Hlboké eutektické rozpúšťadlá (DESs) a prírodné hlboké eutektické rozpúšťadlá (NADES) ponúkajú výhody ako extrakčné rozpúšťadlá na mnohých úrovniach, a preto sú sľubnou alternatívou k bežným organickým rozpúšťadlám. Hlboké eutektické rozpúšťadlo pracovať vynikajúco v kombinácii s ultrazvukovou extrakciou a dať vysoké výnosy prémiovej kvality extraktov. Zistite viac o ultrazvukovej extrakcii pomocou prírodných hlbokých eutektických rozpúšťadiel.

Ako ultrazvukom zlepšuje extrakciu hlbokými eutektickými rozpúšťadlami?

Ultrazvuková sondová extrakcia pomocou hlbokých eutektických rozpúšťadiel a prírodných hlbokých eutektických rozpúšťadiel môže ponúknuť niekoľko výhod pre extrakciu bioaktívnych zlúčenín. Jednou z hlavných výhod je zvýšená účinnosť extrakcie fenolových zlúčenín a iných fytochemikálií z prírodných zdrojov. Hlboké eutektické rozpúšťadlá sú známe vysokou účinnosťou extrakcie, ktorá môže byť dokonca zvýšená ultrazvukom asistovanej extrakcie. Vďaka svojej netoxicite sú skvelou voľbou rozpúšťadla pre farmaceutické a potravinárske výrobky. To robí ultrazvukovú extrakciu pomocou hlbokých eutektických rozpúšťadiel zelenou a udržateľnou metódou na regeneráciu bioaktívnych zlúčenín. Synergické použitie ultrazvukom s hlbokými eutektickými rozpúšťadlami bolo vedecky dokázané, že vedie k vyšším výnosom rôznych bioaktívnych zlúčenín. Celkovo, ultrazvuková sondová extrakcia pomocou hlbokých eutektických rozpúšťadiel a prírodných hlbokých eutektických rozpúšťadiel poskytuje efektívnejší a ekologickejší prístup k extrakcii bioaktívnych zlúčenín.

Čo sú deep eutektické rozpúšťadlá (DES)?

Hlboké eutektické rozpúšťadlá (DES) sú zmesi aspoň jedného akceptora vodíkovej väzby (HBA) a jedného donora vodíkovej väzby (HBD) vrátane karboxylových kyselín a iných obnoviteľných zlúčenín. Podľa Cai et al. (2019) "silná interakcia vodíkovej väzby medzi HBA a HBD je najdôležitejším faktorom pre tvorbu DES." [Cai et al. 2019]
Pre darcov vodíkovej väzby sa často používajú zlúčeniny, ako sú cukry, aminokyseliny, karboxylové kyseliny (napr. kyselina benzoová, kyselina citrónová, kyselina jantárová) alebo amíny (napr. močovina, benzamid). Potenciál chemickej interakcie darcov vodíkových väzieb je hlavným faktorom prispievajúcim k tvorbe a účinnosti hlbokých eutektických rozpúšťadiel. Halogenidové soli, ako je cholínchlorid alebo chlorid zinočnatý, sa môžu použiť aj v spojení s darcami vodíkovej väzby. Ďalšie hlboké eutektické rozpúšťadlá na báze cholínchloridu sa tvoria s kyselinou malónovou, fenolom alebo glycerínom. V dôsledku silných interakcií vodíkovej väzby sa teplota topenia hlbokých eutektických rozpúšťadiel výrazne znižuje v porovnaní s jej jednotlivými zložkami. Na rozdiel od bežných rozpúšťadiel (napr. etanol, metanol, hexán, bután atď.) sú hlboké eutektické rozpúšťadlá neprchavé, čo znamená, že majú veľmi nízky tlak pár, a preto sú ťažko horľavé. Toxicita hlbokých eutektických rozpúšťadiel je nízka, ich biologická odbúrateľnosť je vysoká a potrebné prekurzory sú lacné, ľahko a bohato dostupné, ako aj obnoviteľné.
Prírodné hlboké eutektické rozpúšťadlá (NADES) sú ešte ekologickejšie, pretože všetky prekurzory pochádzajú z prírodných zdrojov. Hlboké eutektické rozpúšťadlá tiež ponúkajú laditeľnú solventnosť založenú na chémii rozpustenej látky a druhoch použitých na vytvorenie hlbokých eutektických rozpúšťadiel. Niektoré prírodné hlboké eutektické rozpúšťadlá vykazujú vysokú viskozitu, a preto nie sú veľmi vhodné na dávkovú extrakciu. Avšak prírodné hlboké eutektické rozpúšťadlá s vyššou viskozitou môžu byť úspešne aplikované ako rozpúšťadlá v ultrazvukovej prietokovej extrakcii.

