Vysoko účinná extrakcia vody pomocou výkonového ultrazvuku

Extrakciu botanických zlúčenín vodou (napr. extrakcia studenou alebo horúcou vodou, extrakciu tlakovou vodou a extrakciu podkritickou vodou) možno účinne zlepšiť ultrazvukom. Ultrazvukom podporovaná extrakcia vody poskytuje nielen vyššie výťažky a skracuje čas spracovania, ale vedie aj k nižšej spotrebe energie, miernejším podmienkam extrakcie a vysokokvalitným extraktom v porovnaní s konvenčnými extrakčnými technikami. Ultrazvuková extrakcia vody sa úspešne používa na extrakciu mnohých zlúčenín rastlinného pôvodu vrátane alkaloidov, flavonoidov, glykozidov, fenolových zlúčenín a polysacharidov.

Ultrazvuková extrakcia bioaktívnych zlúčenín vodou

Voda je najpolárnejším rozpúšťadlom, čo z nej robí skvelé rozpúšťadlo pre polárne zlúčeniny. Vďaka svojej netoxickej a ekologickej povahe by voda bola ideálnym rozpúšťadlom pre akýkoľvek rastlinný extrakt. Menej polárne a nepolárne zložky sa však vo vode zle alebo vôbec nerozpúšťajú. Navyše, bez podpory prenosu hmoty by bol proces extrakcie vo vode neuveriteľne pomalý, a teda neekonomický. Vysokointenzívny, nízkofrekvenčný ultrazvuk je veľmi účinná extrakčná technika, ktorá poskytuje intenzívne miešanie a prenos hmoty. Preto je dobre známe, že ultrazvuková extrakcia poskytuje významné výhody oproti konvenčným metódam extrakcie. Tieto výhody zahŕňajú vyššie výnosy, rýchle spracovanie, rýchly rýchly obrat šarží, ako aj kontinuálnu inline extrakciu, použitie zelených rozpúšťadiel, mierne podmienky extrakcie, ktoré zachovávajú extrakčné zlúčeniny, bezpečnosť v prevádzke a ľahkú škálovateľnosť na veľké výkony pre komerčnú výrobu. (porovnaj Zabot a kol., 2021)

Extrakcia horúcou vodou vylepšená ultrazvukom

Parametre, ktoré určujú extrakciu rastlín počas extrakcie vody, sú teplota, čas, tlak a povrch rastlinného materiálu. Horúci vodný extrakt je možné pripraviť počas relatívne krátkeho obdobia kvôli vysokej teplote vody.
Riešenie: Výťažnosť a rýchlosť extrakcie sa môžu výrazne zvýšiť pri použití ultrazvukového miešania. Samotná horúca voda má len obmedzenú schopnosť rozbiť bunkové štruktúry a vysoké teploty často poškodzujú alebo ničia tepelne labilné zlúčeniny, takže kvalita extraktu trpí. Pri kombinácii ultrazvukovej extrakcie s extrakciou horúcou vodou je možné teplotu drasticky znížiť (napr. zo 100 °C na 50 °C), čo zabraňuje tepelnej degradácii extrahovaných rastlinných zložiek, zvyšuje celkový výnos a šetrí energiu. Ultrazvuková kavitácia je princípom fenoménu ultrazvukovej extrakcie. Ultrazvuková (alebo akustická) kavitácia sú čisto mechanické sily, ktoré rozbíjajú bunkové steny, uvoľňujú cieľové zlúčeniny a zlepšujú prenos hmoty medzi vnútrom bunky a vodou (rozpúšťadlom). Ultrazvuková extrakcia vody teda poskytuje vynikajúce výsledky extrakcie.

Extrakcia studenou vodou vylepšená ultrazvukom

Odsávanie studenej vody (infúzia studenej vody) je výrazne neefektívnejšie, pretože sa vyhýba použitiu horúcej vody. Studená voda alebo voda izbovej teploty neextrahuje botanické zlúčeniny veľmi dobre, pretože studená voda sa do rastlinného materiálu vsiakne naozaj pomaly a prenos hmoty je takmer zanedbateľný. Výhoda odsávania studenej vody spočíva v tom, že sa zabráni akémukoľvek zvýšeniu teploty, čím sa zabráni tepelnej degradácii zlúčenín citlivých na teplo. Veľmi nízka dynamika odsávania však spôsobuje, že konvenčná extrakcia studenou vodou je pre komerčnú výrobu nepraktická. Preto sa infúzia studenej vody používa takmer výlučne v experimentálnej fáze kvôli pomalosti a neefektívnosti.
Riešenie: So zavedením ultrazvuku do extrakcie studenou vodou je možné ľahko prekonať pomalosť a neúčinnosť namáčania studenou vodou. Ultrazvukom zosilnená extrakcia studenej vody umožňuje udržiavať teploty studenej extrakcie a zároveň spájať intenzívne šmykové sily s pevno-kvapalným médiom. V dôsledku ultrazvukového extrakčného mechanizmu sa bunkové steny otvoria a botanické zlúčeniny sa rýchlo uvoľnia do vody. Ultrazvuková extrakcia a infúzia studenej vody premení namáčanie za studena na vysoko účinný proces, ktorý poskytuje vysoké výnosy a vysoko kvalitné extrakty v krátkom čase extrakcie.

Extrakcia tlakovej vody v kombinácii s ultrazvukom

Ultrazvuková extrakcia je charakterizovaná mikromiešaním, ktoré prostredníctvom vibrácií podporuje väčšiu difúziu rozpúšťadla do častice a z vnútra častice na povrch, čím sa zintenzívňuje prenos hmoty. Okrem toho ultrazvuk znižuje veľkosť častíc bunkového materiálu, čo vedie k zlepšeným účinkom ultrazvukom asistovanej extrakcie tlakovej kvapaliny. Menšie častice s veľkosťou cca 0,68 mm vykazujú vyššie výťažky ako väčšie častice (cca 1,05 mm), pretože väčšia povrchová plocha umožňuje výrazne zvýšený prenos hmoty a tým aj lepšiu výťažnosť extrakcie. (porovnaj Zabot a kol., 2021)

Účinná extrakcia tlakovou studenou vodou s výkonovým ultrazvukom

Pod vysokým tlakom sa uľahčuje prenikanie studenej vody do rastlinných tkanív a vo vode rozpustné fytochemikálie sa rozpúšťajú bez toho, aby došlo k tepelnému rozkladu. Metóda vysokotlakovej extrakcie studenou vodou môže byť spojená s ultrazvukom pre lepšiu izoláciu polárnych a nepolárnych rastlinných zložiek. Voda ako netoxické, lacné a ekologické rozpúšťadlo je atraktívnou alternatívou k organickému rozpúšťadlu, najmä pokiaľ ide o výrobu potravín rastlinného pôvodu, terapeutík a doplnkov stravy.
Pre ultrazvukovo zosilnenú extrakciu tlakovou studenou vodou je do extrakčnej nádrže alebo prietokovej bunky integrovaná ultrazvuková sonda (sonotroda). Nádrž alebo prietoková komora sú normálne pod tlakom medzi 5 a 100 bargmi v závislosti od cieľových extrakčných zlúčenín. Spoločnosť Hielscher Ultrasonics dodáva dokonca aj prispôsobené priemyselné ultrazvukové reaktory a prietokové články, ktoré môžu natlakovať až 300 bargov, čo umožňuje nastaviť optimálny tlak vášho extrakčného procesu.
 

