Strategieën voor hogere opbrengsten bij de extractie van plantaardig materiaal

Om met hoge efficiëntie extracten van topkwaliteit uit plantaardig materiaal te produceren, d.w.z. hoge opbrengsten aan extracten van topkwaliteit binnen een korte extractietijd, is een extractietechniek met hoge prestaties vereist. Ultrasone extractie is een techniek voor procesintensivering die het gebruik van een breed scala aan grondstoffen mogelijk maakt en op een snelle en kosteneffectieve manier hoge opbrengsten aan superieure extracten levert.

Plantaardige extracten van topkwaliteit met krachtig ultrageluid

Wanneer een specifieke bioactieve verbinding of een bioactieve fractie uit plantaardig materiaal wordt geëxtraheerd, beïnvloeden verschillende factoren het extractieproces. Naast de extractietechnologie (bijv. ultrasone extractie) zijn de polariteit van het oplosmiddel, de grondstof en de voorbehandeling ervan, de verhouding vaste stof / vloeistof (d.w.z. de verhouding plantaardig materiaal / oplosmiddel), de extractietijd en de temperatuur belangrijke procesfactoren die zorgvuldig moeten worden overwogen. Ultrasoon ondersteunde extractie (UAE) maakt ideale procesomstandigheden mogelijk, die tegelijkertijd worden gekenmerkt door mildheid en hoge efficiëntie. De vrije keuze van milde oplosmiddelen of extractie met koud water, lage temperaturen en korte verwerkingstijden maken ultrasone extractie tot de superieure extractietechniek, die thermische of chemische afbraak van de bioactieve moleculen voorkomt. Bovendien kan UAE de volledige beschikbare hoeveelheid bioactieve moleculen uit de plantaardige grondstof vrijmaken. Daarom is sonicatie de meest gebruikte extractietechnologie voor de productie van zeer krachtige extracten.

Wat maakt ultrasone extractie superieur?

Ultrasoon ondersteunde extractie (UAE) is een zeer efficiënte extractietechniek die uitsluitend op mechanische krachten berust. Ultrasone of akoestische cavitatie wordt gekenmerkt door intense afschuifkrachten en lokaal optredende grote temperatuur- en drukverschillen. Deze zeer intense cavitatiekrachten veroorzaken zogeheten sonoporatie, waarbij nieuwe poriën in het celmembraan worden gevormd en bestaande poriën worden vergroot, evenals de ontsluiting van plantaardige celstructuren. De ultrasoon geïntensiveerde stroming van oplosmiddel naar het celinterieur en weer naar buiten draagt bij aan de snelle en volledige vrijmaking van de plantaardige stoffen. Doordat UAE uitsluitend mechanische krachten gebruikt, verandert deze techniek de plantaardige moleculen niet door chemicaliën of een intensieve warmtebehandeling en voorkomt zij daardoor chemische of door warmte veroorzaakte veranderingen van de bioactieve stoffen in plantaardig materiaal. Daardoor levert ultrasone extractie hoogwaardige extracten met een volledig spectrum op, die de volledige effecten van de gecombineerde plantaardige stoffen bieden, bekend als het zogeheten entourage-effect.
Ultrasone extractie: een milde, niet-thermische, maar zeer efficiënte techniek voor hoge opbrengsten aan extracten van topkwaliteit.

Vergelijking van ultrasone extractie met andere technieken

Ultrasone extractie is een veelgebruikte techniek om bioactieve verbindingen zoals antioxidanten, polyfenolen, polysachariden, eiwitten, lipiden, cannabinoïden en andere fytochemicaliën uit plantaardige materialen vrij te maken en te isoleren.
Sonicatie is de voorkeursmethode vanwege talrijke voordelen, zoals hoge / volledige extractieopbrengsten, snelle, niet-thermische verwerking, compatibiliteit met vrijwel alle oplosmiddelen (bijv. water, ethanol, methanol, isopropanol, plantaardige oliën, glycerine enz.), eenvoudige en veilige bediening, weinig onderhoud en vele andere voordelen.
De onderstaande tabel vergelijkt ultrasone extractie met andere conventionele extractiemethoden en onderstreept de voordelen van UAE.

Waarom is ultrasone extractie zo efficiënt?

