Стратегии повышения урожайности при ботанической экстракции
Для получения высококачественных экстрактов из растительных компонентов с высокой эффективностью, т.е. высоким выходом экстрактов высшего качества за короткое время экстракции, требуется высокопроизводительная технология экстракции. Ультразвуковая экстракция – это метод интенсификации процесса, который позволяет использовать широкий спектр сырья и получать высокие выходы превосходных экстрактов быстрым и экономичным способом.
Растительные экстракты премиум-класса с Power Ultrasound
Когда из растительного растения извлекается конкретное биологически активное соединение или биологически активная фракция, на процесс экстракции влияют различные факторы. Помимо технологии экстракции (например, ультразвуковой экстракции), важными факторами процесса являются полярность растворителя, сырье и его предварительная обработка, соотношение твердого и жидкого вещества (т.е. соотношение растительных масс и растворителя), время экстракции и температура. Ультразвуковая экстракция (UAE) позволяет создать идеальные условия обработки, которые характеризуются мягкостью и высокой эффективностью одновременно. Свободный выбор мягких растворителей или экстракции холодной водой, низкие температуры и короткое время обработки превращают ультразвуковую экстракцию в превосходную технологию экстракции, которая предотвращает термическую или химическую деградацию биологически активных молекул. Кроме того, ОАЭ может высвобождать все доступное количество биоактивных молекул из растительного сырья. Вот почему ультразвуковая технология является наиболее широко используемой экстракцией для производства высокоэффективных экстрактов.
Ботаническая экстракция с помощью UP400St (400 Вт, 24 кГц)
Что делает ультразвуковую экстракцию превосходной?
Ультразвуковая экстракция (ЭМА) – это высокоэффективный метод экстракции, в основе которого лежат чисто механические силы. Ультразвуковая или акустическая кавитация характеризуется интенсивными поперечными силами, а также локально возникающими высокими перепадами температур и давления. Эти высокоинтенсивные кавитационные силы вызывают так называемую сонопорацию, которая представляет собой образование новых и расширение существующих пор в клеточной мембране, а также нарушение клеточных структур растений. Ультразвуковой поток растворителя внутрь клетки и из нее способствует быстрому и полному высвобождению растительных веществ. Используя исключительно механические силы, ОАЭ не изменяет растительные молекулы с помощью химикатов или интенсивной термической обработки и тем самым предотвращает химические или тепловые изменения биологически активных веществ, содержащихся в растительных компонентах. В результате ультразвуковой экстракции получают высококачественные экстракты полного спектра действия, которые обеспечивают полный эффект комбинированных растительных веществ, известный как так называемый эффект антуража.
Ультразвуковая экстракция: Мягкая нетермическая, но высокоэффективная техника для получения высоких выходов экстрактов высшего качества.
Сравнение ультразвуковой экстракции с другими методами
Ультразвуковая экстракция является широко используемым методом высвобождения и выделения биологически активных соединений, таких как антиоксиданты, полифенолы, полисахариды, белки, липиды, каннабиноиды и другие фитохимические вещества из растительного сырья. Ультразвуковая экстракция является предпочтительным методом благодаря многочисленным преимуществам, таким как высокий / полный выход экстракции, быстрая нетермическая обработка, совместимость практически с любыми растворителями (например, водой, этанолом, метанолом, изопропанолом, растительными маслами, глицерин и т.д.), простая и безопасная эксплуатация, низкие эксплуатационные расходы и многое другое.
В таблице ниже сравнивается ультразвуковая экстракция с другими традиционными методами экстракции, что подчеркивает преимущества ОАЭ.
Ультразвуковые экстракторы Hielscher отличаются эффективностью, надежностью и удобством использования
| ультразвуковая экстракция | мацерация | СО2 Извлечение | Сокслет | Просачивание | |
|---|---|---|---|---|---|
| растворитель | Совместим практически с любым растворителем | вода, водные и неводные растворители | СО2 | вода, водные и неводные растворители | органические растворители |
| температура | нетермическая экстракция, Точный контроль температуры | окружающий | В условиях жары | температура окружающей среды Время от времени применяется тепло | выше критического температура 31°C |
| давление | как атмосферные, так и возможно повышенное давление | атмосферный | атмосферный | атмосферный | очень высокое давление (выше критического давления 74 бар) |
| Время обработки | Быстрый | очень медленный | медленный | очень медленный | Умеренный |
| Количество растворителя | низкий высокая твердая нагрузка на растительный материал в растворителе, особенно когда проточная ячейка Используется настройка | большой | Умеренный | большой | большое количество Сверхкритический CO2 |
| Полярность натурального экстракта | зависит от растворителя; для выделения неполярных и полярных компаундов, двухступенчатая экстракция Рекомендуется использовать два растворителя | зависит от растворителя | зависит от растворителя | зависит от растворителя | в зависимости от давления (при более высоких давлениях более полярный) |
| Гибкость / масштабируемость | для периодической и поточной экстракции, Линейная масштабируемость | только периодическое извлечение, ограниченная масштабируемость | только периодическое извлечение, ограниченная масштабируемость | только периодическое извлечение, ограниченная масштабируемость | только периодическое извлечение, ограниченная линейная масштабируемость, очень дорого |
Почему ультразвуковая экстракция так эффективна?
Механизм экстракции, усиливающий силовой ультразвук, в основном связан с явлением акустической кавитации. Ультразвуковая кавитация вызывает столкновения между частицами растительной биомассы, что приводит к дроблению и уменьшению размера частиц. Когда кавитационные пузырьки схлопываются на поверхности растительных твердых веществ, эрозия и сонопорация еще больше увеличивают поверхность частиц. Таким образом, интенсивный массоперенос способствует высвобождению таких молекул, как белки, липиды, сахара, витамины, антиоксиданты, фитохимические вещества и пищевые волокна. Создаваемые ультразвуковыми сдвиговыми силами улучшают проникновение растворителя в клеточный матрикс растительного вещества и улучшают проницаемость клеточных мембран, соответственно. Эти механизмы силового ультразвука отвечают за значительную интенсификацию процесса, достигаемую при применении ультразвука для ботанической экстракции.
- высокая урожайность,
- экстракты высшего качества
- Высокоэффективный, быстрый процесс
- низкие эксплуатационные расходы
- воспроизводимые результаты
- Линейная масштабируемость
- простой & безопасная эксплуатация
- робастность
Получите техническую информацию об ультразвуковых экстракторах Hielscher и их преимуществах!
Hielscher Ultrasonics разрабатывает, производит и распространяет высокопроизводительные ультразвуковые экстракторы для периодической и непрерывной обработки в любых производственных масштабах. Помимо высочайших технических стандартов и выдающейся надежности, а также работы в режиме 24/7/365 для высокоэффективной работы, ультразвуковые аппараты Hielscher просты и надежны в эксплуатации. Высокая эффективность, интеллектуальное программное обеспечение, интуитивно понятное меню, автоматическое протоколирование данных и дистанционное управление через браузер - это лишь некоторые особенности, которые отличают экстракторы Hielscher от других вытяжных устройств.
Преимущества ультразвуковых экстракторов Hielscher
Эффективность
- Более высокая урожайность
- Быстрый процесс экстракции – в течение нескольких минут
- Высококачественные экстракты – мягкая, нетермическая экстракция
- Зеленые растворители (вода, этанол, глицерин, растительные масла и т.д.)
Простота
- Plug 'n’ Игра – Настройка и тренировка в течение нескольких часов
- Высокая производительность – для крупномасштабного производства экстрактов
- Периодическая или непрерывная работа в потоке
- Простая настройка – поддерживает несколько напряжений и подключение только четырех шлангов
- Передвижной
- Линейное масштабирование вверх – параллельное добавление еще одной ультразвуковой системы для увеличения производительности
- Дистанционный мониторинг и управление – с помощью ПК, смартфона или планшета
- Не требуется контроль процесса – настройка и запуск
- Высокая производительность – предназначена для непрерывного производства в режиме 24/7
- Надежность и низкие эксплуатационные расходы
- высокое качество – спроектировано и построено в Германии
- Быстрая загрузка и разгрузка между партиями
- Легко чистится
Безопасность
- Простой и безопасный в управлении
- Экстракция без растворителя или на основе растворителя (вода, этанол, растительные масла, глицерин и т.д.)
- Отсутствие высоких давлений и температур
- Доступны взрывозащищенные системы, сертифицированные ATEX
- Простое управление (в том числе с помощью пульта дистанционного управления)
Растворители для ультразвуковой экстракции
Выберите идеальный растворитель для вашего процесса экстракции: вода, водно-спиртовая смесь, изопропиловый спирт, гексан, этанол, метанол, бутан, растительные масла, глицерин,
Нетоксичные растворители, как и любые другие стандартные растворители, совместимы с ультразвуковой экстракцией.
Ультразвуковая экстракция холодной водой: Хотя вода технически является растворителем, так называемым универсальным растворителем, экстракция на водной основе обычно рассматривается как экстракция без растворителя. Ультразвуковая экстракция без растворителей не требует никаких посторонних веществ. Суспензия воды и растительного материала подвергается ультразвуковой обработке, чтобы разрушить клеточные стенки растения, в результате чего биологически активные молекулы высвобождаются в воду (растворитель). Ультразвук – это чисто механический метод, который не приводит к химическому изменению сырья и экстракта. Таким образом, ультразвуковая экстракция является предпочтительным методом для получения высококачественных растительных экстрактов.
ультразвуковой зонд УИП1000HDT с мешалкой для производства растительных экстрактов, таких как каннабиноиды (например, CBD, THC, CBG)
В таблице ниже приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых экстракторов (периодическая и проточная обработка):
| Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 1 до 500 мл | От 10 до 200 мл/мин | УП100Ч |
| от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
| От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | УИП4000HDT |
| н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Промышленная установка ультразвукового экстрактора УИП4000HDT для производства растительных экстрактов.
Hielscher Ultrasonics производит и поставляет высокопроизводительные ультразвуковые экстракторы для лабораторных, пилотных и промышленных масштабов.
Литература / Литература
- 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.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk (2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
- V. Lobo, A. Patil,A. Phatak, N. Chandra (2010): Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health. Pharmacognosy Reviews 2010 Jul-Dec; 4(8): 118–126.
Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы от лаборатория Кому промышленного размера.