Superkritická extrakcia vody vylepšená sonikáciou

Ultrazvukom vylepšená subkritická extrakcia vody je ďalšou synergickou technikou, kde výkonový ultrazvuk zlepšuje prenos hmoty medzi pevnou látkou a kvapalinou. Odsávanie podkritickej vody (SWE) – tiež známy ako extrakcia tlakovej horúcej vody alebo extrakcia prehriatej vody – je menej často používaná technika na extrakciu botanických zlúčenín s nižšou polaritou. Pri extrakcii podkritickej vody sa ako rozpúšťadlo používa voda v superkritickom stave.
Čo je to subkritická voda a prečo je subkritická voda vhodným rozpúšťadlom na extrakciu menej polárnych rastlinných zlúčenín? “Voda má mnoho termodynamických vlastností, ktoré výrazne ovplyvňuje teplota a tlak. V závislosti od podmienok sa môže meniť jej fyzikálny stav (tuhá látka, kvapalina alebo plyn), tepelné správanie, hustota alebo viskozita. Zvýšením teploty a tlaku nad bod známy ako kritický bod (definovaný pri 221 baroch a 374 °C) môže voda dosiahnuť nadkritický stav. Pri subkritických podmienkach, ktoré zodpovedajú teplotám medzi 100 °C a kritickou teplotou (374 °C) a tlaku medzi 1 barom a kritickým tlakom (221 barov), aby sa zabránilo odparovaniu, polarita vody klesá; to robí z vody lepšie rozpúšťadlo na extrakciu rôznych organických bioaktívnych zlúčenín.” (Li a Chemat, 2019)
Keď sa ultrazvuk kombinuje so subkritickou extrakciou vody, účinnosť extrakcie sa môže zlepšiť zvýšením výťažku extraktu a skrátením času extrakcie. Na dosiahnutie optimálnych výsledkov by mal tlak v uzavretom tlakovom vsádkovom reaktore alebo reaktore s prietokovou komorou dosiahnuť aspoň dvojnásobok tlaku pary vody. (Tabuľku tlaku pár vody nájdete na konci tejto stránky.)
Huang et al. (2010) skúmali extrakčné účinky nízkofrekvenčného vysokovýkonného ultrazvuku v kombinácii so subkritickou extrakciou vody. Ultrazvuková sonda je preto pripojená k kanvici subkritického zariadenia na extrakciu vody na extrakciu prchavého oleja z Lithospermum erythrorhizon. Výsledky ukázali, že ultrazvukom asistovaný efekt vylepšenia 20 kHz bol lepší ako účinok 36 kHz a zvyšoval sa s výstupným výkonom (od 0 do 250 W). Výťažok subkritickej extrakcie vody sa zvýšil z 1,87 % na 2,39 % prostredníctvom ultrazvukovej oscilácie (250 W, 20 kHz) pri teplote 160 °C a tlaku 5 MPa počas 25-minútového procesu extrakcie. Ultrazvuk by mohol zlepšiť nielen výťažok extrakcie, ale aj rýchlosť extrakcie, čím by sa ušetril čas.
Ultrazvukom podporovaná extrakcia podkritickej vody môže byť spustená pri nižších tlakoch (napr. 5 barg) ako konvenčná subkritická extrakcia vody (napr. 10 MPa), čo šetrí náklady na energiu a zvyšuje bezpečnosť procesu extrakcie.

Výhody ultrazvukovej botanickej extrakcie

Vedecký výskum aj priemyselná implementácia ukazujú, že ultrazvukom asistovaná extrakcia je spoľahlivá a ľahko ovládateľná technika, ktorá nevyžaduje žiadne technické zázemie ani intenzívne školenie. Veľmi vysoká účinnosť odsávania, vysoké výnosy, nízke prevádzkové náklady, ako aj nízke investičné náklady (najmä v porovnaní s inými technikami, ako je CO₂ odsávače) a nízke náklady na energiu sú hlavnými výhodami ultrazvukových extraktorov sondového typu.
Ďalšími výhodami, ktoré menia technológiu ultrazvukovej extrakcie na preferovanú metódu, sú vysoko kvalitné extrakty vďaka nízkym teplotám extrakcie, spoľahlivým výsledkom (opakovateľnosť / reprodukovateľnosť), úplne lineárnej škálovateľnosti na akúkoľvek úroveň výroby, ako aj nízkej údržbe.
"Ďalšie výhody spojené s použitím extrakcie ultrazvukovou sondou sú jednoduchá manipulácia s extraktom, rýchle vykonanie, žiadne zvyšky, vysoký výťažok, šetrnosť k životnému prostrediu, vyššia kvalita a prevencia degradácie extraktu.”
(porovnaj Chemat a Khan, 2011)

Nastavenie extrakcie pre botanickú izoláciu: Ultrazvukový UP400ST sondového typu, Büchi vákuový filter a rotor-výparník na extrakciu fytochemikálií.

Vysokovýkonné ultrazvukové prístroje na odsávanie vody

Extraktory Hielscher Ultrasonics sú dobre zavedené v oblasti botanickej extrakcie bez ohľadu na to, aké rozpúšťadlo sa používa. Výrobcovia extraktov – menší, exkluzívni výrobcovia extraktov, ako aj veľkí masoví výrobcovia – nájsť v Hielscheri’ široké portfólio zariadení ideálne ultrazvukové extrakčné zariadenia pre ich výrobné požiadavky. Dávkové, ako aj kontinuálne inline procesné nastavenia sú ľahko dostupné a môžu byť dodané z regálu. Ultrazvuková extrakcia je vhodná na prácu s akýmkoľvek rozpúšťadlom a dá sa flexibilne použiť na extrakciu akéhokoľvek rastlinného materiálu. Použitie vody ako rozpúšťadla umožňuje vyrábať extrakty s certifikátom pre organické látky bez použitia vysoko nákladných “organický” etanol. (Samozrejme, rastlinný materiál musí byť ekologicky pestovaný, aby sa z neho dal vyrobiť organický vodný extrakt).

Vysoko účinná extrakcia pomocou ultrazvuku Hielscher

Ultrazvukové extraktory Hielscher účinne narúšajú rastlinné bunky, zväčšujú povrchovú plochu rastlinného materiálu na prenikanie rozpúšťadiel a prenos hmoty na uvoľňovanie fytochemikálií (sekundárnych metabolitov). Odsávače Hielscher, navrhnuté s ohľadom na užívateľskú prívetivosť, sa rýchlo inštalujú a dajú sa bezpečne a intuitívne ovládať.

Splnenie najvyšších štandardov kvality – Navrhnutý & Vyrobené v Nemecku

Sofistikovaný hardvér a inteligentný softvér ultrazvukových prístrojov Hielscher sú navrhnuté tak, aby zaručili spoľahlivé výsledky ultrazvukovej extrakcie z vašej botanickej suroviny s reprodukovateľnými výsledkami a užívateľsky prívetivou a bezpečnou prevádzkou. Robustnosť, spoľahlivosť, 24/7 prevádzka pri plnom zaťažení a jednoduchá obsluha z pohľadu pracovníka sú ďalšími kvalitatívnymi faktormi, vďaka ktorým sú ultrazvukové prístroje Hielscher priaznivé.
Ultrazvukové extraktory Hielscher sa používajú na celom svete pri vysokokvalitnej fytochemickej extrakcii. Ultrazvukové extraktory Hielscher, ktoré preukázateľne poskytujú vysokokvalitné botanické zlúčeniny, používajú nielen menší výrobcovia špeciálnych a butikových extraktov, ale najmä pri priemyselnej výrobe široko komerčne dostupných extraktov, výživových doplnkov a terapeutík. Vďaka robustnému hardvéru a inteligentnému softvéru je možné ultrazvukové procesory Hielscher ľahko ovládať a monitorovať.

Automatické protokolovanie údajov

Aby sa splnili výrobné normy potravín, výživových doplnkov a terapeutických výrobkov, výrobné procesy musia byť podrobne monitorované a zaznamenávané. Digitálne ultrazvukové prístroje Hielscher Ultrasonics sú vybavené automatickým protokolovaním údajov. Vďaka tejto inteligentnej funkcii sa všetky dôležité procesné parametre, ako je ultrazvuková energia (celková a čistá energia), teplota, tlak a čas, automaticky ukladajú na vstavanú SD kartu hneď po zapnutí zariadenia. Monitorovanie procesov a zaznamenávanie údajov sú dôležité pre nepretržitú štandardizáciu procesov a kvalitu produktov. Prístupom k automaticky zaznamenaným procesným údajom môžete revidovať predchádzajúce ultrazvukové spustenia a vyhodnotiť výsledok.
Ďalšou užívateľsky prívetivou funkciou je diaľkové ovládanie prehliadača našich digitálnych ultrazvukových systémov. Pomocou diaľkového ovládania prehliadača môžete spustiť, zastaviť, nastaviť a monitorovať ultrazvukový procesor na diaľku odkiaľkoľvek.
Chcete sa dozvedieť viac o výhodách ultrazvukovej extrakcie vody z rastlinných materiálov? Kontaktujte nás teraz a prediskutujte svoj proces výroby botanických extraktov! Naši skúsení zamestnanci sa radi podelia o viac informácií o ultrazvukovej extrakcii, našich ultrazvukových systémoch a cenách!

Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:

Technické informácie o ultrazvukovej extrakcii vody

Pri extrakcii liečivých zlúčenín z rastlín sa bežne používajú konvenčné extrakčné metódy, ako je macerácia, infúzia, perkolácia, odvar, refluxná extrakcia, parná destilácia, sublimácia a lisovanie. Nevýhody týchto metód zahŕňajú časovo náročný proces, zlú čistotu a nízku účinnosť.

Parametre procesu ovplyvňujúce ultrazvukovú extrakciu

Ultrazvukom asistovaná extrakcia je známa svojimi jedinečnými vlastnosťami a výhodami, vďaka ktorým je sonikácia vynikajúcou extrakčnou technikou v porovnaní s konvenčnými extrakčnými metódami botanických zlúčenín. Hlavná výhoda ultrazvukom asistovanej extrakcie spočíva v presnej prispôsobivosti faktorov ultrazvukového spracovania (ako je amplitúda, čas, teplota, tlak), čo umožňuje optimálne vyladiť ultrazvukový proces na cieľovú zlúčeninu. Každý rastlinný materiál má ideálne extrakčné parametre, pri ktorých sa dosahuje najlepší výnos, kvalita a rýchlosť extrakcie. Ultrazvukový extrakčný proces umožňuje dokonale prispôsobiť tieto optimálne podmienky extrakcie.

Ultrazvuková amplitúda

Amplitúda je vibračný posun ultrazvukovej sondy (sonotrody). Čím vyššia je amplitúda, tým intenzívnejšie sú vibrácie a kavitácia v sonikovanej kvapaline. Hielscher Ultrasonics je špeciálne vybavený vysokovýkonnými ultrazvukovými prístrojmi typu sondy, ktoré môžu dodávať presne nastaviteľné amplitúdy. Prispôsobené sondy, ktoré dokážu dodávať až 200 μm v nepretržitej prevádzke 24 hodín denne, 7 dní v týždni, sú ľahko dostupné z regálu. Pre ešte vyššie amplitúdy je možné ľahko vyrobiť aj prispôsobené ultrazvukové sonotródy.
Amplitúda je jedna – ak nie najväčší – dôležitý parameter pre efektívnu extrakciu rastlín. Vysoké amplitúdy vytvárajú potrebné sily na rozbitie bunkových stien a uvoľnenie intracelulárneho materiálu. Vysokovýkonná ultrazvuková extrakcia sa tak stáva účinnou pri botanickej extrakcii.

Čas / Trvanie Ultrazvukového Ošetrenia

Ultrazvukom asistovaná extrakcia je zvyčajne oveľa kratšia ako tradičné metódy, pretože sonikácia uvoľňuje botanické zlúčeniny pri výrazne vyššej rýchlosti extrakcie. Ultrazvuk umožňuje kratšie extrakčné postupy, čo chráni extrahované zlúčeniny pred nadmerným spracovaním. Kratšie spracovanie vďaka ultrazvuku znamená vyššiu priepustnosť a vyššiu kvalitu extraktu.

Pulzné ultrazvukové ošetrenie

Ultrazvuková pulzácia je liečebný režim, pri ktorom sa ultrazvuková liečba preruší definovanými pauzovými cyklami (napr. 50% pracovný cyklus: 30 sekúnd zapnuté, 30 sekúnd vypnuté; 100% pracovný cyklus: nepretržitá sonikacia bez prestávok) Pracovný cyklus ultrazvuku (tiež známy ako pulzný režim alebo ultrazvukové pulzačné cykly) sa vzťahuje na percento času, počas ktorého je ultrazvuk spojený s médiom (trvanie pulzu) počas jedného pulzného obdobia. Napríklad režim 50% cyklu by bol 30 sekúnd ZAPNUTÝ, 30 sekúnd VYPNUTÝ. Počas cyklu pauzy pracovného cyklu sa sonikovaná kvapalina vráti na definovaný čas (napr. 30 sekúnd) späť do nenarušeného stavu, čo je dobré na odvod tepla, aby sa udržala cieľová teplota spracovania. Pracovný cyklus sonikácie je menej dôležitý pracovný cyklus pre účinnosť extrakcie, ale používa sa na udržanie určitej procesnej teploty.

Hydrostatický tlak

Tlak je ďalším veľmi dôležitým parametrom pre ultrazvukové procesy. Pôsobenie hydrostatického tlaku na sonikované médium ovplyvňuje intenzitu kavitácie. Za podmienok zvýšeného tlaku sa intenzita ultrazvukovej (akustickej) kavitácie zvyšuje. Spoločnosť Hielscher Ultrasonics ponúka rôzne typy ultrazvukových dávkových reaktorov a prietokových článkov, ktoré je možné natlakovať pre zintenzívnenie výsledkov sonikácie.

Teplota extrakcie

Ako každé mechanické ošetrenie, ultrazvuk spôsobuje zvýšenie teploty, čo je v súlade s 2. zákonom termodynamiky. Ultrazvuk je však technika netepelného spracovania, pretože ultrazvukom asistované ošetrenie je založené na čisto mechanických silách (nazývaných aj sonomechanické sily). Teplotu extrakcie počas ultrazvukovej extrakcie je možné efektívne regulovať a udržiavať v určitom zvolenom teplotnom rozsahu. Všetky digitálne ultrazvukové procesory Hielscher sú vybavené zásuvným snímačom teploty a inteligentným softvérom, kde je možné nastaviť určitý teplotný rozsah pre daný proces. Vždy, keď sa tento teplotný rozsah prekročí, ultrazvuk sa pozastaví, kým teplota opäť nie je vo zvolenom rozsahu, a potom automaticky pokračuje v procese sonikácie. Táto inteligentná funkcia ultrazvukových prístrojov Hielscher umožňuje presne kontrolovateľný proces sonikácie a ideálne výsledky.
Pretože teplota extrakcie sa môže líšiť od akýchkoľvek botanických zlúčenín a rastlín, teplota je dôležitým faktorom, ktorý by sa pri optimalizácii ultrazvukového procesu nemal zanedbávať. Napríklad 80 °C sa ukázalo ako ideálne na dosiahnutie maximálneho výnosu flavonoidov zo Sophora flavescens, zatiaľ čo najlepšie výsledky sa dosiahli pri 50 °C pri extrakcii arabinoxylánu z pšeničných otrúb.

Na ultrazvukovú extrakciu použite akékoľvek rozpúšťadlo

Rôzne botanické zlúčeniny majú rôznu polaritu, ktorá ovplyvňuje ich rozpustnosť v rôznych rozpúšťadlách. Napríklad saponíny a polysacharidy sú polárnejšie, a preto vykazujú dobrú rozpustnosť vo vode, pretože voda je vysoko polárna. Fenolové zlúčeniny, ako sú antokyány a kyselina chlorogénová, sú na druhej strane dosť nepolárne, a preto sa lepšie rozpúšťajú v menej polárnom rozpúšťadle, ako je etanol. Výber rozpúšťadla by sa teda mal robiť v súlade s rozpustnosťou cieľových zlúčenín, aby sa dosiahla vysoká účinnosť extrakcie. Napríklad voda je dobrým rozpúšťadlom na extrakciu polárnych zlúčenín, ako je psilocybín z húb, ako aj oligosacharidov, glykozidov a flavanoidov; zatiaľ čo zmes etanolu a vody s koncentráciou etanolu 60 % (V/V) je vhodná na ultrazvukom asistovanú extrakciu napr. zlúčenín apigénínu, bajkalínu a luteolínu.
Prečítajte si viac o rozpúšťadlách, polarite rozpúšťadiel a najvhodnejších rozpúšťadlách na ultrazvukovú extrakciu!

Voda ako extrakčné rozpúšťadlo

Voda je najpolárnejším rozpúšťadlom a je vhodná na extrakciu širokej škály polárnych zlúčenín. Medzi jeho hlavné výhody patrí schopnosť rozpúšťať širokú škálu látok. Okrem toho je lacný, netoxický, bezpečný a nehorľavý. Medzi jeho nevýhody patrí silná selektivita pre polárne zlúčeniny kvôli vysokej polarite. Vďaka vysokému bodu varu 100 °C si koncentrácia extraktu (napr. destiláciou alebo odparovaním rotora) vyžaduje veľké množstvo energie. Okrem toho je voda náchylná na rast baktérií a plesní.

Ultrazvuková frekvencia

Ultrazvuková frekvencia okolo 20 kHz bola stanovená ako najvýkonnejšia a najúčinnejšia pre botanickú extrakciu. ovplyvňuje účinnosť ultrazvukom asistovanej extrakcie pri extrakcii liečivých zlúčenín z rastlín. Vo všeobecnosti nízka ultrazvuková frekvencia (t. j. pri cca. 20 kHz) vytvára intenzívnejšiu kavitáciu (sonomechanické efekty), čo má za následok vyššiu účinnosť extrakčného postupu.

Rastlinný materiál

Rastlinné materiály sa môžu výrazne líšiť v štruktúre a tuhosti svojich buniek. V závislosti od zloženia bunkovej steny, ktoré môže obsahovať celulózu, hemicelulózu, lignín, pektové polysacharidy, bielkoviny, fenolové a necelulózové zlúčeniny a vodu, môžu byť bunkové steny buď pevné alebo mäkké. Rôzne typy rastlín a časti obsahujú rôzne typy a množstvá týchto komponentov bunkovej steny. Preto každý typ zariadenia vyžaduje špecifické parametre spracovania pre optimálne výsledky extrakcie.
Keďže intenzitu je možné presne vyladiť, ultrazvukové extraktory Hielscher môžu spoľahlivo rozbiť mäkké a tvrdé bunkové steny. Mäkké bunkové steny môžu vyžadovať menej intenzívnu ultrazvukovú liečbu, zatiaľ čo pevné bunkové štruktúry prospievajú intenzívnejšej liečbe.
Surovina na botanickú extrakciu môže byť čerstvo zozbieraná (mokrá) alebo sušená. Ultrazvuková extrakcia je vhodná pre čerstvé/mokré aj sušené rastliny. Veľkosť častíc rastlinných pevných látok je ďalším dôležitým faktorom: Veľká povrchová plocha (tj malá veľkosť častíc) je prospešná, pretože poskytuje veľkú kontaktnú plochu pre ultrazvukové kavitačné šmykové sily, čo vedie k vyššej účinnosti. Preto sa rastlinný materiál maceruje alebo melie na malé kúsky (cca 3-5 mm).

Prečo je ultrazvuková extrakcia najlepšou metódou?

Účinnosť

• vyššie výnosy
• Rýchly proces extrakcie – v priebehu niekoľkých minút
• Vysoko kvalitné extrakty – mierna, netermická extrakcia
• Zelené rozpúšťadlá (voda, etanol, glycerín, rastlinné oleje, NADES atď.)

Jednoduchosť

• Plug-and-play – nastavenie a prevádzka v priebehu niekoľkých minút
• Vysoká priepustnosť – pre výrobu extraktov vo veľkom meradle
• Dávková alebo nepretržitá inline prevádzka
• Jednoduchá inštalácia a uvedenie do prevádzky
• Prenosné / pohyblivé – Prenosné jednotky alebo zabudované na kolieskach
• Lineárne škálovanie – paralelne pridajte ďalší ultrazvukový systém na zvýšenie kapacity
• Diaľkové monitorovanie a ovládanie – cez PC, smartfón alebo tablet
• Nie je potrebný žiadny dohľad nad procesmi – nastavenie a spustenie
• Vysoký výkon – navrhnutý pre nepretržitú výrobu 24 hodín denne, 7 dní v týždni
• Robustnosť a nízka údržba
• vysoká kvalita – navrhnuté a vyrobené v Nemecku
• Rýchle nakladanie a vykladanie medzi šaržami
• Jednoduché čistenie

Bezpečnosť

• Jednoduchá a bezpečná prevádzka
• Extrakcia bez rozpúšťadiel alebo na báze rozpúšťadiel (voda, etanol, rastlinné oleje, glycerín atď.)
• Žiadne vysoké tlaky a teploty
• K dispozícii sú systémy odolné proti výbuchu s certifikáciou ATEX
• Jednoduché ovládanie (aj pomocou diaľkového ovládača)

Literatúra / Referencie