Экстракция гексана с повышенной эффективностью с помощью ультразвука

Ультразвуковое исследование зондового типа может улучшить традиционную экстракцию гексана, интенсифицируя процесс и делая его значительно более эффективным. Ультразвуковая экстракция улучшает массоперенос и заставляет клетки высвобождать целевые биологически активные вещества в растворитель, что приводит к более высокому выходу экстракции по сравнению с традиционными методами. Ультразвуковая экстракция очень эффективна для увеличения выхода экстракции масла, в том числе рапсового масла и льняного масла, что приводит к высококачественному составу жирных кислот и более высокому содержанию биологически активных компонентов.

Экстракция гексана улучшена с помощью мощного ультразвука

Ультразвуковая экстракция — это метод интенсификации процесса, который может значительно улучшить процессы твердо-жидкостной и жидкостной экстракции.

Ограничения традиционной экстракции гексаном

Экстракция гексаном — это распространенный метод, используемый для извлечения органических соединений, особенно неполярных веществ, из различных источников, таких как растения, семена или почва. Гексан — это углеводородный растворитель, который обладает высокой эффективностью при растворении и экстракции липидов, масел и других неполярных соединений. Гексан широко используется для экстракции масла из-за его солюбилизирующей способности к неполярным соединениям (например, маслам), легкости последующего отделения масла и узкой температуры кипения (63–69 °C).
Тем не менее, эффективность процессов экстракции гексаном может сильно варьироваться в зависимости от сырья и экстракции: выход экстракции и время экстракции в значительной степени коррелируют. Это означает, что для получения высокого выхода экстракта требуется более длительное время удержания биомассы в гексановом растворителе. Еще одним ограничивающим фактором часто является недостаточное проникновение гексана в матрицу биомассы. Жесткие клеточные структуры в основном смачиваются гексаном на поверхности, в то время как внутренняя часть клетки лишь частично контактирует с гексаном. Такое недостаточное проникновение приводит к незавершенному процессу экстракции, поскольку целевые вещества, такие как липиды (т.е. жирные кислоты, жиры, масла), остаются внутри клеточного матрикса.

Решение: ультразвуковая экстракция гексана

Ультразвуковая ультразвуковая обработка, также известная как ультразвуковая зондовая ультразвукировка, представляет собой метод, в котором используются ультразвуковые волны высокой интенсивности для создания акустических кавитационных пузырьков в жидкой среде. Эти пузырьки быстро схлопываются, создавая интенсивные локализованные энергетические поля и создавая микротурбулентности и силы большого сдвига внутри растворителя.
Благодаря этим условиям, генерируемым ультразвуком, ультразвуковая обработка зондовым типом может интенсифицировать и улучшить процесс экстракции гексана несколькими способами:

• Усиленный массообмен: Ультразвуковая обработка усиливает массоперенос между твердым образцом и растворителем. Микротурбулентность и быстрое схлопывание кавитационных пузырьков создают сильные сдвиговые силы и локализованные изменения давления. Это разрушает пограничный слой вокруг твердого образца, способствуя высвобождению целевых соединений в растворитель, тем самым повышая эффективность экстракции.
• Ускоренная экстракция: Ультразвуковая обработка ускоряет кинетику экстракции за счет увеличения площади контакта между растворителем и твердым образцом. Кавитационные пузырьки обеспечивают перемешивание и создают гомогенизированную смесь, гарантируя, что растворитель вступает в тесный контакт со всей поверхностью твердого материала, что приводит к более быстрой скорости экстракции.
• Нарушение клеточных структур: При экстракции на растительной основе ультразвук может нарушить клеточные структуры, такие как клеточные стенки и мембраны, способствуя высвобождению внутриклеточных компонентов. Это позволяет более эффективно извлекать липиды и другие целевые соединения, которые могут быть заключены в клетки.
• Уменьшенное время добычи: Сочетая повышенный массоперенос и ускоренную кинетику экстракции, ультразвуковая обработка зондового типа может значительно сократить время экстракции, необходимое для получения желаемого выхода. Это может быть особенно полезно при обработке больших объемов образцов или работе с чувствительными ко времени приложениями.

Благодаря этим улучшенным технологическим факторам ультразвуковая обработка зондового типа может значительно улучшить экстракцию гексана. Ультразвуковая экстракция гексана может быть оптимизирована в зависимости от конкретных соединений и объемов, которые извлекаются. Интенсивность ультразвука (амплитуда), продолжительность, температура, давление и настройка экстракции могут быть отрегулированы до оптимального выхода экстракта в течение короткого периода экстракции.

• масло водорослей
• Растительные масла (соевое, льняное, рапсовое, подсолнечное, рисовые отруби и др.)
• эфирные масла
• Кариофиллен
• Ванильный олеорезин из стручков ванили
• Лютеин из яичного желтка
• Астаксантин из водорослей
• Обезжиривание насекомых

Ультразвуковая экстенсивная экстракция по методу Сокслета с использованием гексана в качестве растворителя

Ультразвуковая экстенсивная экстракция по методу Сокслета — это процесс, который сочетает в себе традиционную экстракцию по методу Сокслета с ультразвуковыми волнами для повышения эффективности процесса экстракции. Экстракт Сокслета — это процедура, обычно используемая в лабораториях и для производства небольших объемов экстрактов, таких как эфирные масла или некоторые биологически активные соединения.
Гексан является широко используемым растворителем для этого процесса, поскольку он эффективен при извлечении липидов из различных источников, включая растительные масла, масло водорослей, а также биологически активные соединения на основе липидов. Ультразвук разрушает клеточные структуры и способствует экстракции твердого и жидкого тела за счет увеличения массопереноса и высвобождения соединений в растворитель. Так как такой растворитель, как гексан, может лучше проникать в твердый материал и эффективно растворять масла (липиды, жирные кислоты). Следовательно, процесс экстракции ускоряется, сокращая время, необходимое для извлечения нужных соединений. Кроме того, использование ультразвука может уменьшить количество необходимого растворителя, что делает его более экологичным вариантом.
 

Ультразвуковая экстракция позволяет использовать более мягкие, нетоксичные растворители

Ультразвуковая обработка не только улучшает экстракцию гексана, но и позволяет использовать более мягкие, нетоксичные растворители, такие как этанол, водный этанол, вода или природные глубокоэвтектические растворители (DES, NADES). Высокоэффективное разрушение клеток и массоперенос, обеспечиваемые ультразвуковыми зондовыми экстракторами, дают отличные результаты при использовании более мягких растворителей. Таким образом, ультразвуковая экстракция в сочетании с более мягкими, нетоксичными, экологически чистыми растворителями позволяет получать высококачественные пищевые экстракты, экономить затраты и использовать экологически чистый процесс экстракции.

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для улучшенной экстракции гексана

Hielscher Ultrasonics разрабатывает, производит и поставляет высокопроизводительные ультразвуковые экстракторы, которые могут быть легко интегрированы в существующие установки для экстракции гексана или экстракторы Сокслета. Помимо поставки, монтажа, технического обслуживания, Hielscher консультирует и направляет своих клиентов во время технико-экономических испытаний, оптимизации процессов и проектирования установки до окончательной установки и ввода в эксплуатацию процесса экстракции.
Основными преимуществами ультразвуковых аппаратов Hielscher являются полное управление технологическим процессом, линейная масштабируемость и способность всех промышленных ультразвуковых процессоров обеспечивать очень высокую амплитуду. Амплитуды до 200 мкм могут легко работать непрерывно в режиме 24/7. Высокие амплитуды особенно важны, когда речь идет об экстракции более твердых клеточных структур, таких как семена и ядра.
Наш технический персонал и полностью оборудованная технологическая лаборатория помогут вам знаниями и руководством!

Проектирование, производство и консалтинг – Качество «Сделано в Германии»

Ультразвуковые аппараты Hielscher хорошо известны своими высочайшими стандартами качества и дизайна. Надежность и простота в эксплуатации позволяют без проблем интегрировать наши ультразвуковые аппараты в промышленные объекты. Ультразвуковые аппараты Hielscher легко справляются с суровыми условиями и требовательными условиями окружающей среды.

Hielscher Ultrasonics является компанией, сертифицированной по стандарту ISO, и уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым аппаратам, отличающимся самыми современными технологиями и удобством в использовании. Конечно, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и соответствуют требованиям UL, CSA и RoHs.

В таблице ниже приведена примерная вычислительная мощность наших ультразвуковых аппаратов: