Opschaling van ultrasone extractieprocédés

Om de productiecapaciteit te verhogen, moeten extractieprocessen worden geschaald naar grotere volumes / hogere verwerkingscapaciteiten. Ultrasonisch ondersteunde extractie is een zeer efficiënte methode om botanische verbindingen uit plantaardig materiaal te isoleren. Bovendien kunnen sonicatietoepassingen lineair worden opgeschaald naar grotere volumes. Met de mogelijkheid om het plantmateriaal zowel in batches als in doorstroommodus te behandelen, biedt ultrasone extractie de ideale opstelling voor elke producent van extracten – kleine tot zeer grote schaal. Lees meer over de eenvoudige en efficiënte schaalvergroting van ultrageluidondersteunde extractie!

Schaalvergroting van extractie met ultrageluid

De meeste extractiemethoden (bv. Soxhlet-extractie, superkritische CO₂ extractie, maceratie) zijn de bottleneck, wanneer het gaat om het plannen van de verhoging van de productie van botanische extracten. Het gebruik van ultrasone extractie voorkomt dat een verhoging van de productie de achilleshiel van het bedrijf wordt. Lees hieronder hoe ultrasone extractie lineair kan worden opgeschaald naar elk productievolume.
De relatie tussen schaalvergroting en procesparameters: Conventionele extractietechnieken vergen duur, arbeidsintensief en tijdrovend onderzoek om een grotere extractie-installatie voor productieverhoging te implementeren, aangezien veel verwerkingsfactoren veranderen en niet lineair kunnen worden overgenomen in een groter geheel. Dit betekent dat talrijke procesparameters opnieuw moeten worden vastgesteld en dat de extractkwaliteiten die in kleinere extractiesystemen worden verkregen, vaak niet kunnen worden bereikt in grotere productiesystemen.
Het mooie van ultrasone extractie is de volledig lineaire schaalbaarheid. Door deze lineaire schaalbaarheid kunnen alle belangrijke procesparameters zoals amplitude, temperatuur, druk, ultrasone blootstelling (tijd) en oplosmiddel/vaste stofverhouding worden gehandhaafd. Voor het opschalen van een ultrasoon extractieproces naar grotere volumes is een groter sonotrode-oppervlak nodig. Dit betekent dat schaalvergroting kan worden bereikt door een krachtiger ultrasoonapparaat met een grotere sonotrode (ultrasone sonde/ hoorn) te gebruiken of door meerdere ultrasone extractoren parallel te installeren.

Voorbeeldscenario's voor ultrasone schaalvergroting

In een continue doorstroomopstelling bijvoorbeeld, kunt u uw botanische extractie opschalen door 3x 2kW ultrasone extractoren UIP2000hdT parallel te installeren (waarvoor 3 sonotrodes en 3 flowcellen nodig zijn). Dit geeft u een ultrasoon verwerkingsvermogen van 6kW.
Als alternatief kunt u één 6kW ultrasoonapparaat UIP6000hdT installeren, dat is uitgerust met één grote sonde en een grotere doorstroomcelreactor.

De voordelen van een parallelle opstelling van meerdere ultrasone extractoren zijn redundantie, flexibeler gebruik (bv. gelijktijdige extractie uit verschillende grondstoffen aangezien elk ultrasoonapparaat een ander plantaardig materiaal kan verwerken). Dit opschalingsmodel is ook comfortabel wanneer u al over één type ultrasoonapparaat beschikt; het toevoegen van één of meer apparaten van hetzelfde model is handig en kan uw investeringskosten verlagen.

Investeren in één grotere ultrasone extractor is vooral geschikt wanneer grotere hoeveelheden van hetzelfde extract in één keer worden geproduceerd. Een enkele grotere ultrasoonapparaat is ook geschikter wanneer het wordt geïnstalleerd in een faciliteit met beperkte ruimte.

Hoe schaalvergroting van ultrasone extractie te benaderen

Voor een efficiënt en economisch extractieproces moeten de procesparameters worden geoptimaliseerd. Optimalisatie is bereikt wanneer het proces is afgestemd op de hoogste verwerkingscapaciteit bij de laagste energie-input, terwijl de beoogde extractkwaliteit wordt verkregen. In een geoptimaliseerd ultrasoon proces worden de energie, de behandelingstijd en de arbeidskosten geminimaliseerd tot een punt waar nog steeds de hoogste opbrengst en kwaliteit van het eindproduct worden verkregen.
Ultrasone procesoptimalisatie gebeurt door verschillende parameterconfiguraties te testen en de optimale parameters voor uw grondstof te bepalen. Algemene empirische waarden worden gewoonlijk gebruikt als startpunt om snel tot de individuele ideale instelling te komen. Ultrasone procesoptimalisatietests kunnen worden uitgevoerd op kleine volumes, wat helpt om de inspanningen te verminderen, materiaal te besparen en relatief snel de gewenste resultaten te verkrijgen.
Hielscher Ultrasonics beschikt over een goed geoutilleerd technisch centrum en laboratorium. Onze faciliteit beschikt niet alleen over het volledige scala aan laboratorium- en industriële ultrasoonapparatuur voor batch- en inline-sonicatie, maar ook over geavanceerde analyseapparatuur voor een uitgebreide evaluatie van de resultaten. Onze ervaren en goed opgeleide medewerkers (met universitaire diploma's) helpen u graag met procesoptimalisatie – ultrasone proeven voor u uitvoeren en/of u adviseren over de meest geschikte ultrasone procesopstellingen.

Schaalvergroting met Hielscher ultrasoonafzuigers: Snel, betrouwbaar en efficiënt

Overwin de bottleneck van extractie met ultrasoonbehandeling!
Of u nu uw productiecapaciteit wilt verhogen in batch of continue flow-though (inline) mode, Hielscher Ultrasonics heeft de ideale ultrasoonmachine en accessoires voor grotere productiecapaciteiten. Wij helpen u ook bij het overzetten van uw batch extractie naar een inline proces.
Neem nu contact met ons op! Wij bespreken graag uw productiebehoeften en geven u technische specificaties, diepgaande begeleiding bij het opschalen van ultrasone extractie, en respectieve voorstellen!
De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasoonapparatuur bij benadering: