Zwiększenie skali procesów ekstrakcji ultradźwiękowej
W celu zwiększenia zdolności produkcyjnych, procesy ekstrakcji muszą być skalowane do większych objętości / wyższej przepustowości. Ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami jest wysoce skuteczną metodą izolowania związków botanicznych z materiału roślinnego. Dodatkowo, aplikacje sonikacyjne mogą być liniowo skalowane do większych objętości. Dzięki możliwości obróbki materiału roślinnego w partiach, jak również w trybie przepływowym, ekstrakcja ultradźwiękowa oferuje idealną konfigurację dla każdego producenta ekstraktów – od małej do bardzo dużej skali. Przeczytaj więcej o prostym i wydajnym skalowaniu ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami!
Zwiększenie skali ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami
Większość metod ekstrakcji (np. ekstrakcja Soxhleta, nadkrytyczny CO2 ekstrakcja, maceracja) są wąskim gardłem, jeśli chodzi o planowanie zwiększenia produkcji ekstraktów botanicznych. Zastosowanie ekstrakcji ultradźwiękowej zapobiega sytuacji, w której wzrost produkcji staje się piętą achillesową firmy. Poniżej dowiesz się, w jaki sposób ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami może być liniowo skalowana do dowolnej wielkości produkcji.
Zależność między skalowaniem a parametrami procesu: Konwencjonalne techniki ekstrakcji wymagają kosztownych, pracochłonnych i czasochłonnych badań w celu wdrożenia większego systemu ekstrakcji w celu zwiększenia produkcji, ponieważ wiele czynników przetwarzania zmienia się i nie można ich dostosować liniowo do większej całości. Oznacza to, że wiele parametrów procesu musi zostać ustalonych na nowo, a często jakość ekstraktu uzyskana w mniejszych konfiguracjach ekstrakcji nie może być osiągnięta w większej produkcji.
Piękno ekstrakcji ultradźwiękowej polega na jej całkowicie liniowej skalowalności. Ta liniowa skalowalność pozwala utrzymać wszystkie ważne parametry procesu, takie jak amplituda, temperatura, ciśnienie, ekspozycja na ultradźwięki (czas), stosunek rozpuszczalnika do ciała stałego. Skalowanie procesu ekstrakcji ultradźwiękowej do większych objętości wymaga większej powierzchni sonotrody. Oznacza to, że skalowanie można przeprowadzić za pomocą mocniejszego ultrasonografu z większą sonotrodą (sonda ultradźwiękowa / klakson) lub instalując równolegle kilka ekstraktorów ultradźwiękowych.
Przeczytaj więcej o sonikatorach Hielscher dla laboratoriów i produkcji!
Ekstrakcja ultradźwiękowa w trybie wsadowym jest najczęściej stosowana w produkcji na małą i średnią skalę. Zdjęcie przedstawia Przemysłowy ekstraktor ultradźwiękowy UIP1000hdT, który może pracować w trybie wsadowym i przepływowym (inline).
Procesy ekstrakcji ultradźwiękowej można skalować liniowo do dowolnej wydajności produkcyjnej. Ekstraktory ultradźwiękowe mogą pracować w trybie wsadowym i liniowym.
Przykładowe scenariusze skalowania ultradźwiękowego
Na przykład, w konfiguracji ciągłego przepływu można skalować ekstrakcję botaniczną, instalując równolegle 3 ekstraktory ultradźwiękowe UIP2000hdT o mocy 2 kW (wymagające 3 sonotrod i 3 komórek przepływowych). Daje to moc przetwarzania ultradźwiękowego 6kW.
Alternatywnie można zainstalować pojedynczy ultrasonograf UIP6000hdT o mocy 6 kW, który jest wyposażony w pojedynczą dużą sondę i większy reaktor z komorą przepływową.
Zalety równoległej konfiguracji kilku ekstraktorów ultradźwiękowych to redundancja, bardziej elastyczne zastosowanie (np. jednoczesna ekstrakcja z różnych surowców, ponieważ każdy ultradźwiękowiec może przetwarzać inny materiał roślinny). Ten model skalowania jest również wygodny, gdy masz już jeden typ ultradźwiękowca; dodanie jednego lub kilku urządzeń tego samego modelu jest wygodne i może obniżyć koszty inwestycji.
Inwestycja w jeden większy ekstraktor ultradźwiękowy jest szczególnie odpowiednia, gdy jednocześnie produkowane są większe ilości tego samego ekstraktu. Pojedynczy większy ultrasonicator jest również bardziej odpowiedni, gdy jest zainstalowany w obiekcie o ograniczonej przestrzeni.
Jak podejść do skalowania ekstrakcji ultradźwiękowej?
Aby proces ekstrakcji był wydajny i ekonomiczny, należy zoptymalizować jego parametry. Optymalizację osiąga się, gdy proces jest dostrojony do najwyższej przepustowości przy najniższym poborze energii, przy jednoczesnym uzyskaniu docelowej jakości ekstraktu. W zoptymalizowanym procesie ultradźwiękowym energia, czas obróbki i koszty pracy są zminimalizowane do punktu, w którym nadal uzyskuje się najwyższą wydajność i jakość produktu końcowego.
Optymalizacja procesu ultradźwiękowego odbywa się poprzez testowanie różnych konfiguracji parametrów i zawężanie do optymalnych parametrów dla danego surowca. Ogólne wartości empiryczne są zwykle używane jako punkt wyjścia, pomagając szybko dotrzeć do indywidualnego idealnego ustawienia. Testy optymalizacji procesu ultradźwiękowego można przeprowadzać na małych objętościach, co pomaga zmniejszyć wysiłek, oszczędza materiał i stosunkowo szybko uzyskuje pożądane wyniki.
Hielscher Ultrasonics posiada dobrze wyposażone centrum techniczne i laboratorium. Nasz zakład posiada nie tylko pełną gamę laboratoryjnych i przemysłowych ultrasonografów do sonikacji wsadowej i liniowej, ale także zaawansowane urządzenia analityczne do kompleksowej oceny wyników. Nasz długoletni doświadczony, dobrze wyszkolony personel (z dyplomami uniwersyteckimi) chętnie pomoże w optymalizacji procesu – przeprowadzanie prób ultradźwiękowych i/lub doradztwo w zakresie najbardziej odpowiednich konfiguracji procesu ultradźwiękowego.
Zwiększanie skali dzięki ekstraktorom ultradźwiękowym Hielscher: Szybkie, niezawodne i wydajne
Pokonaj wąskie gardło ekstrakcji za pomocą ultradźwięków!
Niezależnie od tego, czy chcesz zwiększyć zdolność produkcyjną w trybie wsadowym, czy w trybie ciągłego przepływu (inline), Hielscher Ultrasonics ma idealny ultrasonicator i akcesoria do większych zdolności produkcyjnych. Pomagamy również przenieść ekstrakcję wsadową do procesu inline.
Skontaktuj się z nami już teraz! Z przyjemnością omówimy Twoje potrzeby produkcyjne i przedstawimy specyfikacje techniczne, szczegółowe wskazówki dotyczące skalowania ekstrakcji ultradźwiękowej oraz odpowiednie propozycje!
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultrasonografów:
| Wielkość partii | natężenie przepływu | Polecane urządzenia |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20-400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 0.3 do 60L | 0.6 do 12 l/min | >UIP6000hdT |
| b.d. | 10-100L/min | UIP16000 |
| b.d. | większe | klaster UIP16000 |
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
typ sondy Ultradźwiękowiec UIP1000hdT z mieszadłem do produkcji ekstraktów botanicznych, takich jak kannabinoidy (np. CBD, THC, CBG)
UIP4000hdT – Ekstraktor ultradźwiękowy o mocy 4000 W do produkcji ekstraktów botanicznych na skalę przemysłową.
Literatura / Referencje
- 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 produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do rozmiar przemysłowy.