Skalowanie procesów ekstrakcji ultradźwiękowej

Aby zwiększyć zdolności produkcyjne, procesy ekstrakcji trzeba skalować do większych objętości / wyższych wydajności przetwarzania. Ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami jest wysoce skuteczną metodą izolowania związków roślinnych z materiału roślinnego. Ponadto zastosowania sonikacji można liniowo skalować do większych objętości. Dzięki możliwości przetwarzania materiału roślinnego zarówno w trybie wsadowym, jak i przepływowym ekstrakcja ultradźwiękowa zapewnia idealną konfigurację każdemu producentowi ekstraktów – od małej do bardzo dużej skali. Dowiedz się więcej o prostym i wydajnym skalowaniu ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami!

Skalowanie ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami

Większość metod ekstrakcji (np. ekstrakcja Soxhleta, ekstrakcja nadkrytycznym CO₂ , maceracja) stanowi wąskie gardło przy planowaniu zwiększenia produkcji ekstraktów roślinnych. Zastosowanie ekstrakcji ultradźwiękowej zapobiega sytuacji, w której zwiększenie produkcji staje się piętą achillesową przedsiębiorstwa. Poniżej dowiesz się, jak ekstrakcję wspomaganą ultradźwiękami można liniowo skalować do dowolnej wielkości produkcji.
Zależność między skalowaniem a parametrami procesu: Konwencjonalne techniki ekstrakcji wymagają kosztownych, pracochłonnych i czasochłonnych badań, aby wdrożyć większy system ekstrakcji w celu zwiększenia produkcji, ponieważ wiele czynników procesowych ulega zmianie i nie można ich liniowo dostosować do większej wydajności przetwarzania. Oznacza to, że liczne parametry procesu trzeba ustalić na nowo, a jakości ekstraktów uzyskiwanej w mniejszych instalacjach ekstrakcyjnych często nie można osiągnąć przy produkcji na większą skalę.
Zaletą ekstrakcji ultradźwiękowej jest jej całkowicie liniowa skalowalność. Ta liniowa skalowalność pozwala zachować wszystkie istotne parametry procesu, takie jak amplituda, temperatura, ciśnienie, ekspozycja na ultradźwięki (czas) i stosunek rozpuszczalnika do materiału stałego. Skalowanie procesu ekstrakcji ultradźwiękowej do większych objętości wymaga większej powierzchni sonotrody. Oznacza to, że skalowanie można przeprowadzić, stosując sonikator o większej mocy z większą sonotrodą (sondą ultradźwiękową / sonotrodą) lub instalując równolegle kilka ekstraktorów ultradźwiękowych.
Dowiedz się więcej o sonikatorach Hielscher do zastosowań laboratoryjnych i produkcyjnych!

Przykładowe scenariusze skalowania procesów ultradźwiękowych

Na przykład w instalacji pracującej w trybie ciągłego przepływu można skalować ekstrakcję z materiału roślinnego, instalując równolegle 3x ekstraktory ultradźwiękowe UIP2000hdT o mocy 2kW (co wymaga 3 sonotrod i 3 komór przepływowych). Zapewnia to moc ultradźwiękową wynoszącą 6kW.
Alternatywnie można zainstalować jeden sonikator UIP6000hdT o mocy 6kW, wyposażony w jedną dużą sonotrodę i większy reaktor z komorą przepływową.

Zaletami równoległej instalacji kilku ekstraktorów ultradźwiękowych są redundancja i większa elastyczność zastosowania (np. jednoczesna ekstrakcja z różnych surowców, ponieważ każdy sonikator może przetwarzać inny materiał roślinny). Ten model skalowania jest również wygodny, gdy użytkownik posiada już jeden typ sonikatora; 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 jednorazowo wytwarza się większe ilości tego samego ekstraktu. Jeden większy sonikator jest również bardziej odpowiedni do instalacji w zakładzie o ograniczonej przestrzeni.

Jak podejść do skalowania ekstrakcji ultradźwiękowej

Aby proces ekstrakcji był wydajny i ekonomiczny, należy zoptymalizować parametry procesu. Optymalizację osiąga się, gdy proces zostaje dostosowany do najwyższej wydajności przetwarzania przy najniższym nakładzie energii, przy jednoczesnym uzyskiwaniu docelowej jakości ekstraktu. W zoptymalizowanym procesie ultradźwiękowym zużycie energii, czas obróbki i koszty pracy są minimalizowane do poziomu, przy którym nadal uzyskuje się najwyższą wydajność ekstrakcji i najwyższą jakość produktu końcowego.
Optymalizacja procesu ultradźwiękowego polega na testowaniu różnych konfiguracji parametrów i zawężaniu ich do parametrów optymalnych dla danego surowca. Ogólne wartości empiryczne są zwykle wykorzystywane jako punkt wyjścia, pomagający szybko uzyskać indywidualne, idealne ustawienia. Testy optymalizacji procesu ultradźwiękowego można przeprowadzać na małych objętościach, co pomaga ograniczyć nakład pracy, oszczędza materiał i pozwala stosunkowo szybko uzyskać pożądane wyniki.
Hielscher Ultrasonics dysponuje dobrze wyposażonym centrum technicznym i laboratorium. Nasz ośrodek oferuje nie tylko pełną gamę sonikatorów laboratoryjnych i przemysłowych do sonikacji wsadowej i inline, lecz także zaawansowane urządzenia analityczne umożliwiające kompleksową ocenę wyników. Nasz dobrze wyszkolony personel z wieloletnim doświadczeniem (i wyższym wykształceniem) chętnie pomoże w optymalizacji procesu – przeprowadzając dla Państwa próby ultradźwiękowe i/lub doradzając w zakresie najbardziej odpowiednich konfiguracji procesów ultradźwiękowych.

Skalowanie z ekstraktorami ultradźwiękowymi Hielscher: szybko, niezawodnie i wydajnie

Pokonaj wąskie gardło ekstrakcji dzięki sonikacji!
Niezależnie od tego, czy chcą Państwo zwiększyć zdolności produkcyjne w trybie wsadowym, czy w trybie ciągłego przepływu (inline), Hielscher Ultrasonics oferuje idealny sonikator i akcesoria do większych zdolności produkcyjnych. Pomagamy również przekształcić ekstrakcję wsadową w proces inline.
Skontaktuj się z nami już teraz! Chętnie omówimy Państwa potrzeby produkcyjne oraz przedstawimy specyfikacje techniczne, szczegółowe wskazówki dotyczące skalowania ekstrakcji ultradźwiękowej i odpowiednie propozycje!
Jako wstępną, orientacyjną wskazówkę poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych sonikatorów: