede oplosbaarheid in water, aangezien water sterk polair is. Fenolverbindingen zoals anthocyaninen en chlorogeenzuur zijn daarentegen vrij apolair en lossen daarom beter op in een minder apolair oplosmiddel zoals ethanol. Bij de keuze van het oplosmiddel moet dus rekening worden gehouden met de oplosbaarheid van de beoogde verbindingen om een hoge extractie-efficiëntie te verkrijgen. Water is bijvoorbeeld een goed oplosmiddel voor de extractie van polaire verbindingen zoals psilocybine uit paddestoelen en oligosacchariden, glycosiden en flavanoïden, terwijl een ethanol-watermengsel met een ethanolconcentratie van 60% (v/v) geschikt is voor de ultrasoon ondersteunde extractie van bijvoorbeeld apigenine, baicaline en luteolineverbindingen.
Lees meer over oplosmiddelen, polariteit van oplosmiddelen en de meest geschikte oplosmiddelen voor ultrasone extractie!

Water als extractiemiddel

Water is het meest polaire oplosmiddel en is geschikt voor de extractie van een groot aantal polaire verbindingen. Het grote voordeel van water is dat het een breed scala van stoffen kan oplossen. Bovendien is het goedkoop, niet toxisch, veilig en niet ontvlambaar. Een van de nadelen is de sterke selectiviteit voor polaire verbindingen vanwege de hoge polariteit. Door het hoge kookpunt van 100°C vereist de concentratie van het extract (bv. via destillatie of rotorverdamping) een grote hoeveelheid energie. Bovendien is water vatbaar voor bacterie- en schimmelgroei.

ultrasone frequentie

De ultrasone frequentie rond 20kHz is vastgesteld als de krachtigste en efficiëntste voor botanische extractie. van invloed op de efficiëntie van ultrasone geassisteerde extractie bij de extractie van medicinale verbindingen uit planten. In het algemeen genereert de lage ultrasone frequentie (d.w.z. rond 20 kHz) intensievere cavitatie (sonomechanische effecten), hetgeen resulteert in een grotere doeltreffendheid van de extractieprocedure.

Het plantenmateriaal

Plantaardige materialen kunnen sterk variëren in structuur en stijfheid van hun cellen. Afhankelijk van de samenstelling van de celwand, die cellulose, hemicelluloses, lignine, pectische polysacchariden, eiwitten, fenolische en niet-cellulosehoudende verbindingen, en water kan bevatten, kunnen celwanden stevig of zacht zijn. Verschillende plantensoorten en -delen bevatten verschillende soorten en hoeveelheden van deze celwandbestanddelen. Daarom vereist elk type plant specifieke verwerkingsparameters voor optimale extractieresultaten.
Aangezien de intensiteit nauwkeurig kan worden afgesteld, kunnen Hielscher ultrasone extractoren op betrouwbare wijze zachte en harde celwanden breken. Zachte celwanden hebben wellicht een minder intensieve ultrasoonbehandeling nodig, terwijl stevige celstructuren baat hebben bij een intensievere behandeling.
De grondstof voor botanische extractie kan vers geoogst (nat) of gedroogd zijn. Ultrasone extractie is geschikt voor zowel verse/natte als gedroogde planten. De deeltjesgrootte van de vaste plantenbestanddelen is een andere belangrijke factor: Een groot oppervlak (d.w.z. kleine deeltjesgrootte) is gunstig omdat het een groot contactoppervlak biedt voor de ultrasone cavitatie afschuifkrachten, wat resulteert in een hogere efficiëntie. Daarom wordt plantaardig materiaal gemacereerd of vermalen tot kleine stukjes (ca. 3-5 mm).

Waarom is ultrasone extractie de beste methode?

rendement

  • hogere opbrengsten
  • Snel extractieproces – binnen enkele minuten
  • Hoge kwaliteit extracten – milde, niet-thermische extractie
  • Groene oplosmiddelen (water, ethanol, glycerine, plantaardige oliën, NADES enz.)

Eenvoud

  • Plug-and-play - Binnen enkele minuten klaarzetten en bedienen
  • Hoge doorvoer - Voor grootschalige afzuigkapproductie
  • Batchgewijs of continu inline-gebruik
  • Eenvoudige installatie en inbedrijfstelling
  • Draagbaar / Beweegbaar - Draagbare eenheden of gebouwd op wielen
  • Lineaire schaalvergroting - voeg een ander ultrasoon systeem parallel toe om de capaciteit te verhogen.
  • Bewaking en bediening op afstand - via PC, smartphone of tablet
  • Geen procesbegeleiding nodig - Opstelling en uitvoering
  • Hoogwaardige prestaties - ontworpen voor een continue 24/7 productie
  • Robuustheid en weinig onderhoud
  • hoge kwaliteit – ontworpen en gebouwd in Duitsland
  • Snel laden en lossen tussen partijen
  • Gemakkelijk schoon te maken

veiligheid

  • Eenvoudig en veilig in gebruik
  • Oplosmiddelvrije of oplosmiddelhoudende extractie (water, ethanol, plantaardige oliën, glycerine, enz.).
  • Geen hoge druk en temperaturen
  • ATEX-gecertificeerde explosieveilige systemen zijn beschikbaar.
  • Gemakkelijk te bedienen (ook via afstandsbediening)


Literatuur / Referenties

Tabel: Dampspanning van water

Temperatuur
in °C
Dampspanning
in mmHg (Torr)
Dampspanning
in Hectopascal 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 0,1206 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 12,795
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

Ultrasoon geluid met hoge prestaties! Hielscher's productassortiment bestrijkt het volledige spectrum van de compacte laboratorium ultrasoonmachine over bench-top units tot full-industriële ultrasoon systemen.

Hielscher Ultrasonics vervaardigt hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van Laboratorium naar industrieel formaat.