Ultrasoon werkt sneller dan andere extractiemethoden
De snelle procedure van ultrasone extractie en de daaruit voortvloeiende tijdsbesparing bij de productie van extracten zijn een van de vele voordelen van ultrasone extractie van bioactieve stoffen uit planten. Ultrasone extractie is wetenschappelijk vergeleken met alternatieve extractietechnieken zoals superkritische CO2-extractie, maceratie, heat-reflux, Soxhlet of microgolfextractie en onderzoeksresultaten bewijzen het significante voordeel van ultrasone extractie met betrekking tot extractiesnelheid en opbrengst.
Ultrasoon als snelle extractieprocedure
Ultrasone extractie van bioactieve bestanddelen staat bekend om de hoge opbrengst, de hoge kwaliteit van de extracten, de korte extractietijd, het lage energieverbruik en de mogelijkheid om met zeer milde oplosmiddelen te werken. Al deze factoren dragen bij aan de buitengewone algehele efficiëntie van ultrasone extractie van bioactieve bestanddelen uit plantaardige materialen.
Hieronder vindt u een selectie van wetenschappelijke onderzoeksrapporten, waarin ultrasone extractie (ook wel ultrageluidondersteunde extractie genoemd) wordt beschreven. UAE) werden vergeleken met andere extractietechnieken zoals maceratie, Soxhlet, heat-reflux, superkritisch CO2en microgolfextractie.
Ultrasone UP400St voor snelle extractie van botanische middelen in batchmodus
| Extractie toepassing | Ultrasone extractietijd | Tijd voor alternatieve extractiemethode | Aanvullende informatie | Bron |
|---|---|---|---|---|
| Anthocyane-extractie uit mirtebessen | 5 min | 15 min magnetron |
ultrasoonapparaat UP200S | Gonzalez et al., 2019 |
| Boldo verlof extractie | 5-30 min | 15-90 min maceratie |
Ultrasone UIP1000hdT “We kunnen zien dat bij 5 tot 30 minuten sonicatie de opbrengst gelijk is aan de opbrengst van conventionele maceratie bij 15 tot 90 minuten: UAE Heeft een derde van de tijd nodig om het oplosbare materiaal van de bladeren te extraheren bij conventionele maceratie.” |
Petigny et al., 2013 |
| Extractie van totaal fenolen en flavonoïden uit salie | 11 min | 30 min conventionele extractie met schudapparaat in waterbad bij 60ºC |
Ultrasone afzuigers UP100H, UP400S |
Dent et al., 2015 |
| Extractie van polyfenolen uit olijfbladeren | 21 min | 60min conventionele warmterefluxextractie |
Ultrasone UP400S | Dobrinčić et al., 2020 |
| Extractie van bioactieve fenolen uit bladeren van Malva sylvestris | 49 min 48°C bij 110W |
5 h wervelbedextractie bij 150 rpm |
ultrasoonapparaat UP200S HPLC-analyse toonde aan dat de concentratie bioactieve fenolen significant toenam (p≺0,05) onder de optimale omstandigheden. UAE omstandigheden. |
Bimakr et al., 2017 |
| Extractie van lipiden uit zaden van wintermeloen (Benincasa hispida) | ∼36 min | Superkritische kooldioxide-extractie gecombineerd met pressure swing-techniek (SCE-PST) (∼50 min), superkritisch CO2 (∼97 min), en conventionele Soxhlet-extractie (∼360 min) | Vergelijking van superkritisch kooldioxide (sCO2), extractie met behulp van ultrasone trillingen (UAE), superkritische kooldioxide-extractie gecombineerd met pressure swing-techniek (SCE-PST) en Soxhlet extractie toont aan dat UAE de meest efficiënte en snelle extractietechniek is. | Bimakr et al. (2015) |
Vergelijking van superkritisch kooldioxide (sCO2), extractie met behulp van ultrasone trillingen (UAE), superkritische kooldioxide-extractie gecombineerd met pressure swing-techniek (SCE-PST) en Soxhlet extractie laat zien dat UAE is de meest efficiënte en snelle extractietechniek.
- Hoge extractie efficiëntie
- Superieure extractieopbrengsten
- snelle procedure
- Lage temperaturen
- Geschikt om thermolabiele verbindingen te extraheren
- Compatibel met elk oplosmiddel
- Laag energieverbruik
- Groene extractietechniek
- Eenvoudige en veilige bediening
- Lage investerings- en operationele kosten
- 24/7 werking onder zware omstandigheden
Ultrasone extractoren met hoge prestaties voor de express isolatie van verbindingen
De state-of-the-art ultrasone apparatuur van Hielscher maakt een snelle extractie van hoogwaardige biomoleculen uit planten mogelijk. Volledige controle over de procesparameters zoals amplitude, temperatuur, druk en energie-input zorgen voor de meest efficiënte en mildste extractieomstandigheden en produceren onbeschadigde, zeer bioactieve extracten. Het optimaliseren van ultrasone extractieparameters zoals de deeltjesgrootte van de grondstof, het type oplosmiddel, de verhouding tussen vaste stoffen en oplosmiddelen en de extractietijd kan worden geoptimaliseerd voor de hoogste efficiëntie en de beste algehele resultaten. Aangezien ultrasone extractie een niet-thermische extractiemethode is, kan thermische degradatie van de bioactieve ingrediënten worden vermeden, wat resulteert in een superieure extractkwaliteit.
Over het geheel genomen maken de voordelen zoals een hoge opbrengst, korte extractietijd, lage extractietemperatuur en de verminderde behoefte aan oplosmiddelen sonicatie tot de geprefereerde extractiemethode.
Ultrasone extractie concurreert met microgolven bij het extraheren van anthocyanine uit mirtebessen. Sonificatie is drie keer sneller dan microgolfovenextractie.
De vergelijking van ultrasoon vs. conventioneel met een waterbadschudder laat een significant kortere extractietijd zien voor totale fenolen en flavonoïden van salie bij gebruik van ultrasone extractie. Ultrasone extractie vereist slechts een derde van de extractietijd met een waterbadschudder.
Ultrasone extractie: Gevestigd in laboratorium en industrie
Ultrasone extractie wordt veel toegepast voor de extractie van alle soorten bioactieve verbindingen uit plantaardige producten, schimmels, algen, bacteriën en zoogdiercellen. Ultrasone extractie is een eenvoudige, kosteneffectieve en zeer efficiënte methode die andere traditionele extractietechnieken overtreft door een hogere extractieopbrengst en een kortere verwerkingsduur.
Met laboratorium-, tafelmodel- en volledig industriële ultrasone systemen die direct beschikbaar zijn, is ultrasone extractie tegenwoordig een gevestigde en vertrouwde technologie. Hielscher ultrasone extractoren worden wereldwijd geïnstalleerd in industriële verwerkingsfaciliteiten voor de productie van bioactieve stoffen van voedsel- en farmaceutische kwaliteit.
De onderstaande tabel geeft 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 |
| n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000 |
| n.v.t. | groter | cluster van UIP16000 |
Neem contact met ons op!? Vraag het ons!
Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispergeren, emulgeren en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.
Literatuur? Referenties
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- 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.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Wetenswaardigheden
Werkingsprincipe van ultrasone extractie
Ultrasone extractie is een veelgebruikte methode om bioactieve bestanddelen uit plantaardige materialen te isoleren en te scheiden. Omdat sonicatie compatibel is met elk soort oplosmiddel, kan de ultrasone extractieprocedure optimaal worden ontworpen met betrekking tot bioactieve verbindingen (d.w.z. de beoogde verbindingen), hun polariteit, oplosbaarheid, warmtegevoeligheid en andere factoren. Door het sonicatieproces specifiek aan een bepaalde verbinding of verschillende verbindingen aan te passen, kan de meest ideale opstelling worden gekozen om een extract van buitengewoon hoge kwaliteit te verkrijgen.
Ultrasone golven gekoppeld aan een vloeistof of slurry creëren intense trillingen en akoestische cavitatie. Akoestische aka ultrasone cavitatie wordt bepaald door plaatselijk optredende extreem hoge drukverschillen, schuifkrachten en vloeistofstralen. Deze krachten breken celwanden, verstoren plantaardige cellen en intensiveren de massaoverdracht tussen celinterieur en oplosmiddel. Hierdoor komen bioactieve ingrediënten efficiënt vrij in het omringende oplosmiddel, waaruit doelmoleculen gemakkelijk kunnen worden geïsoleerd en gezuiverd (bijvoorbeeld door rotorverdamping, stoomdestillatie of HPLC).
Ultrasone extractie uit plantencellen: de microscopische dwarsdoorsnede (TS) toont het werkingsmechanisme tijdens ultrasone extractie uit cellen (vergroting 2000x)
[bron: Vilkhu et al. 2011].
Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van lab naar industrieel formaat.