Ultrasonication de tip sondă poate îmbunătăți extracția convențională de hexan prin intensificarea procesului și făcându-l semnificativ mai eficient. Extracția cu ultrasunete îmbunătățește transferul de masă și perturbă celulele pentru a elibera substanțe bioactive vizate în solvent, rezultând în randamente de extracție mai mari în comparație cu metodele convenționale singur. Extracția asistată cu ultrasunete este foarte eficientă în creșterea randamentului extracției de ulei, inclusiv a uleiului de rapiță și a uleiului din semințe de in, rezultând o compoziție de acid gras de înaltă calitate și un conținut mai mare de componente bioactive.

Extracția hexanului îmbunătățită prin ultrasunete de putere

Extracția cu ultrasunete este o metodă de intensificare a procesului care poate îmbunătăți semnificativ procesele de extracție solid-lichid și solvent.

Limitări ale extracției convenționale de hexan

Extracția hexanului este o tehnică comună utilizată pentru a extrage compuși organici, în special substanțe nepolare, din diferite surse, cum ar fi plantele, semințele sau solul. Hexanul este un solvent de hidrocarburi care este foarte eficient la dizolvarea și extragerea lipidelor, uleiurilor și a altor compuși nepolari. Hexanul este utilizat pe scară largă pentru extracția uleiului datorită capacității sale de solubilizare pentru compușii nepolari (de exemplu, uleiuri), separarea ușoară ulterioară a uleiului și un punct de fierbere îngust (63-69 °C).
Cu toate acestea, eficiența proceselor de extracție a hexanului poate varia foarte mult în funcție de materia primă și de extracție: Randamentul de extracție și timpul de extracție sunt în mare măsură corelate. Acest lucru înseamnă că pentru un randament ridicat al extractului este necesar un timp mai lung de retenție a biomasei în solventul hexan. Un alt factor limitativ este adesea penetrarea insuficientă a hexanului în matricea biomasei. Structurile celulare rigide sunt în mare parte umezite cu hexan la suprafață, în timp ce interiorul celulei intră doar parțial în contact cu hexanul. O astfel de penetrare insuficientă duce la un proces incomplet de extracție, deoarece substanțele vizate, cum ar fi lipidele (de exemplu, acizi grași, grăsimi, uleiuri) rămân în interiorul matricei celulare.

Soluția: Extracția hexanului intensificată ultrasonically

Sonicare de tip sondă, de asemenea, cunoscut sub numele de sonicare sondă cu ultrasunete, este o metodă care utilizează undele cu ultrasunete de mare intensitate pentru a crea bule de cavitație acustică într-un mediu lichid. Aceste bule se prăbușesc rapid, generând câmpuri energetice localizate intens și creând microturbulențe și forțe de forfecare ridicate în solvent.
Datorită acestor condiții generate cu ultrasunete de energie densă, sonicare de tip sondă poate intensifica și de a îmbunătăți procesul de extracție a hexanului în mai multe moduri:

• Transfer de masă îmbunătățit: Sonicare îmbunătățește transferul de masă între proba solidă și solvent. Microturbulența și prăbușirea rapidă a bulelor de cavitație creează forțe puternice de forfecare și schimbări de presiune localizate. Acest lucru perturbă stratul limită din jurul probei solide, promovând eliberarea compușilor țintă în solvent, îmbunătățind astfel eficiența extracției.
• Extracție accelerată: Sonicare accelerează cinetica extracției prin creșterea zonei de contact dintre solvent și proba solidă. Bulele de cavitație asigură agitația și creează un amestec omogenizat, asigurându-se că solventul intră în contact strâns cu întreaga suprafață a materialului solid, ceea ce duce la rate de extracție mai rapide.
• Perturbarea structurilor celulare: În extracțiile pe bază de plante, Sonicare poate perturba structurile celulare, cum ar fi pereții celulari și membranele, facilitând eliberarea de componente intracelulare. Acest lucru permite extracția mai eficientă a lipidelor și a altor compuși țintă care pot fi închiși în celule.
• Scăderea timpului de extracție: Prin combinarea transferului de masă crescut și cinetica de extracție accelerată, sonicare de tip sondă poate reduce semnificativ timpul de extracție necesar pentru a obține randamentul dorit. Acest lucru poate fi deosebit de benefic atunci când procesați volume mari de probe sau lucrați cu aplicații sensibile la timp.

Datorită acestor factori de proces îmbunătățiți, ultrasonication de tip sondă poate spori extracția hexanului în mod semnificativ. Extracția cu ultrasunete hexan poate fi optimizată pe baza compușilor și volumelor specifice fiind extrase. Intensitatea ultrasunetelor (amplitudinea), durata, temperatura, presiunea și configurația de extracție pot fi ajustate la randamentele optime ale extractului într-o perioadă de extracție scurtată.

• ulei de alge
• Uleiuri vegetale (soia, in, rapiță, floarea-soarelui, tărâțe de orez etc.)
• Uleiuri esentiale
• Caryophyllene
• Vanilie oleoresin din păstăi de vanilie
• Luteină din gălbenuș de ou
• Astaxantina din alge
• Defăimarea insectelor

Extracția Soxhlet intensificată ultrasonically folosind hexan ca solvent

Extracția Soxhlet intensificată cu ultrasunete este un proces care combină extracția tradițională Soxhlet cu undele ultrasonice pentru a îmbunătăți eficiența procesului de extracție. Soxhlet extractio este o procedură frecvent utilizată în laboratoare și pentru producerea de volume mai mici de extract, cum ar fi uleiurile esențiale sau anumiți compuși bioactivi.
Hexanul este un solvent utilizat în mod obișnuit pentru acest proces, deoarece este eficient la extragerea lipidelor din diferite surse, inclusiv uleiuri de semințe, ulei de alge, precum și compuși bioactivi pe bază de lipide. Ultrasonication perturbă structurile celulare și promovează extracția solid-lichid prin creșterea transferului de masă și eliberarea compușilor în solvent. Deoarece solventul, cum ar fi hexanul, poate penetra mai bine materialul solid și poate dizolva uleiurile (lipide, acizi grași) în mod eficient. În consecință, procesul de extracție este accelerat, reducând timpul necesar pentru extragerea compușilor doriți. În plus, utilizarea ultrasunetelor poate reduce cantitatea de solvent necesară, ceea ce îl face o opțiune mai ecologică.
 

Extracția cu ultrasunete permite utilizarea de solvenți mai blande, non-toxice

Ultrasonication nu numai că îmbunătățește extracția hexanului, de asemenea, permite utilizarea solvenților mai blandi, non-toxici, cum ar fi etanolul, etanolul apos, apa sau solvenții eutectici naturali adânci (DES, NADES). Perturbarea celulelor extrem de eficace și transferul de masă furnizate de extractoare de tip sondă cu ultrasunete oferă rezultate excelente folosind solvenți mai blande. Astfel, extracția cu ultrasunete în combinație cu solvenți mai blânzi, non-toxici, mai prietenoși cu mediul, permite extracte de înaltă calitate de calitate alimentară, economii de costuri și un proces de extracție verde.

Ultrasonicators de înaltă performanță pentru extracția hexan îmbunătățită

Hielscher Ultrasonics proiectează, produce și furnizează extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță, care pot fi ușor integrate în instalațiile existente de extracție cu hexan sau extractoare Soxhlet. Pe lângă furnizarea, instalarea, serviciul de întreținere, Hielscher consultă și ghidează clienții săi în timpul testelor de fezabilitate, optimizarea procesului și proiectarea instalației la instalarea finală și punerea în funcțiune a procesului de extracție.
Avantajele majore ale ultrasonicators Hielscher sunt controlul complet al procesului, scalabilitate liniară, și capacitatea tuturor procesoarelor cu ultrasunete industriale pentru a oferi amplitudini foarte mari. Amplitudinile de până la 200μm pot fi rulate cu ușurință continuu în funcționare 24/7. Amplitudinile mari sunt deosebit de importante, atunci când vine vorba de extracția structurilor celulare mai dure, cum ar fi semințele și miezul.
Personalul nostru tehnic și laboratorul nostru de proces complet echipat vă vor ajuta cu cunoștințe și îndrumare!

Proiectare, Productie si Consultanta – Calitate fabricată în Germania

Ultrasonicators Hielscher sunt bine-cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și funcționarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicators noastre în instalații industriale. Condiții dure și medii solicitante sunt ușor de manevrat de ultrasonicators Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și a pus un accent special pe ultrasonicators de înaltă performanță featuring tehnologie de ultimă oră și ușurința în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme cu CE și îndeplinesc cerințele ul, CSA și RoHs.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre: