Superkritische vloeistofextractie verbeterd door ultrageluid met hoog vermogen
Ultrasone extractie, alleen of in combinatie met alternatieve extractiemethoden zoals oplosmiddelextractie of het gebruik van extractoren met superkritisch CO2 wordt met succes gebruikt om het volledige spectrum aan cannabinoïden uit de cannabisplant (hennep en marihuana) te extraheren. In marihuana is de belangrijkste cannabinoïde Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), met zijn bekende psychotrope effecten. Andere belangrijke cannabinoïden met minder of geen psychotrope activiteit komen zowel in hennep als in marihuana voor en omvatten cannabidiolzuur (CBDA), cannabidiol (CBD), cannabigerol (CBG), cannabichromeen (CBC), cannabinol (CBN) en cannabicyclol (CBL), samen met andere aan C19 gerelateerde homologen.
Ultrasoon verbeterde toepassing van superkritisch CO2 voor extractie
De combinatie van ultrageluid met hoog vermogen en extractoren voor superkritische vloeistofextractie (SFE) is een zeer efficiënte en schone methode om stofoverdrachtsprocessen te versnellen en te verbeteren. Stofoverdracht tussen de grondstof (bijv. plantaardig materiaal zoals bladeren, bloemen, knoppen enz.) en het oplosmiddel (bijv. superkritisch CO2) is de beperkende factor tijdens extractieprocessen. Door de beperkte stofoverdracht neemt de extractie-efficiëntie af. Om deze ontoereikende efficiëntie te compenseren, moet ofwel de extractietijd worden verlengd, ofwel een lagere extractieopbrengst worden geaccepteerd.
Sonicatie met hoog vermogen is een beproefde technologie om langzame reacties te intensiveren door de stofoverdracht tussen twee fasen te verbeteren. Door intense trillingen, afschuifkrachten en turbulentie die het materiaal in beweging brengt, stelt ultrageluid met hoog vermogen de te extraheren grondstof in een aanzienlijk hoger tempo bloot aan het oplosmiddel. Dit resulteert in superieure extractieopbrengsten en een kortere extractietijd. Sonicatie verbetert de extractie-efficiëntie van elk type extractor voor superkritische vloeistofextractie:
- door de opbrengst te verhogen
- door de extractietijd te verkorten
- door de vereiste druk te verlagen
- door de totale productiecapaciteit te verbeteren
UIP2000hdT kan als ultrasone extractor met flenzen worden aangesloten op kolommen waarin superkritisch CO
Ultrasone verbetering van de stofoverdracht bij extractieprocessen met superkritisch CO2 kan eenvoudig worden gerealiseerd door een krachtige ultrasone sonde, zoals een Cascatrode, in de extractor voor superkritische vloeistofextractie te integreren. Sondes van Hielscher Ultrasonics (ook bekend als ultrasone hoorns of sonotroden) kunnen via een standaard flensafdichting worden aangesloten en zijn compatibel met koppelingen van het type swedge lock. Dit maakt de installatie en bediening eenvoudig en veilig. Aangezien alle sonicatoren van Hielscher bekendstaan om hun robuustheid en continue prestaties, vergt een eenmaal geïnstalleerd systeem weinig onderhoud.
Sonicatoren en sondes van Hielscher zijn beschikbaar voor
- kleinschalige extractoren / laboratoriumextractoren voor superkritische vloeistofextractie
- semi-industriële schaal
- industriële schaal
Ultrasone extractor geïntegreerd in een systeem met superkritisch CO2 om de stofoverdracht te verbeteren. Dit verhoogt de extractieopbrengst en vermindert de extractietijd en -temperatuur.
afbeelding en onderzoek: Hu et al. 2007
Casestudy over ultrasoon verbeterde toepassing van superkritisch CO2 voor extractie
Gemberextractie: Balachandran et al. (2006) onderzochten de efficiëntie van ultrasoon ondersteunde extractie met superkritisch CO2 met behulp van de Hielscher sonicator UIP500hdT. Ze onderzochten de invloed van ultrageluid op superkritische extractie met gevriesdroogde gember. “De opbrengst aan scherp smakende verbindingen uit gember neemt onder invloed van ultrageluid aanzienlijk toe, met verbeteringen tot 30% tegen het einde van de extractieperiode.” (Balachandran et al. 2006)
Lees meer over ultrasone gemberextractie!
FESEM-beelden van gemberdeeltjes. (A) Experimenten zonder sonicatie, (B) experimenten met sonicatie met behulp van de UIP500hdT .
Afbeelding en onderzoek: Balachandran et al. 2006
- de stofoverdracht tijdens SFE intensiveren
- de extractopbrengsten verhogen
- SFE-extractie versnellen
- eenvoudig hoge drukken aan
- verschillende grondstoffen verwerken
- achteraf in bestaande SFE-systemen worden geïntegreerd
- flexibel worden geïnstalleerd
- nauwkeurig worden aangestuurd
- op afstand worden aangestuurd
- veilig worden bediend
Ultrasone extractoren met hoog vermogen voor superkritische vloeistofextractie
Sonicatoren van Hielscher kunnen eenvoudig worden geïntegreerd in elke gangbare extractor met superkritisch CO2 om de stofoverdracht te verbeteren en daarmee de extractieopbrengst te verhogen.
De ultrasone sondes van het type CascatrodeTM zijn bijzonder geschikt voor integratie in een extractor met CO2 , aangezien cascatrodes van Hielscher een groot oppervlak bieden dat sterke cavitatie opwekt in de grote tanks van systemen voor extractie met CO2 en daardoor gemakkelijk grote volumes kunnen verwerken. De robuuste en betrouwbare industriële ultrasone processoren van Hielscher Ultrasonics kunnen zeer hoge amplituden leveren. Amplituden tot 200µm kunnen eenvoudig continu worden toegepast tijdens 24/7-bedrijf. Voor nog hogere amplituden zijn ultrasone sonotroden op maat beschikbaar. Het betrouwbare continue bedrijf bij hoge amplituden, evenals de robuustheid en de geringe onderhoudsbehoefte van ultrasone extractoren van Hielscher, maken ze tot de ideale apparatuur voor integratie in extractoren voor R&D en commerciële toepassingen met superkritisch / subkritisch CO2 .
- continu hoge prestaties
- 24/7/365-bedrijf
- nauwkeurige procesregeling
- robuustheid
- weinig onderhoud
- veilig en eenvoudig te bedienen
- bediening op afstand via de browser
De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze sonicatoren:
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 10 tot 2000mL | 20 tot 400mL/min | UP200St, UP400St |
| 0,1 tot 8L | 0,2 tot 2L/min | UIP500hdT |
| 0,1 tot 20L | 0,2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100L | 2 tot 10L/min | UIP4000hdT |
| n.v.t. | 10 tot 100L/min | UIP16000 |
| n.v.t. | hoger | cluster van UIP16000 |
Neem contact met ons op! / Stel ons uw vragen!
Literatuur / referenties
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry
Volume 13, Issue 6, Sept. 2006. 471-479. - Yanxiang Gao, Bence Nagy, Xuan Liu, Béla Simándi, Qi Wang (2009): Supercritical CO2 extraction of lutein esters from marigold (Tagetes erecta L.) enhanced by ultrasound. The Journal of Supercritical Fluids. Volume 49, Issue 3, 2009. 345-350.
- E. Riera, A. Blanco, J. García, J. Benedito, A. Mulet, J. A. Gallego-Juárez, M. Blasco (2010): High-power ultrasonic system for the enhancement of mass transfer in supercritical CO2 extraction processes. Ultrasonics, 50, 2010, 306-309.
- Ai-jun Hu, Shuna Zhao, Hanhua Liang, Tai-qiu Qiu, Guohua Chen (2007): Ultrasound assisted supercritical fluid extraction of oil and coixenolide from adlay seed. Ultrasonics Sonochemistry Volume 14, Issue 2, Feb. 2007. 219-224.
Ultrageluid met hoge prestaties! Het productassortiment van Hielscher omvat het volledige spectrum, van de compacte laboratoriumsonicator via tafelmodellen tot volledig industriële ultrasone systemen.