Экстракция сверхкритическими флюидами, улучшенная мощным ультразвуком
Ультразвуковая экстракция сама по себе или в сочетании с альтернативными методами экстракции, такими как экстракция растворителем или использование экстракторов со сверхкритическим CO2 , успешно применяется для извлечения полного спектра каннабиноидов из растения каннабис (конопли и марихуаны). В марихуане основным каннабиноидным компонентом является Δ9-tetrahydro-cannabinol (Δ9-THC) с его хорошо известными психотропными эффектами. Другие важные каннабиноиды с меньшей психотропной активностью или без неё встречаются как в конопле, так и в марихуане и включают каннабидиоловую кислоту (CBDA), каннабидиол (CBD), каннабигерол (CBG), каннабихромен (CBC), каннабинол (CBN) и каннабициклол (CBL), а также другие родственные гомологи C19.
Сверхкритическая CO2 -экстракция, улучшенная ультразвуком
Сочетание мощного ультразвука и экстракторов сверхкритических флюидов (SFE) представляет собой высокоэффективный и чистый метод ускорения и улучшения процессов массопереноса. Массоперенос между сырьём (например, растительным материалом, таким как листья, цветки, бутоны и т. д.) и растворителем (например, сверхкритическим CO2) является ограничивающим фактором в процессах экстракции. Из-за ограниченного массопереноса эффективность экстракции снижается. Чтобы компенсировать недостаточную эффективность, необходимо либо увеличить время экстракции, либо пожертвовать выходом экстракции.
Обработка мощным ультразвуком – хорошо зарекомендовавшая себя технология интенсификации медленных реакций за счёт улучшения массопереноса между двумя фазами. Благодаря интенсивным колебаниям, сдвиговым силам и турбулентному перемешиванию мощный ультразвук значительно повышает скорость контакта экстрагируемого сырья с растворителем. Это обеспечивает более высокий выход экстракции и сокращение её времени. Обработка ультразвуком повышает эффективность экстракции в экстракторах сверхкритических флюидов любого типа:
- за счёт увеличения выхода
- за счёт сокращения времени экстракции
- за счёт снижения требуемого давления
- за счёт повышения общей производственной мощности
UIP2000hdT – ультразвуковой экстрактор, который можно присоединить фланцем к колоннам для экстракции сверхкритическим CO
Ультразвуковое усиление массопереноса в процессах экстракции сверхкритическим CO2 можно легко реализовать путём интеграции высокопроизводительного ультразвукового зонда, например Cascatrode, в экстрактор сверхкритических флюидов. Зонды Hielscher Ultrasonics (также известные как ультразвуковые рупоры, сонотроды) можно подключать с помощью стандартного фланцевого уплотнения; они совместимы с соединителями swedge lock. Это делает монтаж и эксплуатацию простыми и безопасными. Поскольку все ультразвуковые аппараты Hielscher известны своей прочностью и непрерывной производительностью, после установки система требует минимального технического обслуживания.
Ультразвуковые аппараты и зонды Hielscher доступны для
- маломасштабных / лабораторных экстракторов сверхкритических флюидов
- полупромышленного масштаба
- промышленного масштаба
Ультразвуковой экстрактор, интегрированный в систему со сверхкритическим CO2 для улучшения массопереноса. Это увеличивает выход экстракции и снижает её продолжительность и температуру.
рисунок и исследование: Hu et al. 2007
Пример исследования сверхкритической CO2 -экстракции с ультразвуковой интенсификацией
Экстракция имбиря: Balachandran et al. (2006) исследовали эффективность экстракции сверхкритическим CO2 с ультразвуковой поддержкой, используя выпускаемый Hielscher ультразвуковой аппарат UIP500hdT. Они изучали влияние ультразвука на сверхкритическую экстракцию с использованием сублимационно высушенного имбиря. «Выход соединений, придающих имбирю жгучий вкус, значительно увеличивается под воздействием ультразвука, причём увеличение может составлять до 30% к концу периода экстракции». (Balachandran et al. 2006)
Узнайте больше об ультразвуковой экстракции имбиря!
Изображения частиц имбиря, полученные методом сканирующей электронной микроскопии с полевой эмиссией (FESEM). (A) Эксперименты без обработки ультразвуком, (B) эксперименты с обработкой ультразвуком с использованием UIP500hdT .
Изображение и исследование: Balachandran et al. 2006
- интенсифицировать массоперенос при SFE
- увеличивать выход экстрактов
- ускорять экстракцию SFE
- легко работать при высоком давлении
- обрабатывать различные виды сырья
- устанавливаться в существующие системы SFE при их модернизации
- устанавливаться с гибким выбором конфигурации
- точно управляться
- управляться дистанционно
- безопасно эксплуатироваться
Мощные ультразвуковые экстракторы для экстракции сверхкритическими флюидами
Ультразвуковые аппараты Hielscher можно легко интегрировать в любой стандартный экстрактор со сверхкритическим CO2 для улучшения массопереноса и, тем самым, увеличения выхода экстракции.
Ультразвуковые зонды типа CascatrodeTM особенно подходят для интеграции в экстрактор с CO2 , поскольку зонды Cascatrode компании Hielscher имеют большую площадь поверхности, создающей сильную кавитацию в больших резервуарах систем экстракции с CO2 , и благодаря этому позволяют легко обрабатывать большие объёмы. Прочные и надёжные промышленные ультразвуковые процессоры Hielscher Ultrasonics могут обеспечивать очень высокие амплитуды. Амплитуды до 200µm можно легко поддерживать непрерывно в режиме 24/7. Для ещё более высоких амплитуд доступны ультразвуковые сонотроды, изготовленные по индивидуальному заказу. Надёжная непрерывная работа при высоких амплитудах, а также прочность и низкая потребность в техническом обслуживании ультразвуковых экстракторов Hielscher делают их идеальным оборудованием для интеграции в используемые для НИОКР и коммерческих целей сверхкритические / субкритические CO2 -экстракторы.
- непрерывно высокая производительность
- работа в режиме 24/7/365
- точное управление процессом
- прочность
- минимальное техническое обслуживание
- безопасная и простая эксплуатация
- дистанционное управление через браузер
В таблице ниже приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов:
| Объём партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 10 до 2000mL | от 20 до 400mL/min | UP200St, UP400St |
| от 0,1 до 8L | от 0,2 до 2L/min | UIP500hdT |
| от 0,1 до 20L | от 0,2 до 4L/min | UIP2000hdT |
| от 10 до 100L | от 2 до 10L/min | UIP4000hdT |
| не применимо | от 10 до 100L/min | UIP16000 |
| не применимо | больше | группа аппаратов UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Задайте нам вопрос!
Литература / Источники
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry
Volume 13, Issue 6, Sept. 2006. 471-479. - Yanxiang Gao, Bence Nagy, Xuan Liu, Béla Simándi, Qi Wang (2009): Supercritical CO2 extraction of lutein esters from marigold (Tagetes erecta L.) enhanced by ultrasound. The Journal of Supercritical Fluids. Volume 49, Issue 3, 2009. 345-350.
- E. Riera, A. Blanco, J. García, J. Benedito, A. Mulet, J. A. Gallego-Juárez, M. Blasco (2010): High-power ultrasonic system for the enhancement of mass transfer in supercritical CO2 extraction processes. Ultrasonics, 50, 2010, 306-309.
- Ai-jun Hu, Shuna Zhao, Hanhua Liang, Tai-qiu Qiu, Guohua Chen (2007): Ultrasound assisted supercritical fluid extraction of oil and coixenolide from adlay seed. Ultrasonics Sonochemistry Volume 14, Issue 2, Feb. 2007. 219-224.
Высокопроизводительное ультразвуковое оборудование! Ассортимент продукции Hielscher охватывает весь спектр от компактного лабораторного ультразвукового аппарата и настольных устройств до полностью промышленных ультразвуковых систем.