Sunteți în căutarea unui setup de extracție puternic și de încredere pentru a produce extracte botanice de înaltă calitate? Aici puteți găsi o comparație a tehnicilor comune de extracție, inclusiv extracția cu ultrasunete, extracția supercritică a CO2, extracția etanolului, macerarea, printre altele, și avantajele lor, precum și dezavantajele.

Extracția botanică folosind ultrasunete vs tehnici alternative

Extracția plantelor poate fi efectuată prin diferite tehnici. Cu toate acestea, eficiența, randamentul și calitatea extractului sunt puternic influențate de metoda de extracție și de protocolul utilizat. Macerarea, extracția supercritică de CO2, percolarea și extracția Soxhlet sunt metode comune de extracție, care oferă adesea rezultate de extracție insuficiente.
Extracția pe bază de ultrasunete este o tehnică sofisticată de izolare, care excelează metodele tradiționale de extracție în mai multe puncte.
Extracția pe bază de ultrasunete folosind o sondă cu ultrasunete este o metodă foarte eficientă de extragere a compușilor din plante și alte materiale. În comparație cu alte metode cum ar fi macerarea, extracția CO2, percolarea și extracția cu microunde, extracția de tip sondă cu ultrasunete excelează datorită mai multor avantaje:

• Extracție mai rapidă: Extracția de tip sondă cu ultrasunete poate extrage compuși mult mai repede decât macerarea și percolarea. Acest lucru se datorează faptului că undele ultrasonice creează bule de cavitație în solvent, care creează micro-șocuri care ajută la descompunerea pereților celulari și la eliberarea compușilor mai repede.
• Randament mai mare: Extracția de tip sondă cu ultrasunete poate extrage un randament mai mare de compuși decât macerarea, extracția CO2 și percolarea. Acest lucru se datorează faptului că undele ultrasonice ajuta pentru a elibera mai mult de compuși țintă din materialul extras.
• Mai eficient: Extracția de tip sondă cu ultrasunete este mai eficientă decât macerarea, extracția CO2, percolarea și extractoarele Soxhlet, deoarece necesită mai puțin solvent pentru a extrage aceeași cantitate de compuși. Acest lucru se datorează faptului că undele ultrasonice ajuta la creșterea solubilității compușilor țintă în solvent.
• Versatilitate: Extracția de tip sondă cu ultrasunete poate fi utilizată pentru a extrage o gamă largă de compuși din diferite materiale, inclusiv compuși hidrofili și hidrofobi. Acest lucru înseamnă că ultrasunetele sunt excelente și pentru producerea de extracte cu spectru complet.
• Cost redus: Extracția de tip sondă cu ultrasunete este, în general, mai puțin costisitoare decât extracția co2, percolarea, macerarea și extracția Soxhlet, deoarece nu necesită echipamente de înaltă presiune sau forță de muncă intensă în timp.
• Ecologice: Sondele cu ultrasunete permit o extracție ecologică, deoarece necesită mai puțin solvent și energie în comparație cu alte metode și produce mai puține deșeuri. Deși sonicare este compatibil cu orice solvenți, datorită eficienței ridicate a ultrasonicators, solvenți toxici pot fi evitate în cea mai mare parte. Etanolul, etanolul apos și apa sunt solvenți excelenți pentru extracția botanică cu ultrasunete.

În comparație cu tehnicile tradiționale de extracție botanică, extracția de tip sondă cu ultrasunete oferă avantaje semnificative, ceea ce explică utilizarea pe scară largă a extracției cu ultrasunete pentru numeroși compuși bioactivi din plante.

Extracția extractelor de înaltă calitate din botanică

Pentru extracte botanice de înaltă calitate din nu numai materia primă (material vegetal) este esențială, dar, de asemenea, tehnica de extracție aplicată este crucială. Extractele de plante sunt sensibile la temperatură, ceea ce înseamnă că sunt degradate de căldură. Prin urmare, este esențial să se aleagă o metodă de extracție non-termică.
Selectarea solventului de extracție este un alt factor important, care influențează calitatea extractului. Solvenții, ar fi hexanul, metanolul, butanul și alte substanțe chimice dure, pot contamina extractul. Chiar dacă solvenții sunt îndepărtați după extracție, cantitățile de solvenți toxici pot fi găsite în extractul final. Apa, alcoolul, etanolul, glicerina sau uleiurile vegetale sunt solvenți siguri, netoxici și sunt aprobați de FDA pentru consum.

Protocolul pas cu pas de extracție botanică folosind o sondă cu ultrasunete

Cum sunt compuși bioactivi extrase din plante folosind ultrasonication de tip sondă? Mai jos puteți găsi o instrucțiune pas cu pas pentru extracția fitochimicalelor și a compușilor bioactivi din materialul vegetal, cum ar fi frunzele, petalele, corpul fructifer, tulpinile, rădăcinile sau rizomii!

1. În primul rând, materialul vegetal este măcinat sau tăiat în bucăți mici pentru a crește suprafața pentru extracție.
2. Materialul vegetal este apoi amestecat cu un solvent (cum ar fi etanolul sau apa) pentru a extrage polifenolii.
3. Ultrasonication tip sondă este apoi utilizat pentru a ajuta la procesul de extracție prin aplicarea undelor cu ultrasunete de înaltă intensitate, de joasă frecvență, la aproximativ 20kHz la amestec. Acest lucru provoacă cavitație acustică și o vibrație rapidă a solventului, care promovează dezintegrarea și întreruperea celulelor vegetale și eliberarea substanțelor bioactive, cum ar fi polifenolii, flavonoidele și vitaminele.
4. Amestecul este apoi filtrat pentru a separa materialul vegetal solid de lichidul care conține compușii bioactivi extrași.
5. Lichidul este apoi evaporat sau supus unei prelucrări ulterioare pentru a îndepărta solventul și a concentra moleculele bioactive.
6. Produsul final este un extract bogat în bioactive, care poate fi utilizat în diverse aplicații, cum ar fi suplimente alimentare, alimente funcționale și produse cosmetice.

Notă: Aceasta este o imagine de ansamblu a procesului și condițiile specifice (solvent, raportul dintre materialul vegetal și solvent, timpul de extracție, puterea de ultrasonication, etc.) pot varia în funcție de sursa plantei și conținutul dorit de substanță bioactivă.

functioneaza de extracție cu ultrasunete?

Extracția cu ultrasunete se bazează pe principiul de lucru al cavitației acustice cu ultrasunete și este un tratament pur mecanic. Similar cu un mixer de forfecare mare, un ultrasonicator creează doar forțe mecanice de forfecare în mediul de proces. Extracția cu ultrasunete în sine este tehnica de extracție non-termică, fără substanțe chimice.
Ce este Cavitatie acustica? – Cavitația acustică sau ultrasonică apare atunci când undele cu ultrasunete de mare putere, de joasă frecvență sunt cuplate într-o suspensie formată din material botanic într-un lichid (solvent). Undele ultrasonice de mare putere sunt cuplate printr-un procesor cu ultrasunete de tip sondă în dejecțiile lichide botanice. Undele cu ultrasunete foarte energice călătoresc prin lichid creând cicluri alternative de înaltă presiune / joasă presiune, ceea ce duce la fenomenul de cavitație acustică. Cavitația acustică sau cu ultrasunete duce la nivel local la condiții extreme, cum ar fi diferențiale de presiune foarte mare și forțe de forfecare ridicate. Când bulele de cavitație fac implozie pe suprafața solidelor (cum ar fi particulele, celulele plantelor, țesuturile etc.), micro-jeturile și coliziunea interparticulară generează efecte precum defalcarea particulelor, sonoporarea (perforarea pereților celulari și a membranelor celulare) și întreruperea celulelor. În plus, implozia bulelor de cavitație în medii lichide creează turbulențe și agitație, ceea ce promovează transferul de masă între interiorul celulei și solventul din jur. Iradierea cu ultrasunete este o modalitate foarte eficientă de a îmbunătăți procesele de transfer de masă, deoarece sonicare duce la cavitație și mecanismele sale conexe, cum ar fi micro-mișcarea prin jeturi lichide, compresie și decompresie în material cu perturbarea ulterioară a pereților celulari.
În funcție de materia primă, procesul de extracție cu ultrasunete ar putea necesita intensități ridicate, de exemplu, pentru a sparge celulele vegetale rigide sau material cu o cantitate mare de celuloză. Sonda de tip ultrasonicators poate genera amplitudini foarte mari, care este necesar pentru a genera cavitație de impact. Hielscher ultrasonic produce extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță, care pot crea cu ușurință amplitudini de 200μm în funcționare continuă 24/7. Pentru amplitudini și mai mari, Hielscher oferă sonotrodes (sonde) de mare amplitudine specificate.
Reactoare cu ultrasunete presurabile și celulele de flux sunt folosite pentru a intensifica cavitația. Cu presiuni în creștere, cavitație și forțele de forforare cavitaționale devin mai distructive și de a îmbunătăți astfel efectele de extracție cu ultrasunete.

Extract de fito-chimice și compuși bioactivi cu Sonicare

Extracția cu ultrasunete este utilizat pentru a elibera și izola o mare varietate de compuși bioactivi (așa-numitele fito-chimice) din plante.
Lista de mai jos vă oferă o mică imagine de ansamblu asupra ultrasonically extrase fito-chimice:

• CBD și alte canabinoide din canabis și cânepă
• Terpene
• Ghimbir
• rozmarin
• Capsaicin din Chillies
• Cofeina din boabe de cafea
• Astaxantina din alge
• Alicin din usturoi
• Catechine (EGEC) din ceai
• Ellagitanins din Rodie
• Extracte din plante ayurvedice
• Nicotina din tutun
• Uleiuri esentiale
• Pectine din coji de citrice

Solvenți pentru extracția cu ultrasunete

Extracția cu ultrasunete este compatibilă cu aproape orice solvent. Cel mai frecvent, etanol, apă, etanol / amestec de apă, glicerină, și uleiuri vegetale sunt utilizate pentru extragerea de compuși bioactivi din botanice ca acești solvenți sunt considerate ca fiind sigure pentru consum și sunt ușor de utilizat.
Citiți mai multe despre solvenții utilizați pentru extracția cu ultrasunete!

Avantajele extracției cu ultrasunete etanol

Etanolul este unul dintre solvenții cei mai frecvent utilizați cu extracție cu ultrasunete datorită siguranței sale (aprobat de FDA pentru consum), eficacitatea sa, și solvabilitatea sa largă. Extracția cu ultrasunete etanol outshines alți solvenți și alte tehnologii de extracție cu cost-eficiență, scalabilitate liniară, simplitate, și siguranță.
Eficacitatea superioară a etanolului ca solvent este legată de compoziția sa chimică a unei cozi de hidrocarburi și a unui singur grup hidroxil. Această compoziție chimică permite etanolului să se dizolve și să extragă un spectru foarte larg de substanțe, din polifenoli, flavonoide, terpene, canabinoide și lipide (uleiuri).
De exemplu, extracția cu ultrasunete etanol de canabinoide nu necesită winterization (dewaxing), un pas necesar cu alte metode de extracție, ar fi extracția de CO2 pentru a elimina ceara.

Extracția etanolului prezintă efecte diferite în funcție de temperatura etanolului. Etanolul încălzit este adesea folosit pentru a produce extracte cu spectru complet, care sunt evaluate pentru efectul lor de anturaj. Pe de altă parte, etanolul rece ca gheața este de preferință utilizat pentru a produce distilate pe bază de plante sau canabis. Extracția în etanol rece ca gheața nu necesită filtrare ulterioară. Deoarece extracția cu ultrasunete este un tratament non-termic, acesta poate fi utilizat cu etanol cald / cald sau răcit / rece ca gheața. Reactoarele cu ultrasunete cu jachete ajută la menținerea temperaturii de procesare dorite în timpul tratamentului. Controlul digital și software-ul inteligent al ultrasonicator monitorizează temperatura de procesare printr-un senzori de temperatură pluggable și pot fi programate pentru a opri sau întrerupe tratamentul de extracție atunci când temperatura mediului iese dintr-un anumit interval.

Cumpărați cele mai eficiente echipamente de extracție cu ultrasunete!

Hielscher Ultrasonics "sisteme de extracție de înaltă performanță sunt disponibile la orice scară de la dimensiuni mici de laborator, scară pilot de dimensiuni medii la producția complet industriale de mai multe tone pe oră. În funcție de debit, extractoarele cu ultrasunete Hielscher pot fi utilizate în modul lot sau continuu inline. Alegerea solventului depinde de tine, deoarece ultrasonicatoarele Hielscher pot fi utilizate în combinație cu orice solvent. Toate dispozitivele de extracție cu ultrasunete sunt simple și sigure pentru a funcționa. În conformitate cu materia primă, capacitățile de proces și ținta de ieșire, Hielscher vă oferă cel mai potrivit ultrasonicator.
Procesele de extracție cu ultrasunete sunt influențate de materie primă, solvent și debit. Diverse accesorii, ar fi sonotrodes (sonde) de diferite dimensiuni și forme, coarne de rapel, celule de flux cu diferite volume și geometrii, senzori de temperatură și presiune pluggable și multe alte gadget-uri sunt disponibile pentru a asambla configurația ideală cu ultrasunete pentru procesul de extracție.
Controlul procesului este crucial pentru a obține rezultate reproductibile. Prin urmare, toate modelele digitale sunt echipate cu software inteligent, care vă permite să ajustați, monitorizați și revizuiți parametrii de extracție. Datorită controlului precis asupra amplitudinii, timpului de sonicare și ciclurilor de lucru, se pot obține rezultate optime ale procesului, ar fi randament superior și cea mai înaltă calitate a extractului. Înregistrarea automată a datelor procesului de sonicare sunt bazele pentru standardizarea procesului și reproductibilitatea / repetabilitatea, care sunt necesare pentru bunele practici de fabricație (GMP).

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

Literatură / Referințe