Zeer efficiënte waterextractie met ultrageluid met hoog vermogen

Waterextractie van plantaardige verbindingen (bijv. extractie met koud of warm water, waterextractie onder druk en extractie met subkritisch water) kan met ultrasone behandeling efficiënt worden verbeterd. Waterextractie met ondersteuning van ultrageluid levert niet alleen hogere opbrengsten op en verkort de verwerkingstijd, maar resulteert ook in een lager energieverbruik, mildere extractieomstandigheden en hoogwaardige extracten in vergelijking met conventionele extractietechnieken. Ultrasone waterextractie wordt met succes gebruikt voor de extractie van talrijke verbindingen van plantaardige oorsprong, waaronder alkaloïden, flavonoïden, glycosiden, fenolische verbindingen en polysachariden.

Ultrasone waterextractie van bioactieve verbindingen

Water is het meest polaire oplosmiddel, waardoor het een uitstekend oplosmiddel is voor polaire verbindingen. Vanwege zijn niet-toxische en milieuvriendelijke karakter zou water het ideale oplosmiddel zijn voor elk plantenextract. Minder polaire en apolaire bestanddelen lossen echter slecht of helemaal niet op in water. Bovendien zou het extractieproces in water zonder bevordering van de massaoverdracht ongelooflijk traag en daardoor onrendabel zijn. Ultrageluid met hoge intensiteit en lage frequentie is een zeer efficiënte extractietechniek die zorgt voor intensieve menging en massaoverdracht. Daarom staat ultrasone extractie bekend om haar aanzienlijke voordelen ten opzichte van conventionele extractiemethoden. Deze voordelen omvatten hogere opbrengsten, snelle verwerking, snelle opeenvolging van batches en continue inline-extractie, het gebruik van groene oplosmiddelen, milde extractieomstandigheden die de verbindingen in het extract behouden, veilige bediening en eenvoudige schaalvergroting naar grote verwerkingscapaciteiten voor commerciële productie. (vgl. Zabot et al., 2021)

Extractie met warm water verbeterd door ultrasone behandeling

De parameters die de extractie van plantaardige stoffen tijdens waterextractie bepalen, zijn temperatuur, tijd, druk en het oppervlak van het plantmateriaal. Door de hoge temperatuur van het water kan een extract met warm water in relatief korte tijd worden bereid.
De oplossing: De opbrengst en extractiesnelheid kunnen aanzienlijk worden verhoogd door ultrasoon roeren toe te passen. Warm water alleen heeft slechts een beperkt vermogen om celstructuren open te breken, en hoge temperaturen beschadigen of vernietigen vaak thermolabiele verbindingen, waardoor de kwaliteit van het extract afneemt. Wanneer ultrasone extractie wordt gecombineerd met extractie met warm water, kan de temperatuur drastisch worden verlaagd (bijv. van 100°C naar 50°C). Dit voorkomt thermische afbraak van de geëxtraheerde plantaardige bestanddelen, verhoogt de totale opbrengst en bespaart energie. Ultrasone cavitatie is het principe achter het verschijnsel ultrasone extractie. Ultrasone (of akoestische) cavitatie bestaat uit zuiver mechanische krachten die celwanden openbreken, de doelverbindingen vrijmaken en de massaoverdracht tussen het celinterieur en het water (oplosmiddel) verbeteren. Zo levert ultrasone waterextractie uitstekende extractieresultaten op.

Extractie met koud water verbeterd door ultrasone behandeling

Extractie met koud water (infusie met koud water) is aanzienlijk inefficiënter, omdat het gebruik van warm water wordt vermeden. Koud water of water op kamertemperatuur extraheert plantaardige verbindingen niet erg goed, omdat koud water zeer langzaam in het plantmateriaal dringt en de massaoverdracht vrijwel verwaarloosbaar is. Het voordeel van extractie met koud water ligt in het vermijden van elke temperatuurstijging, waardoor thermische afbraak van warmtegevoelige verbindingen wordt voorkomen. De zeer gebrekkige extractiedynamiek maakt conventionele extractie met koud water echter onpraktisch voor commerciële productie. Daarom wordt infusie met koud water vanwege de traagheid en inefficiëntie vrijwel uitsluitend in het experimentele stadium gebruikt.
De oplossing: Door ultrasone behandeling in extractie met koud water te integreren, kunnen de traagheid en inefficiëntie van weken in koud water eenvoudig worden overwonnen. Ultrasoon geïntensiveerde extractie met koud water maakt het mogelijk lage extractietemperaturen te handhaven en tegelijkertijd intense afschuifkrachten in het vast-vloeibare medium te koppelen. Door het ultrasone extractiemechanisme worden celwanden geopend en komen de plantaardige verbindingen snel vrij in het water. Ultrasone extractie en infusie met koud water veranderen het weken in koud water in een zeer doeltreffend proces dat binnen een korte extractietijd hoge opbrengsten en hoogwaardige extracten oplevert.

Waterextractie onder druk gecombineerd met ultrasone behandeling

Ultrasone extractie wordt gekenmerkt door micromenging, die door trillingen een sterkere diffusie van het oplosmiddel in het deeltje en vanuit het binnenste van het deeltje naar het oppervlak bevordert en zo de massaoverdracht intensiveert. Bovendien verkleint ultrasone behandeling de deeltjesgrootte van het celmateriaal, wat de effecten van vloeistofextractie onder druk met ondersteuning van ultrageluid verbetert. Kleinere deeltjes van ca. 0,68 mm leveren hogere opbrengsten op dan grotere deeltjes (ca. 1,05 mm), omdat een groter oppervlak een aanzienlijk hogere massaoverdracht mogelijk maakt en daardoor de extractieopbrengsten verbetert. (vgl. Zabot et al., 2021)

Doeltreffende extractie met koud water onder druk met ultrageluid met hoog vermogen

Onder hoge druk dringt koud water gemakkelijker in plantenweefsels en worden wateroplosbare fytochemicaliën opgelost zonder thermische ontleding te veroorzaken. De methode voor extractie met koud water onder hoge druk kan worden gecombineerd met ultrageluid om polaire en apolaire plantaardige bestanddelen beter te isoleren. Water is als niet-toxisch, goedkoop en milieuvriendelijk oplosmiddel een aantrekkelijk alternatief voor organische oplosmiddelen, vooral bij de productie van voedingsmiddelen, therapeutische producten en voedingssupplementen van plantaardige oorsprong.
Voor ultrasoon geïntensiveerde extractie met koud water onder druk wordt een ultrasone sonde (sonotrode) in de extractietank of doorstroomcel geïntegreerd. De tank of doorstroomcel wordt normaal gesproken onder een druk tussen 5 en 100 barg gezet, afhankelijk van de beoogde verbindingen in het extract. Hielscher Ultrasonics levert zelfs op maat gemaakte industriële ultrasone reactoren en doorstroomcellen die onder druk kunnen worden gezet tot 300barg, zodat de optimale druk voor uw extractieproces kan worden ingesteld.
 

Extractie met superkritisch water verbeterd door sonicatie

Ultrasoon versterkte extractie met subkritisch water is een andere synergistische techniek, waarbij ultrageluid met hoog vermogen de massaoverdracht tussen vaste stof en vloeistof verbetert. Extractie met subkritisch water (SWE) – ook bekend als extractie met warm water onder druk of extractie met oververhit water – is een minder vaak gebruikte techniek voor de extractie van plantaardige verbindingen met een lagere polariteit. Bij extractie met subkritisch water wordt water in zijn superkritische toestand als oplosmiddel gebruikt.
Wat is subkritisch water en waarom is subkritisch water een goed oplosmiddel voor de extractie van minder polaire plantaardige verbindingen? “Water heeft veel thermodynamische eigenschappen die sterk worden beïnvloed door temperatuur en druk. Afhankelijk van de omstandigheden kunnen de fysische toestand (vast, vloeibaar of gasvormig), het thermische gedrag, de dichtheid of de viscositeit worden gewijzigd. Door de temperatuur en druk te verhogen tot boven een punt dat bekendstaat als het kritische punt (gedefinieerd bij 221 bar en 374 °C), kan water de superkritische toestand bereiken. Onder subkritische omstandigheden, die overeenkomen met temperaturen tussen 100°C en de kritische temperatuur (374°C) en een druk tussen 1 bar en de kritische druk (221 bar) om verdamping te voorkomen, neemt de polariteit van water af; dit maakt water tot een beter oplosmiddel voor de extractie van verschillende organische bioactieve verbindingen.” (Li and Chemat, 2019)
Wanneer ultrageluid wordt gecombineerd met extractie met subkritisch water, kan de extractie-efficiëntie worden verbeterd door de extractopbrengst te verhogen en de extractietijd te verkorten. Voor optimale resultaten moet de druk in de gesloten batchreactor onder druk of doorstroomcelreactor ten minste tweemaal zo hoog zijn als de dampdruk van water. (Aan het einde van deze pagina vindt u een tabel met de dampdruk van water.)
Huang et al. (2010) onderzochten de extractie-effecten van ultrageluid met lage frequentie en hoog vermogen in combinatie met extractie met subkritisch water. Hiertoe wordt een ultrasone sonde in de ketel van het apparaat voor extractie met subkritisch water gekoppeld om vluchtige olie uit Lithospermum erythrorhizon te extraheren. De resultaten lieten zien dat het versterkende effect met ondersteuning van ultrageluid bij 20 KHz beter was dan bij 36 KHz en toenam met het uitgangsvermogen (van 0 tot 250 W). De opbrengst van extractie met subkritisch water nam door ultrasone oscillatie (250 W, 20 KHz) toe van 1,87% tot 2,39% bij een temperatuur van 160°C en een druk van 5 MPa tijdens een extractieprocedure van 25 minuten. Ultrasone behandeling kon niet alleen de extractieopbrengst, maar ook de extractiesnelheid verbeteren en zo tijd besparen.
Extractie met subkritisch water met ondersteuning van ultrageluid kan bij lagere drukken (bijv. 5barg) worden uitgevoerd dan conventionele extractie met subkritisch water (bijv. 10MPa), wat energiekosten bespaart en de extractieprocedure veiliger maakt.

De voordelen van ultrasone extractie van plantaardige stoffen

Zowel wetenschappelijk onderzoek als industriële toepassing tonen aan dat extractie met ondersteuning van ultrageluid een betrouwbare en eenvoudig te bedienen techniek is waarvoor geen technische achtergrond of intensieve training nodig is. Een zeer hoge extractie-efficiëntie, hoge opbrengsten, lage bedrijfskosten, lage investeringskosten (vooral in vergelijking met andere technieken, zoals extractoren die CO₂ gebruiken) en lage energiekosten zijn de belangrijkste voordelen van ultrasone extractoren met een sonde.
Andere voordelen die de ultrasone extractietechnologie tot de voorkeursmethode maken, zijn hoogwaardige extracten dankzij lage extractietemperaturen, betrouwbare resultaten (herhaalbaarheid / reproduceerbaarheid), volledig lineaire schaalbaarheid naar elk productieniveau en weinig onderhoud.
„Andere voordelen van ultrasone extractie met een sonde zijn eenvoudige verwerking van het extract, snelle uitvoering, geen residuen, hoge opbrengst, milieuvriendelijkheid, verbeterde kwaliteit en het voorkomen van afbraak van het extract.”
(vgl. Chemat and Khan, 2011)

Extractieopstelling voor de isolatie van plantaardige stoffen: Sonicator UP400St met sonde, Büchi-vacuümfilter en rotatieverdamper voor de extractie van fytochemicaliën.

Sonicatoren met hoge prestaties voor waterextractie

Extractoren van Hielscher Ultrasonics zijn goed ingeburgerd op het gebied van extractie van plantaardige stoffen, ongeacht het gebruikte oplosmiddel. Producenten van extracten – zowel kleinere fabrikanten van exclusieve niche-extracten als grootschalige massaproducenten – vinden in het brede apparatuurassortiment van Hielscher de ideale ultrasone extractieapparatuur voor hun productievereisten. Opstellingen voor zowel batchprocessen als continue inlineprocessen zijn direct beschikbaar en kunnen uit voorraad worden geleverd. Omdat ultrasone extractie geschikt is voor elk oplosmiddel, kan ze flexibel worden toegepast voor de extractie van elk plantmateriaal. Met water als oplosmiddel kunnen biologisch gecertificeerde extracten worden geproduceerd zonder het gebruik van zeer dure “biologische” ethanol. (Uiteraard moet het plantmateriaal biologisch zijn geteeld om een biologisch waterextract te produceren).

Zeer efficiënte extractie met Hielscher Ultrasonics

Ultrasone extractoren van Hielscher ontsluiten plantencellen efficiënt, vergroten het oppervlak van het plantmateriaal voor het binnendringen van oplosmiddelen en verhogen de massaoverdracht voor het vrijmaken van fytochemicaliën (secundaire metabolieten). De extractoren van Hielscher zijn ontworpen met het oog op gebruiksvriendelijkheid, kunnen snel worden geïnstalleerd en veilig en intuïtief worden bediend.

Voldoen aan de hoogste kwaliteitsnormen – ontworpen en vervaardigd in Duitsland

De geavanceerde hardware en slimme software van sonicatoren van Hielscher zijn ontworpen om betrouwbare ultrasone extractieresultaten uit uw plantaardige grondstoffen te garanderen, met reproduceerbare resultaten en gebruiksvriendelijke, veilige bediening. Robuustheid, betrouwbaarheid, 24/7-bedrijf onder volle belasting en eenvoudige bediening vanuit het perspectief van de medewerker zijn verdere kwaliteitsfactoren die sonicatoren van Hielscher aantrekkelijk maken.
Extractoren van Hielscher Ultrasonics worden wereldwijd gebruikt voor hoogwaardige extractie van fytochemicaliën. Omdat bewezen is dat ultrasone extractoren van Hielscher hoogwaardige plantaardige verbindingen opleveren, worden ze niet alleen gebruikt door kleinere ambachtelijke producenten van speciale en exclusieve extracten, maar vooral bij de industriële productie van breed commercieel verkrijgbare extracten, voedingssupplementen en therapeutische producten. Dankzij hun robuuste hardware en slimme software kunnen ultrasone processoren van Hielscher eenvoudig worden bediend en bewaakt.

Automatische gegevensregistratie

Om aan de productienormen voor voedingsmiddelen, voedingssupplementen en therapeutische producten te voldoen, moeten productieprocessen gedetailleerd worden bewaakt en geregistreerd. De digitale ultrasone apparaten van Hielscher Ultrasonics beschikken over automatische gegevensregistratie. Dankzij deze slimme functie worden alle belangrijke procesparameters, zoals ultrasone energie (totale en netto-energie), temperatuur, druk en tijd, automatisch op een ingebouwde SD-kaart opgeslagen zodra het apparaat wordt ingeschakeld. Procesbewaking en gegevensregistratie zijn belangrijk voor voortdurende processtandaardisatie en productkwaliteit. Door de automatisch geregistreerde procesgegevens te raadplegen, kunt u eerdere sonicatiebehandelingen opnieuw bekijken en de resultaten evalueren.
Een andere gebruiksvriendelijke functie is de bediening op afstand via een browser van onze digitale ultrasone systemen. Via deze browserbediening kunt u uw ultrasone processor vanaf elke locatie op afstand starten, stoppen, instellen en bewaken.
Wilt u meer weten over de voordelen van ultrasone waterextractie uit plantmateriaal? Neem nu contact met ons op om uw productieproces voor plantenextracten te bespreken! Onze zeer ervaren medewerkers geven u graag meer informatie over ultrasone extractie, onze ultrasone systemen en prijzen!

