Hlboké eutektické rozpúšťadlá pre vysoko účinnú extrakciu
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.
Čo sú deep eutektické rozpúšťadlá (DES)?
Hlboké eutektické rozpúšťadlá (DESs) sú zmesi aspoň jedného akceptátora vodíkových dlhopisov (HBA) a jedného darcu vodíkových dlhopisov (HBD) vrátane karboxylových kyselín a iných obnoviteľných zlúčenín. Podľa Cai et al. (2019) je "silná interakcia spájania vodíka medzi HBA a HBD najdôležitejším faktorom pre tvorbu DESs." [Cai a kol. 2019] V prípade darcov vodíkových dlhopisov (HBD) sa často používajú zlúčeniny, ako sú cukry, aminokyseliny, karboxylové kyseliny (napr. kyselina benzoová, kyselina citrónová, kyselina janovodová) alebo amíny (napr. močovina, benzamid). Potenciál chemickej interakcie HBD je hlavnými faktormi, ktoré prispievajú k tvorbe a účinnosti hlbokých eutektických rozpúšťadiel. Halogenidové soli ako cholínchlorid alebo chlorid zinočnatý sa môžu použiť aj v spojení s HBD. Ostatné DES na báze cholínchloridu sa tvoria kyselinou malónovou, fenolom alebo glycerínom. V dôsledku silných interakcií s hydrogenovým lepením sa bod topenia hlbokých eutektických rozpúšťadiel výrazne zníži v porovnaní s jednotlivými zložkami. Na rozdiel od bežných rozpúšťadiel (napr. etanol, metanol, hexán, bután atď.) DES sú neprchavé, čo znamená, že majú veľmi nízky tlak pary, a preto sú sotva horľavé. Toxicita hlbokých eutektických rozpúšťadiel je nízka, ich biologická odbúrateľnosť je vysoká a potrebné prekurzory sú lacné, ľahko a bohaté, ako aj obnoviteľné. Prírodné hlboké eutektické rozpúšťadlá (NADES) sú ešte ekologickejšie, pretože všetky prekurzory pochádzajú z prírodných zdrojov. DESs tiež ponúkajú laditeľnu solventnosť založenú na chémii rozpustnej a druhov používaných na vytvorenie DES. Niektoré NADES vykazujú vysokú viskozitu, a preto nie sú veľmi vhodné na extrakciu šarží. Avšak NADES s vyššími viskozitami môže byť úspešne aplikovaný ako rozpúšťadlá v ultrazvukovej prietokovej extrakcii.
Ultrazvuková extrakcia s (prírodnými) hlbokými eutektickými rozpúšťadlami je vysoko účinná metóda pre vynikajúce botanické extrakty. Obrázok ukazuje ultrazvukový procesor UP400St (400W) s 8L dávkou na botanickú extrakciu.
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).
- vysoko efektívny
- rýchly proces
- Presne laditeľný pre špecifickú botanickú
- Mierne podmienky spracovania
- Dávkový a prietokový režim
- Jednoduché a bezpečné
- Šetrné k životnému prostrediu / biologicky odbúrateľné
- Recyklovateľné
- lacný
- Ľahko prístupné
- netoxické
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!
Ultrazvukový extraktor UIP2000hdT (2kW) na výrobu botanických extraktov
Vysokovýkonné ultrazvukové extraktory
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.
- vysoká účinnosť výkon-ultrazvuk
- Vysoká spoľahlivosť
- veľmi vysoké amplitúdy
- prevádzka v dávkovom a prietokovom režime
- opakovateľné/reprodukovateľné výsledky
- 24/7/365 prevádzka
- Robustnosť
- inteligentný softvér
- Diaľkové ovládanie prehliadača
- užívateľská prívetivosť
- nízke požiadavky na údržbu
- Bezpečnosť
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:
| Objem šarže | prietok | Odporúčané Devices |
|---|---|---|
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 02 až 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10 l / min | UIP4000hdT |
| neuv | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| neuv | väčšia | strapec UIP16000 |
Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!
Hielscher Ultrazvukom vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory pre miešanie aplikácií, disperzie, emulgácie a extrakcie na laboratórne, pilotné a priemyselné meradle.
Literatúra/referencie
- Křížek, et al. (2018): Menthol-based Hydrophobic Deep Eutectic Solvents: Towards Greener and Efficient Extraction of Phytocannabinoids. Journal of Cleaner Production, 193, 2018. 391-396.
- Chemat F, et al. (2019): Review of Alternative Solvents for Green Extraction of Food and Natural Products: Panorama, Principles, Applications and Prospects. Molecules, vol.24, no.16, 2019. 3007.
- Lores, H.; Romero, Vanesa; Costas Mora, Isabel; Bendicho, Carlos; Lavilla, Isela (2016): Natural deep eutectic solvents in combination with ultrasonic energy as a green approach for solubilisation of proteins: application to gluten determination by immunoassay. Talanta 2017. 453-459.
- Cai, et al. (2019): Green Extraction of Cannabidiol from Industrial Hemp (Cannabis sativa L.) Using Deep Eutectic Solvents Coupled with Further Enrichment and Recovery by Macroporous Resin. Journal of Molecular Liquids, 2019.
Vysokovýkonné ultrazvukom! Produktový rad Hielscher pokrýva celé spektrum od kompaktného laboratórneho ultrasonicatoru cez stolové jednotky až po plnoindustriálne ultrazvukové systémy.