Ультразвук превосходит другие методы экстракции по скорости
Быстрая процедура ультразвуковой экстракции и обусловленная этим экономия времени при производстве экстракта являются одним из многих преимуществ ультразвуковой экстракции биологически активных соединений из растений. Ультразвуковая экстракция была научно сравнена с альтернативными методами экстракции, такими как сверхкритическая экстракция CO2, мацерация, тепловой рефлюкс, Soxhlet или микроволновая экстракция, и результаты исследований доказывают значительное преимущество ультразвуковой обработки в отношении скорости и выхода экстракции.
Ультразвуковая обработка как процедура быстрой экстракции
Ультразвуковая экстракция биологически активных соединений хорошо известна своими высокими выходами, высококачественными экстрактами, коротким временем экстракции, низким потреблением энергии и способностью работать с очень мягкими растворителями. Все эти факторы способствуют необычайной общей эффективности ультразвуковой экстракции биологически активных компонентов из растительного сырья.
Ниже вы можете найти подборку отчетов о научных исследованиях, в которых ультразвуковая экстракция (также ультразвуковая экстракция / UAE) сравнивали с другими методами экстракции, такими как мацерация, Soxhlet, тепловой рефлюкс, сверхкритический CO2, и микроволновая экстракция.
ультразвуковой ореол UP400St для высокоскоростной экстракции растительных веществ в периодическом режиме
| Экстракционное приложение | Время ультразвуковой экстракции | Время альтернативного метода экстракции | Дополнительная информация | Источник |
|---|---|---|---|---|
| Извлечение антоцианов из ягод мирта | 5 мин | 15 мин Микроволновой печью |
Ультразвуковой аппарат UP200S | Гонсалес и др., 2019 |
| Извлечение листьев Болдо | 5-30 мин | 15-90 мин Мацерации |
ультразвуковой аппарат UIP1000hdT «Мы видим, что от 5 до 30 минут обработки ультразвуком выход эквивалентен выходу обычной мацерации через 15-90 минут: UAE требуется треть времени для извлечения растворимого материала листьев при обычной мацерации». |
Петиньи и др., 2013 |
| Экстракция общих фенолов и флавоноидов из шалфея | 11 мин | 30 мин обычная экстракция с помощью шейкера для водяной бани при 60ºC |
Ультразвуковые экстракторы UP100H, Up400s |
Дент и др., 2015 |
| Экстракция полифенолов оливковых листьев | 21 мин | 60мин традиционная экстракция теплового рефлюкса |
ультразвуковой аппарат UP400S | Добринчич и др., 2020 |
| Экстракция биологически активных фенолов из листьев Malva sylvestris | 49 мин 48°C при 110 Вт |
5 ч извлечение в перемешиваемом слое при 150 об/мин |
Ультразвуковой аппарат UP200S Анализ ВЭЖХ показал, что концентрация биологически активных фенолов значительно возросла (p≺0,05) при оптимальном UAE условия. |
Бимакр и др., 2017 |
| Извлечение липидов из семян зимней дыни (Benincasa hispida) | ∼36 мин | Сверхкритическая экстракция углекислого газа в сочетании с техникой колебания давления (SCE-PST) (∼50 мин), сверхкритический CO2 (∼97 мин), и обычная экстракция Soxhlet (∼360 мин) | сравнение сверхкритического двуокиси углерода (sCO)2), ультразвуковая экстракция (UAE), сверхкритическая экстракция углекислого газа в сочетании с техникой колебания давления (SCE-PST) и экстракция Soxhlet показывает, что ОАЭ является наиболее эффективным и быстрым методом экстракции. | Бимакр и др. (2015) |
сравнение сверхкритического двуокиси углерода (sCO)2), ультразвуковая экстракция (UAE), сверхкритическая экстракция углекислого газа в сочетании с техникой колебания давления (SCE-PST) и извлечение Soxhlet показывает, что UAE является наиболее эффективной и быстрой техникой экстракции.
- Высокая эффективность извлечения
- Превосходная урожайность экстракции
- быстрый процесс
- Низкие температуры
- Подходит для извлечения термолабильных соединений
- Совместим с любым растворителем
- Низкое энергопотребление
- Техника извлечения зелени
- Простая и безопасная работа
- Низкие инвестиционные и эксплуатационные расходы
- Круглосуточная операция при тяжелом режиме
Высокоэффективные ультразвуковые экстракторы для экспресс-изоляции соединений
Современное ультразвуковое оборудование Hielscher позволяет быстро извлекать высококачественные биомолекулы из растений. Полный контроль над параметрами процесса, такими как амплитуда, температура, давление и потребляемая энергия, обеспечивает наиболее эффективные и мягкие условия экстракции, производя неповрежденные, высокобиоактивные экстракты. Оптимизация параметров ультразвуковой экстракции, таких как размер частиц сырья, тип растворителя, соотношение твердого вещества к растворителю и время экстракции, может быть оптимизирована для достижения максимальной эффективности и наилучших общих результатов. Поскольку ультразвуковая экстракция является нетермическим методом экстракции, термической деградации биологически активных ингредиентов можно избежать, что приводит к превосходному качеству экстракта.
В целом, такие преимущества, как высокий выход, короткое время экстракции, низкая температура экстракции и сниженные требования к растворителям, делают обработку ультразвуком предпочтительным методом экстракции.
Ультразвук превосходит микроволновую печь в экстракции антоцианов из ягод мирта. Обработка ультразвуком происходит в три раза быстрее, чем микроволновая экстракция.
Сравнение ультразвукового и обычного с шейкером водяной бани показывает значительное сокращение времени экстракции для общих фенолов и флавоноидов из шалфея при использовании ультразвуковой экстракции. Ультразвуковая экстракция требует только одной трети времени экстракции с помощью шейкера водяной бани.
Ультразвуковая экстракция: создана в лаборатории и промышленности
Ультразвуковая экстракция широко применяется для извлечения любого вида биологически активных соединений из растительных веществ, грибов, водорослей, бактерий и клеток млекопитающих. Ультразвуковая экстракция была создана как простая, экономичная и высокоэффективная, которая превосходит другие традиционные методы экстракции более высокими выходами экстракции и более короткой продолжительностью обработки.
Благодаря легкодоступным лабораторным, настольным и полностью промышленным ультразвуковым системам, ультразвуковая экстракция в настоящее время является хорошо зарекомендовавшей себя и надежной технологией. Ультразвуковые экстракторы Hielscher устанавливаются по всему миру на промышленных перерабатывающих предприятиях для производства биологически активных соединений пищевого и фармацевтического класса.
В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов:
| Объем партии | Скорость потока | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| От 1 до 500 мл | От 10 до 200 мл / мин | UP100H |
| От 10 до 2000 мл | От 20 до 400 мл / мин | Uf200 ः т, UP400St |
| 0.1 до 20L | 0.2 до 4L / мин | UIP2000hdT |
| От 10 до 100 литров | От 2 до 10 л / мин | UIP4000hdT |
| не доступно | От 10 до 100 л / мин | UIP16000 |
| не доступно | больше | кластер UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Hielscher Ultrasonics производит высокую производительность ультразвуковых гомогенизаторов для смешивания приложений, дисперсии, эмульгации и экстракции в лабораторных, пилотных и промышленных масштабах.
Литература / Ссылки
- 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.
Полезные сведения
Принцип работы ультразвуковой экстракции
Ультразвуковая экстракция является широко используемым методом выделения и отделения биологически активных компонентов из растительного сырья. Поскольку обработка ультразвуком совместима с любым видом растворителя, процедура ультразвуковой экстракции может быть оптимально разработана с учетом биологически активных соединений (т.е. целевых соединений), их полярности, растворимости, термочувствительности и других факторов. Адаптируя процесс обработки ультразвуком специально к определенному соединению или различным соединениям, можно выбрать наиболее идеальную установку для получения экстракта необычайно высокого качества.
Ультразвуковые волны, соединенные в жидкость или суспензию, создают интенсивные вибрации и акустическую кавитацию. Акустическая или ультразвуковая кавитация определяется локально возникающими чрезвычайно высокими перепадами давления, сдвиговыми силами и струями жидкости. Эти силы разрушают клеточные стенки, разрушают растительные клетки и усиливают массоперенос между внутренней частью клетки и растворителем. Таким образом, биологически активные ингредиенты эффективно высвобождаются в окружающий растворитель, откуда молекулы-мишени могут быть легко выделены и очищены (например, путем роторного испарения, паровой дистилляции или ВЭЖХ).
Ультразвуковая экстракция из растительных клеток: микроскопическое поперечное сечение (TS) показывает механизм действия при ультразвуковой экстракции из клеток (увеличение 2000x)
[источник: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics производит высокую производительность ультразвуковых гомогенизаторов из лаборатория в промышленного размера.