Opschaling van ultrasone extractieprocessen
Om de productiecapaciteit te verhogen, moeten extractieprocessen worden opgeschaald naar grotere volumes / hogere verwerkingscapaciteit. Extractie met behulp van ultrasoon 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 de doorstroommodus te behandelen, biedt ultrasone extractie de ideale opstelling voor elke producent van extracten. – van kleine tot zeer grote schaal. Lees meer over de eenvoudige en efficiënte opschaling van ultrasone extractie!
Opschaling van ultrageluidondersteunde extractie
De meeste extractiemethoden (bijv. Soxhletextractie, superkritisch CO2 extractie, maceratie) zijn de bottleneck als het gaat om het plannen van de toename van de productie van botanische extracten. Het gebruik van ultrasone extractie voorkomt dat een toename van de productie de achilleshiel van het bedrijf wordt. Lees hieronder hoe ultrasoon ondersteunde extractie lineair kan worden geschaald naar elk productievolume.
De relatie tussen opschaling en procesparameters: Conventionele extractietechnieken vereisen duur, arbeids- en tijdintensief onderzoek om een groter extractiesysteem te implementeren voor productieverhoging, aangezien veel verwerkingsfactoren veranderen en niet lineair kunnen worden overgenomen op een groter geheel. Dit betekent dat talloze procesparameters opnieuw moeten worden vastgesteld en dat de extractkwaliteiten die in kleinere extractiesets worden verkregen, vaak niet kunnen worden bereikt in grotere productiesets.
Het mooie van ultrasone extractie is de volledig lineaire schaalbaarheid. Deze lineaire schaalbaarheid maakt het mogelijk om alle belangrijke procesparameters te handhaven, zoals amplitude, temperatuur, druk, ultrasone blootstelling (tijd), verhouding oplosmiddel/vaste stof. Voor het opschalen van een ultrasoon extractieproces naar grotere volumes is een groter oppervlak van de sonotrode nodig. Dit betekent dat schaalvergroting mogelijk is door een krachtiger ultrasoonapparaat met een grotere sonotrode (ultrasone sonde/ hoorn) te gebruiken of door meerdere ultrasone extractoren parallel te installeren.
Lees meer over Hielscher Sonicators voor laboratorium en productie!
Ultrasone extractie in batchmodus wordt meestal gebruikt voor kleine tot middelgrote productie. De afbeelding toont de industriële ultrasone extractor UIP1000hdTdie kan worden gebruikt in de batch- en doorstroommodus (inline).
Ultrasone extractieprocessen kunnen lineair worden geschaald naar elke productiecapaciteit. Ultrasone extractors kunnen zowel in batch als inline worden gebruikt.
Voorbeeldscenario's voor ultrasone schaalvergroting
In een continue doorstroomopstelling kunt u uw botanische extractie bijvoorbeeld opschalen door 3x 2kW ultrasone extractors UIP2000hdT parallel te installeren (waarvoor 3 sonotroden en 3 flowcellen nodig zijn). Dit geeft u een ultrasoon verwerkingsvermogen van 6kW.
Als alternatief kunt u een enkele 6kW ultrasone UIP6000hdT installeren, die is uitgerust met een enkele grote sonde en een grotere doorstroomcelreactor.
De voordelen van een parallelle opstelling van meerdere ultrasone extractoren zijn redundantie, flexibeler gebruik (bijv. gelijktijdige extractie uit verschillende grondstoffen omdat elke ultrasone machine een ander plantaardig materiaal kan verwerken). Dit schaalvergrotingsmodel is ook comfortabel als u al één type ultrasoonapparaat hebt; het toevoegen van één of meerdere 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 tegelijk worden geproduceerd. Eén grotere ultrasone machine is ook geschikter wanneer deze wordt geïnstalleerd in een faciliteit met beperkte ruimte.
Hoe schaalvergroting van ultrasone extractie aan te pakken
Voor een efficiënt en economisch extractieproces moeten de procesparameters worden geoptimaliseerd. Optimalisatie wordt bereikt wanneer het proces wordt afgestemd op de hoogste verwerkingscapaciteit bij de laagste energie-input, terwijl de beoogde extractkwaliteit wordt verkregen. In een geoptimaliseerd ultrasoon proces worden energie, behandelingstijd en arbeidskosten geminimaliseerd tot het punt waarop nog steeds de hoogste opbrengst en kwaliteit van het eindproduct worden verkregen.
Ultrasoon procesoptimalisatie wordt gedaan door verschillende parameterconfiguraties te testen en de optimale parameters voor uw grondstof te bepalen. Algemene empirische waarden worden normaal gesproken 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 uitgerust technisch centrum en laboratorium. Onze faciliteit beschikt niet alleen over het volledige assortiment laboratorium- en industriële ultrasone apparaten voor batch- en inline-sonisatie, maar ook over geavanceerde analyseapparatuur voor een uitgebreide evaluatie van de resultaten. Onze ervaren, goed opgeleide medewerkers (met universitaire diploma's) helpen u graag bij het optimaliseren van uw processen. – ultrasone proeven voor u uitvoeren en/of u adviseren over de meest geschikte ultrasone procesopstellingen.
Opschalen met Hielscher ultrasone afzuigers: Snel, betrouwbaar en efficiënt
Overwin de bottleneck van extractie met ultrasoon!
Of u nu uw productiecapaciteit wilt verhogen in batch of continue flow-though (inline) modus, Hielscher Ultrasonics heeft de ideale ultrasoonapparatuur en accessoires voor grotere productiecapaciteiten. Wij helpen u ook om uw batch-extractie om te zetten naar een inline proces.
Neem nu contact met ons op! We bespreken graag uw productiebehoeften en geven u technische specificaties, grondige begeleiding bij het opschalen van ultrasone extractie en respectieve voorstellen!
Als eerste ruwe indicatie geeft de onderstaande tabel een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml/min | UP100H |
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100 liter | 2 tot 10 l/min | UIP4000hdT |
| 0.3 tot 60L | 0.6 tot 12L/min | >UIP6000hdT |
| n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000 |
| n.v.t. | groter | cluster van UIP16000 |
Neem contact met ons op! / Vraag het ons!
sonde-type Ultrasone UIP1000hdT met roerder voor de productie van botanische extracten zoals cannabinoïden (bijv. CBD, THC, CBG)
UIP4000hdT – 4000 watt krachtige ultrasone extractor voor de productie van botanische extracten op industriële schaal.
Literatuur / Referenties
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van lab naar industrieel formaat.