Extracția cu ultrasunete și principiul său de lucru

Extracția cu ultrasunete este tehnica preferată pentru a izola compușii bioactivi din botanică. Sonicare realizează o extracție completă și, prin urmare, randamentele superioare extract sunt obținute într-un timp de extracție foarte scurt. Fiind o astfel de metodă eficientă de extracție, extracția cu ultrasunete este de economisire a costurilor și a timpului, rezultând în același timp în extracte de înaltă calitate, care sunt utilizate pentru alimente, suplimente și produse farmaceutice.

Extracția cu ultrasunete

Extracția cu ultrasunete este utilizat în produsele alimentare, supliment nutritiv și industria farmaceutică pentru a elibera compuși bioactivi, ar fi vitamine, polifenoli, polizaharide, canabinoide și alte fitochimicale din botanică. Extracția asistată cu ultrasunete se bazează pe principiul de lucru al cavitației acustice sau cu ultrasunete.

funcționează cavitația acustică?

Extracția cu ultrasunete se realizează atunci când undele cu ultrasunete de mare putere, de joasă frecvență sunt cuplate într-un dejecții lichide constând din material botanic într-un solvent. Undele ultrasonice de mare putere sunt cuplate printr-un procesor cu ultrasunete de tip sondă în dejecțiile lichide. undele cu ultrasunete foarte energice călătoresc prin lichid, creând cicluri alternative de înaltă presiune / joasă presiune, ceea ce duce la fenomenul cavitației acustice. Cavitație acustică sau cu ultrasunete duce la nivel local la temperaturi extreme, presiuni, ratele de încălzire / răcire, diferențiale de presiune și forțe de forfecare ridicate în mediu. Atunci când bulele de cavitație fac implozie pe suprafața solidelor (cum ar fi particulele, celulele vegetale, țesuturile etc.), microjetele și coliziunea interparticlulară generează efecte precum peelingul suprafeței, eroziunea, defalcarea particulelor, sonoporarea (perforarea pereților celulari și a membranelor celulare) și perturbarea celulelor. În plus, implozia bulelor de cavitație în mediile lichide creează macro-turbulențe și micro-amestecare. Iradierea cu ultrasunete reprezintă o modalitate eficientă de a spori procesele de transfer de masă, deoarece sonicare duce la cavitație și mecanismele sale conexe, ar fi micros-mișcare a jeturilor lichide, compresie și decompresie în material cu perturbarea ulterioară a pereților celulare, precum și rate ridicate de încălzire și răcire.
Ultrasonicators sonda de tip poate genera amplitudini foarte mari, care este necesar pentru a genera cavitație de impact. Hielscher cu ultrasunete produce extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță, care pot crea cu ușurință amplitudini de 200μm în funcționare continuă 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mari, Hielscher oferă sonotrodes specificate de mare amplitudine (sonde).
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.

Extracția cu ultrasunete se bazează pe cavitație acustică și forțele sale de forfecare hidrodinamice

Efectele ultrasunete Extracția

Perturbarea celulelor cu ultrasunete și creșterea transferului de masă
Ultrasunete le poate ajuta procesele de extracție atât prin întreruperea celulelor și prin îmbunătățirea transferului de masă în stratul de frontieră din jurul matricei solide.
Sonoporarea, perforarea pereților și membranelor celulare, îmbunătățește permeabilitatea pereților și membranelor celulare și este adesea un pas intermediar înainte ca celulele să fie perturbate complet de sonicare.
Efectele mecanice ale cavitației induse de ultrasunete, ar fi diferențialele de căldură și presiune, undele de șoc, forțele de forforare, jeturile lichide și microstreamingul, intensifică pătrunderea solventului în interiorul celulei și îmbunătățește transferul masică între celulă și solvent, astfel încât materialele intercelulare să fie transferate în solvent.

Extracție cu ultrasunete din celulele vegetale: secțiune transversală microscopică (TS) Arată mecanismul acțiunilor în timpul extracției cu ultrasunete din celule (mărire 2000x) [resursă: Vilkhu et al. 2011]

Cu ultrasunete echipamente de extracție

Hielscher procesoare Ultrasonics sunt sisteme de extracție de înaltă performanță, care 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. Portofoliul nostru de produse variază de la ultrasonicators compact, puternic de mână peste sistem de banc-top la unități cu ultrasunete complet industriale capabile să proceseze mai multe tone pe oră.
Hielscher Ultrasonics extractoare pot fi utilizate pentru lot și extracție continuă inline și poate fi utilizat în combinație cu orice solvent.
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 conectabile și multe alte gadget-uri sunt disponibile pentru a asambla configurația cu ultrasunete ideală pentru procesul de extracție.
Toate modelele noastre digitale sunt echipate cu software inteligent, care vă permite să reglați, să monitorizați și să setați parametrii de extracție. Datorită controlului precis asupra amplitudine, timp sonicare și cicluri de funcționare, rezultatele optime ale procesului, ar fi randamentul superior și cea mai mare calitate extract poate fi atins. Înregistrarea automată a datelor procesului de sonicare sunt bazele standardizării și reproductibilității procesului / repetabilității, care sunt necesare pentru bunele practici de fabricație (GMP).

Hielscher Ultrasonics procesoare cu ultrasunete industriale pot livra amplitudini foarte mari. Amplitudinile de până la 200μm pot fi rulate cu ușurință continuu în funcționare 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mari, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile. Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 la grele și în medii solicitante.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre: