Ultrasonication depășește alte metode de extracție prin viteză
Procedura rapidă de extracție cu ultrasunete și economiile de timp rezultate din aceasta în producția de extract sunt unul dintre numeroasele avantaje ale extracției cu ultrasunete a compușilor bioactivi din plante. Extracția cu ultrasunete a fost comparată științific cu tehnicile alternative de extracție, ar fi extracția supercritică cu CO2, macerarea, refluxul de căldură, Soxhlet sau extracția cu microunde, iar rezultatele cercetării dovedesc avantajul semnificativ al ultrasonication în ceea ce privește viteza de extracție și randamentul.
Ultrasonication ca procedură de extracție rapidă
Extracția cu ultrasunete a compușilor bioactivi este bine cunoscută pentru randamentele sale ridicate, extracte de înaltă calitate, timp scurt de extracție, consum redus de energie și capacitatea de a lucra cu solvenți foarte ușori. Toți acești factori contribuie la eficiența globală extraordinară a extracției cu ultrasunete a constituenților bioactivi din materiale vegetale.
Mai jos puteți găsi o selecție de rapoarte de cercetare științifică, în care extracția cu ultrasunete (de asemenea, extracție asistată cu ultrasunete / UAE) au fost comparate cu alte tehnici de extracție, cum ar fi macerarea, Soxhlet, refluxul termic, CO supercritic2și extracția cu microunde.
Ultrasonicator UP400St pentru extracția de mare viteză a plantelor în modul lot
| Aplicație de extracție | Timp de extracție cu ultrasunete | Metoda alternativă de extracție timp | Informații suplimentare | Sursă |
|---|---|---|---|---|
| Extracția antocianinei din boabe de mirt | 5 min | 15 min microunde |
Ultrasonicator UP200S | Gonzalez și colab., 2019 |
| Extracția frunzelor de boldo | 5-30 min | 15-90 min Macerare |
Ultrasonicator UIP1000hdT “We can see that from 5 to 30 min of sonication, the yield is equivalent to the yield of conventional maceration at 15 to 90 min: UAE requires a third of the time to extract the soluble material of the leaves in conventional maceration.” |
Petigny și colab., 2013 |
| Extracția fenolilor și flavonoidelor totale din salvie | 11 min | 30 min extracție convențională cu agitator în baie de apă la 60 ° C |
Extractoare cu ultrasunete UP100H, UP400S |
Dent și colab., 2015 |
| Extracția polifenolilor din frunze de măsline | 21 min | 60min extracție convențională cu reflux termic |
Ultrasonicator UP400S | Dobrinčić și colab., 2020 |
| Extracția fenolilor bioactivi din frunzele de Malva sylvestris | 49 min 48°C la 110W |
5 ore extracție pe pat agitat la 150 rpm |
Ultrasonicator UP200S Analiza HPLC a arătat că concentrația fenolilor bioactivi a crescut semnificativ (p≺0,05) în condiții optime UAE Condiţii. |
Bimakr și colab., 2017 |
| Extracția lipidelor din semințe de pepene galben de iarnă (Benincasa hispida) | ∼36 min | Extracția supercritică a dioxidului de carbon combinată cu tehnica oscilării presiunii (SCE-PST) (∼50 min), CO supercritic2 (∼97 min) și extracția convențională Soxhlet (∼360 min) | Compararea dioxidului de carbon supercritic (sCO2), extracția asistată cu ultrasunete (UAE), extracția supercritică a dioxidului de carbon combinată cu tehnica oscilării presiunii (SCE-PST) și extracția Soxhlet arată că EAU este cea mai eficientă și rapidă tehnică de extracție. | Bimakr și colab. (2015) |
Compararea dioxidului de carbon supercritic (sCO2), extracția asistată cu ultrasunete (UAE), extracția supercritică a dioxidului de carbon combinată cu tehnica oscilării presiunii (SCE-PST) și Soxhlet extraction arată că UAE este cea mai eficientă și rapidă tehnică de extracție.
- Eficiență ridicată de extracție
- Randamente superioare de extracție
- proces rapid
- Temperaturi scăzute
- Potrivit pentru extragerea compușilor termolabili
- Compatibil cu orice solvent
- Consum redus de energie
- Tehnica de extracție verde
- Operare ușoară și sigură
- Costuri reduse de investiție și operaționale
- Funcționare 24/7 în condiții grele
Extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru izolarea expresă a compușilor
Hielscher de ultimă oră echipamente cu ultrasunete permite o extracție rapidă de bio-molecule de înaltă calitate din plante. Controlul deplin asupra parametrilor procesului, cum ar fi amplitudinea, temperatura, presiunea și aportul de energie, permite cele mai eficiente și mai blânde condiții de extracție, producând extracte nedeteriorate, foarte bioactive. Optimizarea parametrilor de extracție cu ultrasunete, ar fi dimensiunea particulelor de materii prime, tipul de solvent, raportul solid-solvent, și timpul de extracție poate fi optimizat pentru cea mai mare eficiență și cele mai bune rezultate generale. Deoarece extracția cu ultrasunete este o metodă de extracție non-termică, degradarea termică a ingredientelor bioactive poate fi evitată, rezultând o calitate superioară a extractului.
În general, avantajele, cum ar fi randamentul ridicat, timpul scurt de extracție, temperatura scăzută de extracție, și cerințele reduse de solvent fac sonicare metoda de extracție preferată.
Ultrasoniction depășește cuptorul cu microunde în extracția antocianinei din boabe de mirt. Sonicare este de trei ori mai rapid decât extracția cu microunde.
Comparația ultrasunetelor vs convenționale cu un agitator cu baie de apă arată un timp de extracție semnificativ redus pentru fenolii și flavonoidele totale din salvie atunci când se utilizează extracția cu ultrasunete. Extracția cu ultrasunete necesită doar o treime din timpul de extracție cu un agitator de baie de apă.
Extracție cu ultrasunete: Stabilit în laborator și industrie
Extracția cu ultrasunete este aplicată pe scară largă pentru extracția oricărui tip de compus bioactiv din botanice, ciuperci, alge, bacterii și celule de mamifere. Extracția cu ultrasunete a fost stabilită ca un simplu, rentabil și extrem de eficient, care excelează alte tehnici tradiționale de extracție prin randamente mai mari de extracție și durată de procesare mai scurtă.
Cu laborator, banc-top și sisteme cu ultrasunete complet industriale disponibile, extracția cu ultrasunete este în zilele noastre o tehnologie bine stabilită și de încredere. Hielscher extractoare cu ultrasunete sunt instalate în întreaga lume în instalații industriale de prelucrare pentru producția de compuși bioactivi de calitate alimentară și farmaceutică.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre:
| Volumul lotului | Debitul | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 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 | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 până la 100L / min | UIP16000 |
| n.a. | mai mare | grup de UIP16000 |
Contactează-ne! / Întreabă-ne!
Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru aplicații de amestecare, dispersie, emulsionare și extracție pe laborator, pilot și scară industrială.
Literatură / Referințe
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Fapte care merită știute
Principiul de lucru al extracției cu ultrasunete
Extracția cu ultrasunete este o metodă utilizată pe scară largă pentru izolarea și separarea componentelor bioactive din materialele vegetale. Deoarece sonicare este compatibil cu orice fel de solvent, procedura de extracție cu ultrasunete poate fi proiectat optim în ceea ce privește compușii bioactivi (adică compușii vizați), polaritatea lor, solubilitatea, sensibilitatea la căldură și alți factori. Adaptarea procesului de sonicare în mod specific la un anumit compus sau diferiți compuși, configurația cea mai ideală poate fi aleasă pentru a obține un extract de o calitate extraordinar de înaltă.
Undele cu ultrasunete cuplate într-un lichid sau suspensie creează vibrații intense și cavitație acustică. Acustică aka cavitație cu ultrasunete este determinată de diferențele de presiune extrem de ridicate care apar local, forțele de forfecare și jeturile de lichid. Aceste forțe sparg pereții celulari, perturbă celulele vegetale și intensifică transferul de masă între interiorul celulei și solvent. Astfel, ingredientele bioactive sunt eliberate eficient în solventul înconjurător, de unde moleculele țintă pot fi ușor izolate și purificate (de exemplu, prin evaporarea rotorului, distilarea cu abur sau HPLC).
Extracția cu ultrasunete din celulele vegetale: secțiunea transversală microscopică (TS) arată mecanismul acțiunilor în timpul extracției cu ultrasunete din celule (mărire 2000x)
[sursa: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la Laborator spre dimensiunea industrială.