De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze sonicatoren:

Technische informatie over ultrasone waterextractie

Conventionele extractiemethoden zoals maceratie, infusie, percolatie, decoctie, refluxextractie, stoomdestillatie, sublimatie en persen worden vaak gebruikt voor de extractie van geneeskrachtige verbindingen uit planten. De nadelen van deze methoden zijn onder meer een tijdrovend proces, geringe zuiverheid en lage efficiëntie.

Procesparameters die ultrasone extractie beïnvloeden

Extractie met ondersteuning van ultrageluid staat bekend om haar unieke eigenschappen en voordelen, die sonicatie tot de superieure extractietechniek maken in vergelijking met conventionele extractiemethoden voor plantaardige verbindingen. Een belangrijk voordeel van extractie met ondersteuning van ultrageluid ligt in de nauwkeurige instelbaarheid van ultrasone verwerkingsfactoren (zoals amplitude, tijd, temperatuur en druk), waardoor het ultrasone proces optimaal op de doelverbinding kan worden afgestemd. Elk plantmateriaal heeft ideale extractieparameters waarbij de beste opbrengst, kwaliteit en extractiesnelheid worden bereikt. Het ultrasone extractieproces maakt een perfecte afstemming op deze optimale extractieomstandigheden mogelijk.

Ultrasone amplitude

De amplitude is de trillingsverplaatsing van de ultrasone sonde (sonotrode). Hoe hoger de amplitude, hoe intenser de trillingen en cavitatie in de gesoniceerde vloeistof. Hielscher Ultrasonics is gespecialiseerd in sonicatoren met hoge prestaties met een sonde die nauwkeurig instelbare amplitudes kunnen leveren. Op maat gemaakte sondes die bij continu 24/7-bedrijf tot 200µm kunnen leveren, zijn direct uit voorraad beschikbaar. Voor nog hogere amplitudes kunnen ook eenvoudig op maat gemaakte ultrasone sonotroden worden vervaardigd.
De amplitude is een van de belangrijkste parameters – zo niet de allerbelangrijkste – voor efficiënte extractie uit planten. Hoge amplitudes genereren de benodigde krachten om celwanden open te breken en het intracellulaire materiaal vrij te maken. Hierdoor is ultrasone behandeling met hoge prestaties zo doeltreffend bij de extractie van plantaardige stoffen.

Tijd / duur van de ultrasone behandeling

Extractie met ondersteuning van ultrageluid duurt meestal veel korter dan traditionele methoden, omdat sonicatie de plantaardige verbindingen met aanzienlijk hogere extractiesnelheden vrijmaakt. Ultrasone behandeling maakt kortere extractieprocedures mogelijk, waardoor de geëxtraheerde verbindingen tegen overmatige verwerking worden beschermd. Een kortere verwerking dankzij ultrageluid betekent een hogere verwerkingscapaciteit en een hogere extractkwaliteit.

Gepulseerde ultrasone behandeling

Ultrasone pulsatie is een behandelingsmodus waarbij de ultrasone behandeling door vastgelegde pauzecycli wordt onderbroken (bijv. 50% inschakelduur: 30 sec. AAN, 30 sec. UIT; 100% inschakelduur: continue sonicatie zonder pauzes). De inschakelduur van ultrageluid (ook bekend als pulsmodus of ultrasone pulsatiecycli) verwijst naar het percentage van de tijd binnen één pulsperiode waarin ultrageluid in het medium wordt gekoppeld (pulsduur). Een cyclusmodus van 50% zou bijvoorbeeld bestaan uit 30 sec. AAN en 30 sec. UIT. Tijdens de pauzefase van een cyclus keert de gesoniceerde vloeistof gedurende een vastgelegde tijd (bijv. 30 sec.) terug naar een ongestoorde toestand. Dit bevordert de warmteafvoer om de beoogde verwerkingstemperatuur te handhaven. De inschakelduur 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. Het toepassen van hydrostatische druk op het gesoniceerde medium beïnvloedt de intensiteit van de cavitatie. Onder verhoogde druk neemt de intensiteit van ultrasone (akoestische) cavitatie toe. Hielscher Ultrasonics biedt verschillende soorten ultrasone batchreactoren en doorstroomcellen die onder druk kunnen worden gezet om de sonicatieresultaten te versterken.

Extractietemperatuur

Zoals elke mechanische behandeling veroorzaakt ultrasone behandeling een temperatuurstijging, wat in overeenstemming is met de 2e hoofdwet van de thermodynamica. Toch is ultrasone behandeling een niet-thermische behandelingstechniek, omdat behandelingen met ondersteuning van ultrageluid op zuiver mechanische krachten zijn gebaseerd (ook sonomechanische krachten genoemd). De extractietemperatuur tijdens ultrasone extractie kan efficiënt worden geregeld en binnen een bepaald geselecteerd temperatuurbereik worden gehouden. Alle digitale ultrasone processoren van Hielscher zijn uitgerust met een aansluitbare temperatuursensor en slimme software waarin een bepaald temperatuurbereik voor het proces kan worden ingesteld. Zodra dit temperatuurbereik wordt overschreden, pauzeert de sonicator totdat de temperatuur weer binnen het geselecteerde bereik ligt en hervat vervolgens automatisch de sonicatieprocedure. Deze slimme functie van sonicatoren van Hielscher maakt een nauwkeurig regelbaar sonicatieproces en ideale resultaten mogelijk.
Omdat de extractietemperatuur voor elke plantaardige verbinding en plant anders kan zijn, is temperatuur een belangrijke factor die bij de optimalisatie van ultrasone processen niet mag worden verwaarloosd. Zo bleek 80°C ideaal om de maximale opbrengst aan flavonoïden uit Sophora flavescens te bereiken, terwijl bij 50°C de beste resultaten werden verkregen voor de extractie van arabinoxylaan uit tarwezemelen.

Gebruik elk gewenst oplosmiddel voor ultrasone extractie

Verschillende plantaardige verbindingen hebben verschillende polariteiten, die hun oplosbaarheid in diverse oplosmiddelen beïnvloeden. Saponinen en polysachariden zijn bijvoorbeeld polairder en vertonen daarom een goede oplosbaarheid in water, omdat water sterk polair is. Fenolische verbindingen zoals anthocyanen en chlorogeenzuur zijn daarentegen vrij apolair en lossen daarom beter op in een minder polair oplosmiddel zoals ethanol. De keuze van het oplosmiddel moet daarom worden afgestemd op de oplosbaarheid van de doelverbindingen om een hoge extractie-efficiëntie te verkrijgen. Water is bijvoorbeeld een goed oplosmiddel voor de extractie van polaire verbindingen zoals psilocybine uit paddenstoelen, evenals oligosachariden, glycosiden en flavonoïden; een mengsel van ethanol en water met een ethanolconcentratie van 60% (v/v) is daarentegen geschikt voor de extractie met ondersteuning van ultrageluid van bijvoorbeeld de verbindingen apigenine, baicaline en luteoline.
Lees meer over oplosmiddelen, de polariteit van oplosmiddelen en de meest geschikte oplosmiddelen voor ultrasone extractie!

Water als extractieoplosmiddel

Water is het meest polaire oplosmiddel en is geschikt voor de extractie van een breed scala aan polaire verbindingen. Tot de belangrijkste voordelen behoort het vermogen om een breed scala aan stoffen op te lossen. Bovendien is het goedkoop, niet-toxisch, veilig en niet-brandbaar. Een nadeel is de sterke selectiviteit voor polaire verbindingen vanwege de hoge polariteit. Door het hoge kookpunt van 100°C vereist het concentreren van het extract (bijv. via destillatie of rotatieverdamping) een grote hoeveelheid energie. Bovendien is water vatbaar voor de groei van bacteriën en schimmels.

Ultrasone frequentie

De ultrasone frequentie rond 20kHz is vastgesteld als de krachtigste en efficiëntste voor de extractie van plantaardige stoffen. Deze frequentie beïnvloedt de efficiëntie van extractie met ondersteuning van ultrageluid bij de extractie van geneeskrachtige verbindingen uit planten. In het algemeen genereert een lage ultrasone frequentie (d.w.z. bij ca. 20kHz) intensere cavitatie (sonomechanische effecten), wat resulteert in een grotere doeltreffendheid van de extractieprocedure.

Het plantmateriaal

Plantenmaterialen kunnen sterk variëren in de structuur en stijfheid van hun cellen. Afhankelijk van de samenstelling van de celwand, die cellulose, hemicellulosen, lignine, pectinepolysachariden, eiwitten, fenolische en niet-cellulosische verbindingen en water kan bevatten, kunnen celwanden stevig of zacht zijn. Verschillende plantensoorten en plantendelen bevatten verschillende soorten en hoeveelheden van deze celwandbestanddelen. Daarom vereist elk type plant specifieke verwerkingsparameters voor optimale extractieresultaten.
Omdat de intensiteit nauwkeurig kan worden ingesteld, kunnen ultrasone extractoren van Hielscher zachte en harde celwanden betrouwbaar openbreken. Zachte celwanden hebben mogelijk een minder intense ultrasone behandeling nodig, terwijl stevige celstructuren baat hebben bij een intensere behandeling.
De grondstof voor de extractie van plantaardige stoffen kan vers geoogst (nat) of gedroogd zijn. Ultrasone extractie is geschikt voor zowel verse/natte als gedroogde planten. De deeltjesgrootte van de vaste plantaardige stoffen is een andere belangrijke factor: een groot oppervlak (d.w.z. een kleine deeltjesgrootte) is gunstig, omdat het een groot contactoppervlak biedt voor de afschuifkrachten van ultrasone cavitatie, wat resulteert in een hogere efficiëntie. Daarom wordt plantmateriaal gemacereerd of vermalen tot kleine stukjes (ca. 3–5mm).

Waarom is ultrasone extractie de beste methode?

Efficiëntie

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

Eenvoud

• Plug-and-play – binnen enkele minuten opstellen en gebruiken
• Hoge verwerkingscapaciteit – voor grootschalige extractproductie
• Batchgewijs of continu inlinebedrijf
• Eenvoudige installatie en ingebruikname
• Draagbaar / verplaatsbaar – draagbare apparaten of gemonteerd op wielen
• Lineaire schaalvergroting – voeg parallel een extra ultrasoon systeem toe om de capaciteit te verhogen
• Bewaking en bediening op afstand – via pc, smartphone of tablet
• Geen procestoezicht nodig – opstellen en starten
• Met hoge prestaties – ontworpen voor continue 24/7-productie
• Robuustheid en weinig onderhoud
• Hoge kwaliteit – ontworpen en gebouwd in Duitsland
• Snel vullen en legen tussen partijen
• Eenvoudig te reinigen

Veiligheid

• Eenvoudig en veilig te gebruiken
• Extractie zonder oplosmiddel of met oplosmiddel (water, ethanol, plantaardige oliën, glycerine enz.)
• Geen hoge drukken en temperaturen
• ATEX-gecertificeerde explosieveilige systemen beschikbaar
• Eenvoudig te bedienen (ook via afstandsbediening)

Literatuur / referenties

• Ping-ping Huang, Ri-fu Yang, Tai-qiu Qiu, Wei Zhang & Chun-mei Li (2010): Ultrasound-Enhanced Subcritical Water Extraction of Volatile Oil from Lithospermum erythrorhizon. Separation Science and Technology, 45:10, 1433-1439.
• Zabot, G. L., Viganó, J., & Silva, E. K. (2021): Low-Frequency Ultrasound Coupled with High-Pressure Technologies: Impact of Hybridized Techniques on the Recovery of Phytochemical Compounds. Molecules, 26(17), 2021. 5117.
• Li, Ying; Chemat, Farid (2019): Plant Based “Green Chemistry 2.0”: Moving from Evolutionary to Revolutionary. Springer Science 2019.
• 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.