Het extractie-intensiverende mechanisme van krachtig ultrageluid wordt voornamelijk toegeschreven aan het verschijnsel akoestische cavitatie. Ultrasone cavitatie veroorzaakt botsingen tussen deeltjes van de plantaardige biomassa, wat leidt tot fragmentatie door onderlinge botsingen en een afname van de deeltjesgrootte. Wanneer cavitatiebellen op het oppervlak van de plantaardige vaste stoffen imploderen, vergroten erosie en sonoporatie het deeltjesoppervlak verder. De daardoor geïntensiveerde massaoverdracht vergemakkelijkt de vrijmaking van moleculen zoals eiwitten, lipiden, suikers, vitaminen, antioxidanten, fytochemicaliën en voedingsvezels. Ultrasoon opgewekte afschuifkrachten verbeteren respectievelijk de penetratie van het oplosmiddel in de cellulaire matrix van het plantaardige materiaal en de doorlaatbaarheid van de celmembranen. Deze mechanismen van krachtig ultrageluid zijn verantwoordelijk voor de aanzienlijke procesintensivering die wordt bereikt wanneer sonicatie wordt toegepast voor de extractie van plantaardig materiaal.

Ontvang technische informatie over ultrasone extractoren van Hielscher en hun voordelen!

Hielscher Ultrasonics ontwerpt, produceert en distribueert ultrasone extractoren met hoge prestaties voor batchgewijze en continue verwerking op elke productieschaal. Naast de hoogste technische normen, uitstekende robuustheid en 24/7/365-bedrijf voor een zeer efficiënte werking bieden sonicatoren van Hielscher een eenvoudige en betrouwbare bediening. Hoge efficiëntie, slimme software, een intuïtief menu, automatische gegevensregistratie en bediening op afstand via een browser zijn slechts enkele kenmerken die extractoren van Hielscher onderscheiden van andere extractieapparatuur.

Voordelen van ultrasone extractoren van Hielscher

Efficiëntie

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

Eenvoud

• Plug ‘n’ play – Installatie en training binnen enkele uren
• Hoge verwerkingscapaciteit – Voor grootschalige extractproductie
• Batchgewijze of continue inlinewerking
• Eenvoudige installatie – Ondersteunt meerdere spanningen en vereist slechts vier slangaansluitingen
• Verplaatsbaar
• Lineaire opschaling – voeg parallel een extra ultrasoon systeem toe om de capaciteit te verhogen
• Bewaking en bediening op afstand – via pc, smartphone of tablet
• Geen procesbewaking vereist – Installeren en starten
• Hoog prestatievermogen – ontworpen voor continue 24/7-productie
• Robuustheid en weinig onderhoud
• Hoge kwaliteit – ontworpen en gebouwd in Duitsland
• Snel vullen en legen tussen batches
• Eenvoudig te reinigen

Veiligheid

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

Oplosmiddelen voor ultrasone extractie
Kies het ideale oplosmiddel voor uw extractieproces: water, een mengsel van water en alcohol, isopropylalcohol, hexaan, ethanol, methanol, butaan, plantaardige oliën, glycerine,
niet-giftige oplosmiddelen en alle andere gangbare oplosmiddelen zijn compatibel met ultrasone extractie.
Ultrasone extractie met koud water: Hoewel water technisch gezien een oplosmiddel is, het zogeheten universele oplosmiddel, wordt extractie op waterbasis over het algemeen beschouwd als extractie zonder oplosmiddelen. Voor ultrasone extractie zonder oplosmiddelen zijn geen vreemde stoffen nodig. De suspensie van water en plantaardig materiaal wordt aan sonicatie onderworpen om de celwanden van de plant open te breken, zodat de bioactieve moleculen in het water (oplosmiddel) vrijkomen. Sonicatie is een zuiver mechanische methode die de grondstof en het extract niet chemisch verandert. Daarom is ultrasone extractie de voorkeurstechniek voor de productie van hoogwaardige plantaardige extracten.

Sonicator met sonotrode UIP1000hdT met roerder voor de productie van plantaardige extracten zoals cannabinoïden (bijv. CBD, THC, CBG)

 
De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasone extractoren (batchgewijze en doorstroomverwerking):