Самый эффективный метод экстракции для растительных растений

Вы ищете мощную и надежную экстракционную установку для производства высококачественных растительных экстрактов? Здесь вы можете найти сравнение распространенных методов экстракции, включая ультразвуковую экстракцию, сверхкритическую экстракцию CO2, экстракцию этанолом, мацерацию и другие, а также их преимущества и недостатки.

Растительная экстракция с помощью ультразвука в сравнении с альтернативными методами

Экстракция растительных компонентов может быть выполнена с помощью различных методов. Тем не менее, эффективность, выход и качество экстракта в значительной степени зависят от используемого метода экстракции и протокола. Мацерация, сверхкритическая экстракция CO2, перколяция и экстракция по методу Сокслета являются распространенными методами экстракции, которые часто дают недостаточные результаты экстракции.
Ультразвуковая экстракция – это сложный метод изоляции, который превосходит традиционные методы экстракции по нескольким параметрам.
Ультразвуковая экстракция с помощью ультразвукового зонда является высокоэффективным методом извлечения соединений из растений и других материалов. По сравнению с другими методами, такими как мацерация, экстракция CO2, перколяция и микроволновая экстракция, ультразвуковая зондовая экстракция отличается несколькими преимуществами:

• Более быстрая экстракция: Ультразвуковая зондовая экстракция позволяет извлекать соединения гораздо быстрее, чем мацерация и перколяция. Это связано с тем, что ультразвуковые волны создают в растворителе кавитационные пузырьки, которые создают микроудары, помогающие разрушать клеточные стенки и быстрее высвобождать соединения.
• Более высокая урожайность: Ультразвуковая зондовая экстракция позволяет получить более высокий выход соединений, чем мацерация, экстракция CO2 и перколяция. Это связано с тем, что ультразвуковые волны помогают высвободить больше целевых соединений из извлекаемого материала.
• Более эффективно: Ультразвуковая зондовая экстракция более эффективна, чем мацерация, экстракция CO2, перколяция и экстракторы Сокслета, так как для экстракции того же количества соединений требуется меньше растворителя. Это связано с тем, что ультразвуковые волны помогают повысить растворимость целевых соединений в растворителе.
• Многосторонность: Ультразвуковая зондовая экстракция может быть использована для извлечения широкого спектра соединений из различных материалов, включая как гидрофильные, так и гидрофобные соединения. Это означает, что ультразвук отлично подходит и для производства экстрактов полного спектра действия.
• Низкая стоимость: Ультразвуковая зондовая экстракция, как правило, дешевле, чем экстракция CO2, перколяция, мацерация и экстракция по методу Сокслета, поскольку она не требует оборудования высокого давления или трудоемкого труда.
• Экологичность: Ультразвуковые зонды позволяют проводить экологически чистую экстракцию, так как она требует меньше растворителя и энергии по сравнению с другими методами, а также производит меньше отходов. Несмотря на то, что ультразвук совместим с любыми растворителями, благодаря высокой эффективности ультразвуковых аппаратов, токсичных растворителей в основном можно избежать. Этанол, водный этанол и вода являются отличными растворителями для ультразвуковой ботанической экстракции.

По сравнению с традиционными методами ботанической экстракции, ультразвуковая зондовая экстракция имеет значительные преимущества, что объясняет широкое использование ультразвуковой экстракции для многочисленных биологически активных соединений из растений.

Извлечение высококачественных экстрактов из растительных компонентов

Для получения высококачественных растительных экстрактов важно не только сырье (растительное сырье), но и применяемая техника экстракции. Растительные экстракты чувствительны к температуре, что означает, что они разлагаются под воздействием тепла. Поэтому крайне важно выбрать нетермический метод экстракции.
Выбор растворителя для экстракции является еще одним важным фактором, влияющим на качество экстракта. Растворители, такие как гексан, метанол, бутан и другие агрессивные химические вещества, могут загрязнить экстракт. Несмотря на то, что растворители удаляются после экстракции, следовые количества токсичных растворителей могут быть обнаружены в конечном экстракте. Вода, спирт, этанол, глицерин или растительные масла являются безопасными, нетоксичными растворителями и одобрены FDA для употребления.

Пошаговый протокол ботанической экстракции с помощью ультразвукового зонда

Как извлекаются биологически активные соединения из растений с помощью зондового ультразвука? Ниже вы можете ознакомиться с пошаговой инструкцией по извлечению фитохимических и биологически активных соединений из растительного сырья, такого как листья, лепестки, плодовое тело, стебли, корни или корневища!

1. Сначала растительный материал измельчается или измельчается на мелкие кусочки, чтобы увеличить площадь поверхности для экстракции.
2. Затем растительный материал смешивают с растворителем (например, этанолом или водой) для извлечения полифенолов.
3. Затем ультразвуковая обработка зондового типа используется для помощи в процессе экстракции путем подачи на смесь высокоинтенсивных низкочастотных ультразвуковых волн с частотой около 20 кГц. Это вызывает акустическую кавитацию и быструю вибрацию растворителя, что способствует распаду и разрушению растительных клеток и высвобождению биологически активных веществ, таких как полифенолы, флавоноиды и витамины.
4. Затем смесь фильтруют, чтобы отделить твердый растительный материал от жидкости, содержащей экстрагированные биологически активные соединения.
5. Затем жидкость испаряется или подвергается дальнейшей обработке для удаления растворителя и концентрирования биологически активных молекул.
6. Конечный продукт представляет собой богатый биоактивными веществами экстракт, который можно использовать в различных целях, таких как пищевые добавки, функциональные продукты питания и косметика.

Примечание: Это обзор процесса, и конкретные условия (растворитель, соотношение растительного материала и растворителя, время экстракции, мощность ультразвука и т. д.) могут варьироваться в зависимости от растительного источника и желаемого содержания биологически активных веществ.

Как работает ультразвуковая экстракция?

Ультразвуковая экстракция основана на принципе работы ультразвуковой акустической кавитации и является чисто механической обработкой. Подобно смесителю с большими сдвиговыми усилиями, ультразвуковой аппарат создает только механические поперечные силы в технологической среде. Ультразвуковая экстракция сама по себе является нетермическим, не требующим химикатов методом экстракции.
Что такое акустическая кавитация? – Акустическая или ультразвуковая кавитация происходит, когда мощные низкочастотные ультразвуковые волны соединяются в суспензию, состоящую из растительного материала в жидкости (растворителе). Мощные ультразвуковые волны связываются с помощью ультразвукового процессора зондового типа в растительную суспензию. Высокоэнергетические ультразвуковые волны проходят через жидкость, создавая чередующиеся циклы высокого и низкого давления, что приводит к явлению акустической кавитации. Акустическая или ультразвуковая кавитация локально приводит к экстремальным условиям, таким как очень высокие перепады давления и высокие силы сдвига. Когда кавитационные пузырьки взрываются на поверхности твердых тел (таких как частицы, растительные клетки, ткани и т. д.), микроструи и межпартиклюлярные столкновения вызывают такие эффекты, как разрушение частиц, сонопорация (перфорация клеточных стенок и клеточных мембран) и разрушение клеток. Кроме того, имплозия кавитационных пузырьков в жидких средах создает турбулентность и перемешивание, что способствует массопереносу между внутренней частью клетки и окружающим растворителем. Ультразвуковое облучение является высокоэффективным способом усиления процессов массообмена, так как ультразвуковая обработка приводит к кавитации и связанным с ней механизмам, таким как микродвижение струями жидкости, сжатие и декомпрессия в материале с последующим разрушением клеточных стенок.
В зависимости от сырья процесс ультразвуковой экстракции может потребовать высокой интенсивности, например, для разрушения жестких растительных клеток или материала с большим содержанием целлюлозы. Ультразвуковые аппараты зондового типа могут генерировать очень высокие амплитуды, что необходимо для создания ударной кавитации. Hielscher Ultrasonic производит высокопроизводительные ультразвуковые экстракторы, которые могут легко создавать амплитуды 200 мкм при непрерывной работе в режиме 24/7. Для еще более высоких амплитуд Hielscher предлагает специальные высокоамплитудные сонотроды (преобразователи).
Для интенсификации кавитации используются ультразвуковые реакторы под давлением и проточные ячейки. С увеличением давления кавитационные и кавитационные силы сдвига становятся более разрушительными и тем самым улучшают эффекты ультразвуковой экстракции.

Экстракт фитохимикатов и биологически активных соединений с ультразвуком

Ультразвуковая экстракция используется для высвобождения и выделения широкого спектра биологически активных соединений (так называемых фитохимических веществ) из растительных компонентов.
Приведенный ниже список дает вам небольшой обзор фитохимических веществ, экстрагированных ультразвуком:

• КБД и другие каннабиноиды из каннабиса и конопли
• терпены
• имбирь
• розмарин
• Капсаицин из перца чили
• Кофеин из кофейных зерен
• Астаксантин из водорослей
• Аллицин из чеснока
• Катехины (ЭГЭК) из чая
• Эллагитаннины из граната
• Аюрведические травяные экстракты
• Никотин из табака
• эфирные масла
• Фитохимические вещества из двудомной крапивы
• Пектины из кожуры цитрусовых
• Полифенолы из кожуры манго
• Тараксацин и Тараксастерол из одуванчика

Растворители для ультразвуковой экстракции

Ультразвуковая экстракция совместима практически с любым растворителем. Чаще всего этанол, вода, смесь этанола и воды, глицерин и растительные масла используются для извлечения биологически активных соединений из растительных компонентов, поскольку эти растворители считаются безопасными для употребления в пищу и просты в использовании.
Узнайте больше о растворителях, используемых для ультразвуковой экстракции!

Преимущества ультразвуковой экстракции этанолом

Этанол является одним из наиболее часто используемых растворителей при ультразвуковой экстракции из-за его безопасности (одобрено FDA для употребления), его эффективности и широкого диапазона растворимости. Ультразвуковая экстракция этанолом затмевает другие растворители и другие технологии экстракции благодаря экономичности, линейной масштабируемости, простоте и безопасности.
Превосходная эффективность этанола в качестве растворителя связана с его химическим составом, состоящим из углеводородного хвоста и одной гидроксильной группы. Этот химический состав позволяет этанолу растворять и извлекать очень широкий спектр веществ, из полифенолов, флавоноидов, терпенов, каннабиноидов и липидов (масел).
Например, ультразвуковая экстракция каннабиноидов этанолом не требует винтеризации (депарафинизации), что требуется при других методах экстракции, таких как экстракция CO2 для удаления воска.

Экстракция этанолом проявляет различные эффекты в зависимости от температуры этанола. Нагретый этанол часто используется для получения экстрактов полного спектра, которые ценятся за свой антуражный эффект. С другой стороны, ледяной этанол предпочтительно использовать для производства травяных дистиллятов или дистиллятов каннабиса. Экстракция в ледяной этанол не требует последующей фильтрации. Поскольку ультразвуковая экстракция не является термической обработкой, ее можно использовать с горячим/теплым или охлажденным/ледяным этанолом. Ультразвуковые реакторы с рубашкой помогают поддерживать нужную температуру обработки во время обработки. Цифровое управление и интеллектуальное программное обеспечение ультразвукового аппарата отслеживают температуру обработки с помощью вставных датчиков температуры и могут быть запрограммированы на остановку или приостановку экстракционной обработки, когда температура среды выходит за определенный диапазон.

Покупайте самое эффективное ультразвуковое экстракционное оборудование!

Высокопроизводительные экстракционные системы Hielscher Ultrasonics доступны в любом масштабе от небольших лабораторий, средних пилотных масштабов до полностью промышленного производства со скоростью несколько тонн в час. В зависимости от производительности ультразвуковые экстракторы Hielscher могут использоваться в периодическом или непрерывном поточном режиме. Выбор растворителя остается за вами, так как ультразвуковые аппараты Hielscher можно использовать в сочетании с любым растворителем. Все ультразвуковые вытяжные устройства просты и безопасны в эксплуатации. В зависимости от вашего сырья, технологических мощностей и целевого показателя производительности, Hielscher предлагает вам наиболее подходящий ультразвуковой аппарат.
На процессы ультразвуковой экстракции влияют сырье, растворитель и производительность. Различные аксессуары, такие как сонотроды (зонды) различных размеров и форм, бустерные рупоры, проточные ячейки с различным объемом и геометрией, съемные датчики температуры и давления и многие другие приспособления доступны для сборки идеальной ультразвуковой установки для вашего процесса экстракции.
Управление процессом имеет решающее значение для получения воспроизводимого результата. Поэтому все цифровые модели оснащены интеллектуальным программным обеспечением, которое позволяет настраивать, контролировать и пересматривать параметры добычи. Благодаря точному контролю амплитуды, времени ультразвука и рабочих циклов можно достичь оптимальных результатов процесса, таких как превосходный выход и высочайшее качество экстракта. Автоматическая запись данных процесса ультразвуковой обработки является основой для стандартизации процесса и воспроизводимости/повторяемости, которые необходимы для надлежащей производственной практики (GMP).

В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:

Литература / Литература