Extracția hexanului cu eficiență îmbunătățită prin ultrasonication

Ultrasonication tip sondă poate îmbunătăți extracția convențională cu 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 randamente mai mari de extracție comparativ cu metodele convenționale singur. Extracția asistată cu ultrasunete este extrem de eficientă în creșterea randamentului extracției de ulei, inclusiv ulei de rapiță și ulei de semințe de in, rezultând o compoziție de acizi grași 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.

 

 

Limitările extracției convenționale cu hexan

Extracția cu hexan este o tehnică comună utilizată pentru extragerea compușilor organici, în special a substanțelor nepolare, din diverse surse, cum ar fi plantele, semințele sau solul. Hexanul este un solvent pe bază 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 ulterioară ușoară a uleiului și un punct de fierbere îngust (63-69 ° C).
Cu toate acestea, eficiența proceselor de extracție cu hexan poate varia foarte mult în funcție de materia primă și extracție: randamentul extracției și timpul de extracție sunt în mare măsură corelate. Aceasta înseamnă că, pentru un randament ridicat de extract, este necesar un timp mai lung de retenție a biomasei în solventul de hexan. Un alt factor limitativ este adesea penetrarea insuficientă a hexanului în matricea biomasei. Structurile celulare rigide sunt în cea mai 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 de extracție incomplet, deoarece substanțele vizate, cum ar fi lipidele (adică acizii grași, grăsimile, uleiurile) rămân în interiorul matricei celulare.

Soluția: extracție hexan intensificată ultrasonically

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

• Transfer de masă îmbunătățit: Sonicare îmbunătățește transferul de masă între proba solidă și solvent. Microturbulențele 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 de extracție prin creșterea zonei de contact dintre solvent și proba solidă. Bulele de cavitație asigură agitație 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 componentelor intracelulare. Acest lucru permite extragerea mai eficientă a lipidelor și a altor compuși țintă care pot fi închiși în celule.
• Reducerea 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 semnificativ extracția cu hexan. Extracția cu ultrasunete hexan poate fi optimizată pe baza compușilor specifici și a volumelor 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.

 
Exemple pentru extracția hexan asistată ultrasonically

• ulei de alge
• Uleiuri vegetale (soia, in, rapiță, floarea-soarelui, tărâțe de orez etc.)
• uleiuri esențiale
• cariofilenă
• Oleorășină de vanilie din păstăi de vanilie
• Luteină din gălbenuș de ou
• Astaxantina din alge
• Degresarea insectelor

 
 

Ultrasonically-intensificat Soxhlet Extracția folosind hexan ca solvent

Ultrasonically-intensificat Soxhlet extracția 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 unor 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 diverse 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 pătrunde mai bine în materialul solid și poate dizolva uleiurile (lipide, acizi grași) 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, făcându-l o opțiune mai ecologică.
 

 

Extracția cu ultrasunete permite utilizarea de solvenți mai ușori, non-toxici

Ultrasonication nu numai că îmbunătățește extracția hexanului, ci permite, de asemenea, utilizarea solvenților mai blânzi, netoxici, ar fi etanolul, etanolul apos, apa sau solvenții eutectici naturali adânci (DES, NADES). Întreruperea extrem de eficientă a celulelor și transferul de masă furnizate de extractoarele de tip sondă cu ultrasunete oferă rezultate excelente folosind solvenți mai blânzi. Astfel, extracția cu ultrasunete în combinație cu solvenți mai blânzi, non-toxici, mai ecologici 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 a hexanului 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 până la instalarea finală și punerea în funcțiune a procesului de extracție.
Avantajele majore ale ultrasonicators Hielscher sunt controlul complet al procesului, scalabilitatea liniară, și capacitatea tuturor procesoarelor industriale cu ultrasunete de a oferi amplitudini foarte mari. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor rulate 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 sâmburii.
Personalul nostru tehnic și laboratorul nostru de proces complet echipat vă vor ajuta cu cunoștințe și îndrumare!

Proiectare, fabricație și consultanță – Calitate Made in Germany

Hielscher ultrasonicators 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 manipulat de ultrasonicators Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicators de înaltă performanță cu tehnologie de ultimă oră și ușurință în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a sonicatorilor noștri: