Ekstrakcja płynem nadkrytycznym ulepszona dzięki ultradźwiękom dużej mocy
Ekstrakcja ultradźwiękowa stosowana samodzielnie lub w połączeniu z alternatywnymi metodami ekstrakcji, takimi jak ekstrakcja rozpuszczalnikowa lub ekstrakcja za pomocą ekstraktorów wykorzystujących nadkrytyczny CO2 , jest z powodzeniem wykorzystywana do pozyskiwania pełnego spektrum kannabinoidów z konopi (konopi włóknistych i marihuany). W marihuanie głównym kannabinoidem jest Δ9-tetrahydrokannabinol (Δ9-THC), wykazujący dobrze znane działanie psychotropowe. Inne ważne kannabinoidy o słabszym działaniu psychotropowym lub niewykazujące takiego działania występują zarówno w konopiach włóknistych, jak i w marihuanie. Należą do nich kwas kannabidiolowy (CBDA), kannabidiol (CBD), kannabigerol (CBG), kannabichromen (CBC), kannabinol (CBN) i kannabicyklol (CBL), a także inne powiązane homologi C19.
Nadkrytyczny CO2 w ekstrakcji ulepszonej ultradźwiękami
Połączenie ultradźwięków dużej mocy i ekstraktorów wykorzystujących płyny nadkrytyczne (SFE) stanowi wysoce wydajną i czystą metodę przyspieszania i usprawniania procesów transportu masy. Transport masy między surowcem (np. materiałem roślinnym, takim jak liście, kwiaty, pąki itp.) a rozpuszczalnikiem (np. nadkrytycznym CO2) jest czynnikiem ograniczającym procesy ekstrakcji. Ograniczony transport masy zmniejsza wydajność ekstrakcji. Aby skompensować ten spadek wydajności, trzeba albo wydłużyć czas ekstrakcji, albo pogodzić się z niższym uzyskiem ekstrakcji.
Sonikacja dużej mocy jest dobrze sprawdzoną technologią intensyfikacji powolnych reakcji poprzez usprawnienie transportu masy między dwiema fazami. Dzięki intensywnym drganiom, siłom ścinającym i turbulencjom wywołującym mieszanie ultradźwięki dużej mocy znacząco zwiększają szybkość kontaktowania surowca poddawanego ekstrakcji z rozpuszczalnikiem. Pozwala to uzyskać wyższe uzyski ekstrakcji i skrócić czas ekstrakcji. Sonikacja zwiększa wydajność ekstrakcji w każdym typie ekstraktora wykorzystującego płyn nadkrytyczny:
- poprzez zwiększenie uzysku
- poprzez skrócenie czasu ekstrakcji
- poprzez obniżenie wymaganego ciśnienia
- poprzez zwiększenie całkowitej zdolności produkcyjnej
UIP2000hdT to ekstraktor ultradźwiękowy, który można połączyć kołnierzowo z kolumnami do ekstrakcji nadkrytycznym CO
Ultradźwiękowe usprawnienie transportu masy w procesach ekstrakcji nadkrytycznym CO2 można łatwo osiągnąć poprzez zamontowanie w ekstraktorze wykorzystującym płyn nadkrytyczny wysokowydajnej sondy ultradźwiękowej, takiej jak Cascatrode. Sondy Hielscher Ultrasonics (znane również jako sonotrody) można podłączać za pomocą standardowych uszczelnionych połączeń kołnierzowych; są one również kompatybilne ze złączami swedge lock. Dzięki temu montaż i obsługa są proste i bezpieczne. Podobnie jak wszystkie sonikatory Hielscher, znane ze swojej wytrzymałości i wydajności podczas pracy ciągłej, raz zainstalowany system wymaga niewielu czynności konserwacyjnych.
Sonikatory i sondy Hielscher są dostępne do
- ekstraktorów wykorzystujących płyny nadkrytyczne w małej skali / skali laboratoryjnej
- zastosowań w skali półprzemysłowej
- zastosowań w skali przemysłowej
Ekstraktor ultradźwiękowy zintegrowany z systemem wykorzystującym nadkrytyczny CO2 w celu usprawnienia transportu masy. Zwiększa to uzysk ekstrakcji oraz skraca jej czas i obniża temperaturę.
rysunek i badanie: Hu et al. 2007
Nadkrytyczny CO2 w ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami – studium przypadku
Ekstrakcja imbiru: Balachandran et al. (2006) zbadali wydajność wspomaganej ultradźwiękami ekstrakcji nadkrytycznym CO2, wykorzystując sonikator firmy Hielscher UIP500hdT. Badali wpływ ultradźwięków na ekstrakcję nadkrytyczną z wykorzystaniem liofilizowanego imbiru. „Uzysk związków odpowiadających za ostry smak imbiru znacznie wzrasta pod wpływem ultradźwięków, przy czym pod koniec okresu ekstrakcji wzrost ten sięga nawet 30%”. (Balachandran et al. 2006)
Dowiedz się więcej o ultradźwiękowej ekstrakcji imbiru!
Obrazy FESEM cząstek imbiru. (A) Doświadczenia bez sonikacji, (B) doświadczenia z sonikacją przy użyciu UIP500hdT .
Zdjęcie i badanie: Balachandran et al. 2006
- intensyfikować transport masy podczas SFE
- zwiększać uzyski ekstraktów
- przyspieszać ekstrakcję SFE
- z łatwością pracować pod wysokim ciśnieniem
- przetwarzać różne surowce
- być montowane w istniejących systemach SFE
- być montowane w elastyczny sposób
- być precyzyjnie sterowane
- być zdalnie sterowane
- być bezpiecznie obsługiwane
Ekstraktory ultradźwiękowe dużej mocy do ekstrakcji płynem nadkrytycznym
Sonikatory Hielscher można łatwo zintegrować z dowolnym standardowym ekstraktorem wykorzystującym nadkrytyczny CO2 w celu usprawnienia transportu masy, a tym samym zwiększenia uzysku ekstrakcji.
Sondy ultradźwiękowe typu CascatrodeTM szczególnie dobrze nadają się do integracji z ekstraktorem wykorzystującym CO2 , ponieważ sonotrody typu Cascatrode firmy Hielscher mają dużą powierzchnię, która generuje silną kawitację w dużych zbiornikach systemów ekstrakcji CO2 i dzięki temu umożliwia łatwe przetwarzanie dużych objętości. Wytrzymałe i niezawodne przemysłowe procesory ultradźwiękowe Hielscher Ultrasonics mogą osiągać bardzo wysokie amplitudy. Amplitudy do 200µm można z łatwością utrzymywać w sposób ciągły podczas pracy w trybie 24/7. Do uzyskiwania jeszcze wyższych amplitud dostępne są sonotrody ultradźwiękowe wykonywane na zamówienie. Niezawodna praca ciągła przy wysokich amplitudach, a także wytrzymałość i niewielkie wymagania konserwacyjne ekstraktorów ultradźwiękowych Hielscher sprawiają, że stanowią one idealne wyposażenie do integracji z ekstraktorami nadkrytycznego / podkrytycznego CO2 do zastosowań badawczo-rozwojowych i komercyjnych.
- niezmiennie wysoka wydajność
- praca w trybie 24/7/365
- precyzyjna kontrola procesu
- wytrzymałość
- niewielkie wymagania konserwacyjne
- bezpieczna i łatwa obsługa
- zdalne sterowanie przez przeglądarkę
Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych sonikatorów:
| Objętość partii | Natężenie przepływu | Zalecane urządzenia |
|---|---|---|
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200St, UP400St |
| 0,1–8L | 0,2–2L/min | UIP500hdT |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| nie dotyczy | 10–100L/min | UIP16000 |
| nie dotyczy | większe | zespół urządzeń UIP16000 |
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
Literatura / źródła
- 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.
Ultradźwięki o wysokiej wydajności! Oferta produktów Hielscher obejmuje pełne spektrum urządzeń: od kompaktowego sonikatora laboratoryjnego, przez urządzenia stołowe, po w pełni przemysłowe systemy ultradźwiękowe.