Extracția tutunului cu ultrasunete
Extracția convențională a tutunului este un proces lent, consumator de timp, care implică utilizarea de solvenți toxici la temperaturi ridicate, ceea ce face procesul periculos. Extracția ultrasonically asistată de alcaloizi din tutun poate fi rulat folosind apă sau solvenți ușori într-un proces rapid de câteva minute. Alcaloizi extrași ultrasonically, ar fi nicotina din tutun, sunt eliberați într-o procedură rapidă și extrem de eficientă, care oferă randamente ridicate ale unui extract cu spectru complet (conținând nicotină, nornicotină, acid clorogenic, acid 5-cafeoilchinic, rutină, acid cafeic și scopoletin, solanesol etc.).
Extracția cu ultrasunete a tutunului
Extracția asistată cu ultrasunete este o metodă de extracție rapidă, eficientă și convenabilă, care se bazează pe aplicarea ultrasunetelor de putere. Undele ultrasonice intense generează micro-mișcare rapidă și cavitație acustică în sisteme solid-lichide (de exemplu, material vegetal în solvent, de exemplu, frunze de tutun în etanol), ceea ce duce la un transfer de masă crescut, precum și la un proces de extracție accelerat. În comparație cu alte tehnici avansate de extracție, ar fi extracția fluidelor supercritice și extracția perechilor de ioni, extracția asistată ultrasonically este semnificativ mai economică, mai ecologică, mai sigură și mai ușor de utilizat. Prin urmare, extracția cu ultrasunete este tehnica de extracție preferată pentru a elibera compuși bioactivi din botanice.
Extracția cu ultrasunete are ca rezultat un extract cu spectru larg, conținând nicotină, care este alcaloidul primar cu 94-98% din conținutul total de alcaloizi din tutun, precum și alcaloizii nornicotină, anabasină, anatabină, cotinină și miosmină.
Citiți mai multe despre extracția alcaloizilor din materialul vegetal folosind un ultrasonicator de tip sondă!
Sonicator UP400St (400 wați) pentru extracția alcaloizilor, cum ar fi nicotina, nornicotina, acidul clorogenic etc. din frunzele de tutun.
Extracte de tutun cu spectru complet cu sonicare
Alcaloizi, ar fi nicotina și nornicotina, acidul clorogenic, fenolii, solanesolul și alți compuși bioactivi pot fi izolați rapid, eficient și sigur folosind extracția cu ultrasunete. Extracția convențională a tutunului implică utilizarea de solvenți toxici, cum ar fi heptanul, la temperaturi ridicate, ceea ce transformă procesul de extracție într-o procedură periculoasă. Întregul proces convențional de extracție durează aproximativ 24 de ore și, prin urmare, consumă foarte mult timp.
Extracția cu ultrasunete poate fi efectuată ca extracție cu apă rece sau folosind solvenți ușori, ar fi etanol sau amestec etanol-apă la temperatura camerei sau temperaturi ușor ridicate. sonicare durează câteva minute, ceea ce transformă extracția într-o procedură rapidă. În plus, folosind apă sau solvenți ușori, procesul este complet sigur și convenabil.
Extractele cu spectru complet produse ultrasonically conțin nicotina alcaloidă primară, precum și alcaloizii secundari sau minori, ar fi anabasina sau 3-(2-piperidinil)piridina, anatabina sau 3-(2-1,2,3,6-tetrahidropiridil)piridina, cotinina sau 1-metil-5-(3-piridil)-2-pirolidinona), 2,3'-dipiridil sau izonicoteina, N-formilnornicotina sau 2-(3-piridil)pirolidinecarbaldehida, miosmina sau 3-(1-pirolin-2-il)piridina, nornicotină sau 3-(pirolidin-2-il)piridină și beta-nicotirina sau 3-(1-metilpirol-2-il)piridină.
Conținutul acestor alcaloizi variază în funcție de speciile de tutun și de produsele din tutun. În timp ce nicotina este alcaloidul primar cu 94-98% din conținutul total de alcaloizi, nornicotina și antabina sunt cei mai abundenți alcaloizi secundari, fiecare reprezentând aproximativ 2% până la 6% din conținutul total de alcaloizi din tutun.
- Randament mai mare
- de înaltă calitate
- extracție rapidă
- Proces ușor, non-termic
- Apă sau solvent
- simplu & funcționare în condiții de siguranță
Alegeți dintr-o gamă largă de solvenți
Folosind extracția cu ultrasunete, puteți selecta din diferiți solvenți, inclusiv apă, alcool, etanol, metanol, amestecuri etanol-apă sau solvenți puternici, ar fi heptan sau hexan. Toți solvenții numiți anterior au fost deja testați cu succes și s-au dovedit a fi eficienți pentru izolarea compușilor bioactivi, cum ar fi alcaloizii, terpenoidele, fenolii și solanesolul din materialele vegetale din tutun. Sonicare poate fi utilizat în extracția cu apă rece fără solvenți (de exemplu, pentru prepararea extractelor organice) sau poate fi combinată cu un solvent la alegere.
Aflați mai multe despre solvenți pentru extracția cu ultrasunete din botanice!
Aflați mai multe despre extracția hexan intensificată ultrasonically!
Extracție cu ultrasunete nicotină din frunze de tutun folosind Sonicatorul UP200Ht
Extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță
Hielscher echipamente cu ultrasunete este un instrument de extracție frecvent pentru izolarea compușilor bioactivi din botanice. Furnizarea de extractoare cu ultrasunete pentru toate scalele de proces, Hielscher este capabil să vă recomande cel mai potrivit sistem cu ultrasunete pentru nevoile dumneavoastra. Începând cu compact, dar puternic Sisteme de laborator pentru analiza și testarea fezabilității, Hielscher oferă întreaga gamă de la ultrasonicators de laborator și instalație pilot până la Ecografie complet industrială Reactoare. Oferind lățimea completă a benzii procesoarelor cu ultrasunete, Hielscher are configurarea ideală pentru procesul de extracție. În funcție de volumul și obiectivul procesului, extracția cu ultrasunete poate fi efectuată în modul lot sau flux continuu. Accesorii colector, ar fi sonotrodes, coarne de rapel, celule de flux și reactoare permit echiparea procesorului cu ultrasunete pentru a îndeplini obiectivele procesului în mod ideal.
Hielscher procesoare cu ultrasunete pot fi controlate cu precizie și datele de proces sunt înregistrate automat pe cardul SD integrat al sistemelor noastre digitale cu ultrasunete. Controlul fiabil asupra parametrilor procesului asigură o calitate constantă ridicată a produsului. Înregistrarea automată a parametrilor procesului permite o standardizare ușoară a procesului și îndeplinirea bunelor practici de fabricație (GMP).
Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 la grele și în medii solicitante. Operare ușoară și sigură, precum și întreținere redusă fac din sistemele cu ultrasunete Hielscher calul de lucru fiabil în producția dumneavoastră.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre:
| Volumul lotului | Debitul | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 00,5 până la 1,5 ml | n.a. | VialTweeter |
| 1 până la 500 ml | 10 până la 200 ml/min | UP100H |
| 10 până la 2000 ml | 20 până la 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 până la 20L | 00.2 până la 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 până la 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000 |
| n.a. | 10 până la 100L / min | UIP16000 |
| n.a. | mai mare | grup de UIP16000 |
Contactați-ne acum pentru informații suplimentare! Personalul nostru bine instruit va fi bucuros să discute procesul de extracție cu dvs.!
Contactează-ne! / Întreabă-ne!
Procesoare cu ultrasunete de mare putere de la laborator la pilot și scară industrială.
UIP2000hdT, un ultrasonicator puternic de înaltă performanță de 2kW
Literatură/Referințe
- Esclapez, M.D.; García-Pérez, J.V.; Mulet, A.; Cárcel, J.A. (2011): Ultrasound-Assisted Extraction of Natural Products. Food Engineering Reviews, Volume 3, 2011. 108–120.
- Vinatoru, M. (2001): An overview of the ultrasonically assisted extraction of bioactive principles from herbs. Ultrasonics Sonochemistry 8(3):303-13.
- Chen, P.X.; Qian, N.; Burton, H.R.; Moldoveanu, S.C. (2005): Analysis of Minor Alkaloids in Tobacco: A Collaborative Study. Contributions to Tobacco Research, Vol. 21, No.7, 2005.
- Yuegang Zuo, Liliang Zhang, Jingping Wu, Johnathan W. Fritz, Suzanne Medeiros, Christopher Rego (2004): Ultrasonic extraction and capillary gas chromatography determination of nicotine in pharmaceutical formulations. Analytica Chimica Acta, Volume 526, Issue 1, 2004. 35-39.
Fapte care merită știute
De ce este extracția cu ultrasunete atât de eficientă?
Ultrasonically-assisted extraction (UAE) se bazează pe cuplarea undelor cu ultrasunete foarte intense (unde acustice) într-un lichid sau suspensie. Undele acustice creează cicluri alternative de înaltă presiune / joasă presiune, ceea ce duce la fenomenul de cavitație acustică. Fenomenul de cavitație ultrasonică sau acustică se caracterizează prin condiții extreme, limitate local, de presiuni, temperaturi și forțe de forfecare foarte ridicate. În apropierea bulelor de cavitație care fac implozie, pot fi măsurate temperaturi de până la 5000K, presiuni de 1000 atmosferă, viteză de încălzire-răcire peste 1010 K/s și jeturi de lichide cu viteză de până la 280m/s, care apar ca forță de forfecare foarte mare și turbulențe în zona cavitațională. Combinația acestor factori (presiune, căldură, forfecare și turbulență) perturbă celulele (liza) și intensifică transferul de masă în timpul procesului de extracție. Astfel, este promovată extracția lichid-solidă a fitoconstituenților din celulele vegetale. Tehnica de extracție cu ultrasunete este aplicată pe scară largă pentru extracția reușită și eficientă a flavonoidelor, polizaharidelor, alcaloizilor, fitosterolilor, polifenolilor și pigmenților din plante.
Extracția cu ultrasunete din celulele vegetale: secțiunea transversală microscopică (TS) arată mecanismul acțiunilor în timpul extracției cu ultrasunete din celule (mărire 2000x) [resursă: Vilkhu et al. 2011]
tutun
Diverse plante din genul Nicotiana și familia Solanaceae (nisip) sunt cunoscute sub numele de plante de tutun. Pe lângă faptul că este termenul utilizat în mod obișnuit pentru plantă, tutunul descrie și produsele preparate din frunzele vindecate ale plantei de tutun. În timp ce Nicotiana tabacum este principala utilizare a culturilor pentru producția de tutun și nicotină, există peste 70 de specii de plante de tutun. N. tabacum este specia dominantă utilizată pentru produsele din tutun, însă varianta mai puternică N. rustica poate fi găsită în întreaga lume și este utilizată pentru producerea pesticidelor. Comparând cententul de nicotină, frunzele de N. rustica au un conținut de nicotină de până la 9%, în timp ce frunzele de N. tabacum conțin aproximativ 1 până la 3%.
Tutunul conține alcaloid stimulent nicotină, precum și alcaloizi harmala. Frunzele de tutun uscate și vindecate sunt utilizate în principal pentru fumatul în țigări, trabucuri, pipe, shisha, precum și țigări electronice, trabucuri electronice, pipe electronice și vaporizatoare. Alternativ, ele pot fi consumate ca tutun, tutun de mestecat, tutun și snus.
Familia plantelor de tutun conține diferite (sub)specii, care prezintă diferite profiluri de alcaloizi și arome.
Tutunul oriental (Nicotiana tabacum L.) este o specie de tutun cultivată în principal în Turcia, Grecia și zonele învecinate, care este utilizată pentru producția comercială de țigări, trabucuri și tutun de mestecat. Are o aromă caracteristică puternică, este relativ scăzută în nicotină și bogată în zaharuri reducătoare, acizi și ulei de aromă volatilă, ceea ce conferă produselor din tutun o aromă intensă.
Există 67 de specii naturale de tutun cunoscute. Mai jos sunt enumerate cele mai comune specii:
- Nicotiana acuminata (Graham) Hook. – tutun cu multe flori
- Nicotiana africana Merxm.
- Nicotiana alata Link & Otto – tutun înaripat, tutun de iasomie, tanbaku (persană)
- Nicotiana attenuata Torrey ex S. Watson – tutun coiot
- Nicotiana benthamiana Domin
- Nicotiana clevelandii A. Gri
- Nicotiana glauca Graham – tutun de copac, tutun brazilian, tutun de arbust, muștar
- Nicotiana glutinosa L.
- Nicotiana langsdorffii Weinm.
- Nicotiana longiflora Cav.
- Nicotiana occidentalis H.-M. Wheeler
- Nicotiana obtusifolia M. Martens & Galeotti – tutun de deșert, punche, “Tabaquillo”
- Nicotiana otophora Griseb.
- Nicotiana plumbaginifolia Viv.
- Nicotiana quadrivalvis Pursh
- Nicotiana rustica L. – tutun aztec, mapacho
- Nicotiana suaveolens Lehm. – Tutun australian
- Nicotiana sylvestris Speg. & Comes – tutun sud-american, tutun împădurit
- Nicotiana tabacum L. – tutun comercial cultivat pentru producția de țigări, trabucuri, tutun de mestecat etc.
- Nicotiana tomentosiformis Goodsp.
Cele trei specii de mai jos sunt hibrizi artificiali:
- Nicotiana × didepta N. debneyi × N. tabacum
- Nicotiana × digluta N. glutinosa × N. tabacum
- Nicotiana × sanderae Hort. ex Wats. N. alata × N. uitiana
Tipuri de tutun
Procesul de întărire și îmbătrânire ulterioară a frunzelor de tutun induce o oxidare lentă și degradarea carotenoidelor prezente în frunzele de tutun. Datorită oxidării, anumiți compuși din frunzele de tutun sunt sintetizați, ceea ce duce la fân dulce, ceai, ulei de trandafir sau arome aromatice fructate, care contribuie la “Netezime” a fumului. Amidonul este transformat în zaharuri, care ulterior glicat proteine și sunt oxidate în produse finale avansate de glicare (AGE). Acesta este un proces de caramelizare care, de asemenea, dă fumului aroma sa.
Metoda de preparare și întărire a tutunului influențează caracteristicile sale finale de aromă. Întărirea poate fi realizată prin aer, foc, coș de fum și protecție solară. De exemplu, tutunul tratat cu fum (de exemplu, din Franța) conține doar niveluri scăzute de alcaloizi, în timp ce tutunul Burley uscat la aer (de exemplu, provenit din Guatemala) este cunoscut pentru conținutul ridicat de alcaloizi.