Nasledujúca tabuľka ukazuje niekoľko príkladných zložení prírodných hlbokých eutektických rozpúšťadiel (NADES) na extrakciu fytochemikálií:

Ako funguje ultrazvuková extrakcia s hlbokými eutektickými rozpúšťadlami?

Ultrazvuková extrakcia je založená na sonomechanických účinkoch vysoko intenzívneho nízkofrekvenčného ultrazvuku. Na podporu a zintenzívnenie extrakcie botanických zlúčenín (t. j. bioaktívnych látok) ultrazvukom sú ultrazvukové vlny s vysokým výkonom spojené ultrazvukovou sondou (nazývanou aj ultrazvukový roh alebo sonotrode) do kvapalného média, t. j. kal pozostávajúci z botanickej suroviny a (prírodného) hlbokého eutektického rozpúšťadla. Ultrazvukové vlny prechádzajú kvapalinou a vytvárajú striedavé nízkotlakové / vysokotlakové cykly. Počas nízkotlakových cyklov sa vytvárajú minútové vákuové bubliny (tzv. kavitácie bubliny), ktoré rastú počas niekoľkých tlakových cyklov. Počas týchto cyklov rastu bublín sa rozpustené plyny v kvapaline dotnú do vákuovej bubliny tak, aby sa vákuová bublina premenila na rastúce plynové bubliny. Po raste počas niekoľkých cyklov dosahujú vákuové bubliny určitú veľkosť, pri ktorej nemôžu absorbovať viac energie, takže počas vysokotlakového cyklu prudko implodujú. Bublinová implózia je charakterizovaná intenzívnymi kavitačnými silami, vrátane veľmi vysokej teploty a tlaku dosahujúceho až 4000K a 1000atm; ako aj zodpovedajúce vysokoteplotné a tlakové diferenciáli. Tieto rozpúšťadle generované turbulencie a nožné sily rozbiť rastlinné bunky hore a uvoľniť intracelulárne bioaktívne zlúčeniny do (prírodného) hlboké eutektické rozpúšťadlo. Ultrazvuková extrakcia otvára bunkovú štruktúru rastlinných rastlín a zintenzívňuje prenos hmoty medzi rastlinným materiálom a rozpúšťadlom. Ultrazvukom podporuje tým účinnosť prírodných hlbokých eutektických rozpúšťadiel. Ultrazvuková extrakcia s (prírodnými) hlbokými eutektickými rozpúšťadlami má za následok výnimočne vysoké výnosy vo veľmi krátkom čase spracovania.

Výkon ultrazvukové vlny narušujú bunkovú štruktúru rastlinných liekov, uvoľňujú bioaktívne zlúčeniny a podporujú prenos hmoty medzi rastlinným materiálom a rozpúšťadlom (napr. hlboké eutektické rozpúšťadlá).

Kombinácia ultrazvukovej extrakcie s (prírodnými) hlbokými eutektickými rozpúšťadlami vám dáva možnosť kombinovať proces zintenzívnenia sily ultrazvuku s pozoruhodnými rozpustnými účinkami a vynikajúcou dizajnovateľnosťou hlbokých eutektických rozpúšťadiel. Vzhľadom k vynikajúcej účinnosti ultrazvukovej extrakcie, Ultrasonicators sú tiež úspešne používané pre extrakciu vody,
Kontaktujte nás teraz sa dozviete viac o výkonnej ultrazvukovej extrakcie aplikácie pomocou hlbokých eutektických rozpúšťadiel!

Vysokovýkonné ultrazvukové extraktory pre použitie hlbokých eutektických rozpúšťadiel

Ultrazvuková extrakcia je spoľahlivá technológia spracovania, ktorá uľahčuje a urýchľuje výrobu vysoko kvalitných extraktov z rôznych rastlinných, ako aj akýchkoľvek rozpúšťadiel. Ultrazvuková extrakcia je vysoko kompatibilná s (prírodnými) hlbokými eutektickými rozpúšťadlami, ktoré sú priaznivé vďaka svojej vynikajúcej rozpustnej sile, projektovateľnosti extraktu, udržateľnosti, biologickej odbúrateľnosti a ekologickosti. Kombinácia procesu intenzifikácie výkonového ultrazvuku s výhodami (prirodzených) hlbokých eutektických rozpúšťadiel dáva tejto procesnej technológii prevahu na mnohých úrovniach. Hielscher Ultrasonics portfólio pokrýva celý rozsah od kompaktných laboratórnych ultrasonicators na priemyselné extrakčné systémy. Všetky z nich sú samozrejme vhodné na extrakciu s hlbokými eutektickými rozpúšťadlami.
Naši dlhoroční skúsení zamestnanci vám pomôžu od testov uskutočniteľnosti a optimalizácie procesov až po inštaláciu vášho ultrazvukového systému na konečnej úrovni výroby.

Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov: