Vysoko efektívna extrakcia vody pomocou power-ultrazvuku

Extrakcia vody botanických zlúčenín (napr. extrakcia studenej alebo horúcej vody, extrakcia tlakovej vody a subkritická extrakcia vody) môže byť účinne zlepšená ultrazvukom. Ultrazvukom asistovaná extrakcia vody nielenže poskytuje vyššie výnosy a skracuje čas spracovania, ale tiež vedie k nižšej spotrebe energie, miernejším podmienkam extrakcie a vysoko kvalitným extraktom v porovnaní s konvenčnými extrakčnými technikami. Ultrazvuková extrakcia vody sa úspešne používa na extrakciu mnohých rastlinných zlúčenín vrátane alkaloidov, flavonoidov, glykozidov, fenolových zlúčenín a polysacharidov.

Ultrazvuková extrakcia vody bioaktívnych zlúčenín

Ultrazvukové extraktory, ako je UP400St (400W, 24kHz), zintenzívňujú konvenčnú botanickú extrakciu na báze vody.Voda je najviac polárne rozpúšťadlo, čo z neho robí skvelé rozpúšťadlo pre polárne zlúčeniny. Vzhľadom k tomu, že je netoxická a šetrná k životnému prostrediu, voda by bola ideálnym rozpúšťadlom pre akýkoľvek rastlinný extrakt. Avšak menej polárne a nepolárne zložky sú zle alebo vôbec sa rozpúšťajú vo vode. Okrem toho, bez akejkoľvek podpory hromadného prenosu by bol proces extrakcie vo vode neuveriteľne pomalý, a tým nehospodárny. Vysoko intenzívny, nízkofrekvenčný ultrazvuk je veľmi efektívna extrakčná technika, ktorá poskytuje intenzívne miešanie a prenos hmoty. Preto je ultrazvuková extrakcia dobre známa tým, že poskytuje významné výhody oproti konvenčným extrakčným metódam. Tieto výhody zahŕňajú vyššie výnosy, rýchle spracovanie, rýchle obraty šarží, ako aj nepretržitú inline extrakciu, použitie zelených rozpúšťadiel, mierne extrakčné podmienky, ktoré zachovávajú zlúčeniny extraktu, bezpečnosť v prevádzke a ľahkú škálovateľnosť na veľké priepustnosti pre komerčnú výrobu. (porov. Zabot et al., 2021)

Žiadosť o informácie





Priemyselný ultrazvukový extrakčný systém s výkonom 16 kW pre nepretržitú inline výrobu vysoko kvalitných rastlinných extraktov z použitia vody ako extrakčného rozpúšťadla.

MultiSonoReactor s výkonom 4x 4 kW na veľkoplošnú (masovú) výrobu rastlinných extraktov s použitím vody ako extrakčného rozpúšťadla. MultiSonoReactor môže byť tiež pod tlakom a vyhrievaný pre synergické extrakčné efekty.

Extrakcia teplej vody vylepšená ultrazvukom

Parametre, ktoré určujú extrakciu rastlinných látok počas extrakcie vody, sú teplota, čas, tlak a povrchová plocha rastlinného materiálu. Extrakt z teplej vody môže byť pripravený počas relatívne krátkeho trvania kvôli vysokej teplote vody.
Riešenie: Výťažnosť a rýchlosť extrakcie môže byť výrazne zvýšená, keď sa aplikuje ultrazvukové miešanie. Samotná horúca voda má len obmedzenú schopnosť rozbiť bunkové štruktúry a vysoké teploty často poškodzujú alebo ničia tepelno-labilné zlúčeniny, takže kvalita extraktu trpí. Keď je ultrazvuková extrakcia kombinovaná s extrakciou horúcej vody, teplota môže byť drasticky znížená (napr. zo 100 ° C na 50 ° C), čo zabraňuje tepelnej degradácii extrahovaných rastlinných zložiek, zvyšuje celkový výnos a šetrí energiu. Ultrazvuková kavitácia je princípom za ultrazvukovým extrakčným fenoménom. Ultrazvukové (alebo akustické) kavitácie sú čisto mechanické sily, ktoré lámu bunkové steny, uvoľňujú cieľové zlúčeniny a zlepšujú prenos hmoty medzi interiérom bunky a vodou (rozpúšťadlo). Ultrazvuková extrakcia vody poskytuje vynikajúce extrakčné výsledky.

Extrakcia studenej vody vylepšená ultrazvukom

Extrakcia studenej vody (infúzia studenej vody) je výrazne neefektívnejšia, pretože sa vyhýba použitiu horúcej vody. Studená alebo izbová teplota vody nevyťažuje botanické zlúčeniny veľmi dobre, pretože studená voda je namočená naozaj pomaly do rastlinného materiálu a prenos hmoty je takmer zanedbateľný. Výhodou extrakcie studenej vody je zabránenie akémukoľvek zvýšeniu teploty, čím sa zabráni tepelnej degradácii tepelne citlivých zlúčenín. Veľmi slabá dynamika ťažby však spôsobuje, že konvenčná ťažba studenej vody je neuskutočniteľná pre komerčnú výrobu. To je dôvod, prečo sa infúzia studenej vody takmer výlučne používa v experimentálnej fáze kvôli pomalosti a neefektívnosti.
Riešenie: So zavedením ultrazvukom do extrakcie studenej vody, pomalosť a neefektívnosť namáčania studenej vody môže byť ľahko prekonaná. Rozpúšťadle-zosilnená extrakcia studenej vody umožňuje udržiavať teploty extrakcie za studena, zatiaľ čo spája intenzívne šmykové sily do pevného kvapalného média. V dôsledku ultrazvukového extrakčného mechanizmu sa otvárajú bunkové steny a botanické zlúčeniny sa rýchlo uvoľňujú do vody. Ultrazvuková extrakcia a infúzia studenej vody premení namáčanie za studena na vysoko účinný proces, ktorý poskytuje vysoké výnosy, vysoko kvalitné extrakty v krátkom čase extrakcie.

Ultrazvukom je rýchla a mierna extrakčná metóda na výrobu vysoko kvalitného hubového extraktu pomocou vody ako rozpúšťadla. Vo videu sa ultrazvukový extraktor UP400St používa na extrakciu liečivých húb.

Extrakcia húb za studenou vodou pomocou UP400St s 22 mm sondou

Extrakcia tlakovej vody v kombinácii s ultrazvukom

Ultrazvuková extrakcia sa vyznačuje mikro-miešaním, ktoré prostredníctvom vibrácií podporuje väčšiu difúziu rozpúšťadla do častice a z vnútra častice na povrch, čím sa zintenzívňuje prenos hmoty. Okrem toho ultrazvukom znižuje veľkosť častíc bunkového materiálu, čo vedie k zlepšeným účinkom rozpúšťadle-asistovanej tlakovej kvapalnej extrakcie. Menšie častice cca 0,68 mm vykazujú vyššie výnosy ako väčšie častice (približne 1,05 mm), pretože vyššia plocha povrchu umožňuje výrazne zvýšený prenos hmoty a tým lepšie extrakčné výnosy. (porov. Zabot et al., 2021)

Priemyselný sondový typ ultrazvukový extraktor pre botanickú izoláciu na báze vody.

Rozpúšťadle zintenzívnená extrakcia vody rastlinného materiálu vo vode: Ultrasonicator UIP1000hdT vo veľkej kadičke obsahujúcej rastlinnú suspenziu. Tu sa voda používa ako rozpúšťadlo, ale ultrazvuková extrakcia je kompatibilná s akýmkoľvek druhom rozpúšťadla.

Výhody ultrazvukovej extrakcie

  • Vynikajúci výnos
  • Vysokorýchlostné odsávanie
  • Vysokokvalitné výťažky
  • Mierny, netepelný postup
  • zelené rozpúšťadlá
  • Nákladovo efektívne
  • Jednoduchá a bezpečná obsluha
  • Nízke investičné a prevádzkové náklady
  • 24/7 prevádzka v ťažkých úžitkových
  • Zelená, eko-šetrné metódy

Žiadosť o informácie





Efektívna extrakcia studenej vody pod tlakom s výkonovým ultrazvukom

Priemyselné ultrazvukové zariadenie pre fytochemikáliu extrakciu pomocou vody ako rozpúšťadla: Ultrazvuková sonda s tlakovateľným reaktorom prietokových buniek pre inline produkciu extraktu.Pri vysokom tlaku sa uľahčuje penetrácia studenej vody do rastlinných tkanív a vo vode rozpustné fytochemikálie sa rozpúšťajú bez toho, aby spôsobili tepelný rozklad. Vysokotlaková metóda extrakcie studenej vody 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 rastlinných potravín, liečebných postupov a doplnkov stravy.
Pre rozpúšťadle-intenzívne zosilnený tlak studenej vody extrakcie, ultrazvuková sonda (sonotróda) je integrovaná do extrakčnej nádrže alebo prietokovej bunky. Nádrž alebo prietoková bunka sú zvyčajne pod tlakom s tlakom medzi 5 a 100 barg v závislosti od cielených extraktových zlúčenín. Hielscher Ultrasonics dodáva aj prispôsobené priemyselné ultrazvukové reaktory a prietokové bunky, ktoré môžu tlačiť až 300barg, čo umožňuje nastaviť optimálny tlak vášho extrakčného procesu.

Superkritická extrakcia vody vylepšená ultrazvukom

Rozpúšťadle vylepšená subkritická extrakcia vody je ďalšou synergickou technikou, kde výkon ultrazvuk zlepšuje prenos hmoty medzi pevnou a kvapalnou. Subkriticko-vodná extrakcia (SWE) – tiež známy ako tlaková extrakcia horúcej vody alebo extrakcia prehriatej vody – je menej často používaná technika na extrakciu botanických zlúčenín s nižšou polaritou. Pri subkritickej extrakcii vody sa voda v superkritickom stave používa ako rozpúšťadlo.
Čo je subkritická voda a prečo je subkritická voda dobrým rozpúšťadlom na extrakciu menej polárnych rastlinných zlúčenín? "Voda má mnoho termodynamických vlastností, ktoré sú výrazne ovplyvnené teplotou a tlakom. V závislosti od podmienok sa môže zmeniť jeho fyzický stav (pevný, kvapalný alebo plyn), tepelné správanie, hustota alebo viskozita. Zvýšením teploty a tlaku v bode známom ako kritický bod (definovaný pri 221 baroch a 374 °C) môže voda dosiahnuť superkritický stav. Pri subkritických podmienkach zodpovedajúcich teplotám medzi 100 °C a kritickou teplotou (374 °C) a tlaku medzi 1 barom a kritickým tlakom (221 barov), aby sa zabránilo odparovaniu, sa polarita vody znižuje; Vďaka tomu je voda lepším rozpúšťadlom na extrakciu rôznych organických bioaktívnych zlúčenín." (Li a Chemat, 2019)
Keď ultrazvukom je kombinovaný s subkritikou extrakcie vody, účinnosť extrakcie môže byť zlepšená zvýšením výnosu extraktu a skrátením času extrakcie. Pre dosiahnutie optimálnych výsledkov by tlak v uzavretom tlakovom dávkovom reaktore alebo reaktore s prietokovými bunkami mal dosiahnuť najmenej dvakrát vyšší ako tlak pár vo vode. (Na konci tejto stránky nájdete tabuľku tlaku pár vody.)
Huang et al. (2010) skúmal extrakčné účinky nízkofrekvenčného, vysokovýkonného ultrazvuku v kombinácii s subkritikou extrakcie vody. Ultrazvuková sonda je preto spojená s kanvicou subkritického zariadenia na extrakciu vody na extrakciu prchavého oleja z Lithospermum erythrorhizon. Výsledky ukázali, že ultrazvukom podporovaný účinok vylepšenia o 20 KHz bol lepší ako účinok 36 kHz a zvýšil sa s výstupným výkonom (z 0 na 250 W). Subkritický výnos extrakcie vody sa zvýšil z 1,87% na 2,39% ultrazvukovou osciláciou (250 W, 20 KHz) pri teplote 160 ° C a tlaku 5 MPa počas 25-minútového extrakčného postupu. Ultrazvukom by mohlo zlepšiť nielen extrakčný výnos, ale aj rýchlosť extrakcie tým ušetriť čas.
Rozpúšťadle-asistovaná subkritická extrakcia vody môže byť spustená pri nižších tlakoch (napr. 5barg) ako konvenčná subkritická extrakcia vody (napr. 10MPa), čo šetrí náklady na energiu a robí extrakčný postup bezpečnejším.

Vysokovýkonný ultrazvukový extraktor pre fytochemikáliu izoláciu v dávkovom režime.

Ultrazvuková extrakcia vody fytochemikálií z rastlín môže byť spustená v dávkovej a nepretržitej prevádzke. Obrázok ukazuje 1000 wattov výkonný ultrasonicator UIP1000hdT počas extrakcie rastlinných látok v dávkovom režime.

Žiadosť o informácie





Výhody ultrazvukovej botanickej extrakcie

Vedecký výskum a priemyselná implementácia ukazujú, že ultrazvukom asistovaná extrakcia je spoľahlivá a ľahko ovládateľná technika, ktorá nevyžaduje žiadne technické zázemie ani intenzívne školenie. Veľmi vysoká účinnosť ťažby, vysoké výnosy, nízke prevádzkové náklady, ako aj nízke investičné náklady (najmä v porovnaní s inými technikami, ako je CO2 extraktory) a nízke náklady na energiu sú hlavnými výhodami ultrazvukových extraktorov typu sondy.
Ďalšími výhodami, ktoré premieňajú ultrazvukovú extrakčnú technológiu na preferovanú metódu, sú vysoko kvalitné extrakty v dôsledku nízkych teplôt extrakcie, spoľahlivých výsledkov (opakovateľnosť / reprodukovateľnosť), úplne lineárnej škálovateľnosti na akúkoľvek úroveň výroby, ako aj nízkej údržby.
"Ďalšie výhody spojené s použitím ultrazvukovej sondy typu extrakcie sú jednoduchá manipulácia s extraktom, rýchle prevedenie, žiadne zvyšky, vysoký výnos, šetrné k životnému prostrediu, zvýšená kvalita a prevencia degradácie extraktu."
(porov. Chemat and Khan, 2011)

Ultrazvuková extrakcia a čistenie fytochemikálií z rastlín: Obrázok ukazuje ultrazvukom typu sondy UP400St, vákuový filter Büchi a rotor-odparovač na extrakciu kurkumínu.

Extrakčné nastavenie pre botanickú izoláciu: sonda typu ultrasonicator UP400St, Büchiho vákuový filter a rotor-odparovač na extrakciu fytochemikálií.

Vysokovýkonné ultrasonicators pre extrakciu vody

Ultrazvukový sondový extraktor pre efektívne fytochemikálie a botanické uvoľňovanie z rastlín.Hielscher Ultrasonics extraktory sú dobre zavedené v oblasti botanickej extrakcie, bez ohľadu na to, aké rozpúšťadlo sa používa. Výrobcovia extraktov – ako menší, exkluzívni výrobcovia výklenkov extraktu, ako aj veľkí výrobcovia – nájsť v Hielscher široké portfólio zariadení ideálne ultrazvukové extrakčné zariadenie pre ich výrobné požiadavky. Dávkové, ako aj kontinuálne inline procesné nastavenia sú ľahko dostupné a môžu byť odoslané z regálu. Vhodné na prácu s akýmkoľvek rozpúšťadlom, ultrazvuková extrakcia môže byť flexibilne aplikovaná na akúkoľvek extrakciu rastlinného materiálu. Použitie vody ako rozpúšťadiel umožňuje vyrábať organické certifikované extrakty bez použitia vysoko drahého "organického" etanolu. (Samozrejme, rastlinný materiál musí byť organicky pestovaný, aby sa vytvoril organický vodný extrakt).

Vysoko účinná extrakcia s Hielscher Ultrasonics

Hielscher Ultrazvukové extraktory účinne narušujú rastlinné bunky, zvyšujú povrchovú plochu rastlinného materiálu pre penetráciu rozpúšťadiel a prenos hmoty na uvoľňovanie fytochemikálií (sekundárnych metabolitov). Hielscher extraktory navrhnuté s ohľadom na užívateľskú prívetivosť sú rýchlo nainštalované a môžu byť bezpečné a intuitívne ovládané.

Splnenie najvyšších štandardov kvality – Navrhnutý & Vyrobené v Nemecku

Sofistikovaný hardvér a inteligentný softvér Hielscher ultrasonicators sú navrhnuté tak, aby zaručili spoľahlivé ultrazvukové extrakčné výsledky z vašej botanickej suroviny s reprodukovateľnými výsledkami a užívateľsky prívetivou, bezpečnou prevádzkou. Robustnosť, spoľahlivosť, 24/7 prevádzka pri plnom zaťažení a jednoduchá prevádzka z pohľadu pracovníka sú ďalšie kvalitatívne faktory, ktoré robia Hielscher ultrasonicators priaznivé.
Hielscher Ultrasonics extraktory sa používajú po celom svete vo vysoko kvalitnej fytochemikálnej extrakcii. Preukázané, že produkujú vysoko kvalitné botanické zlúčeniny, Hielscher ultrazvukové extraktory sú používané nielen menšími remeselníkmi špeciálnych a butikových extraktov, ale väčšinou v priemyselnej výrobe široko komerčných dostupných extraktov, výživových doplnkov a liečebných postupov. Vďaka svojmu robustnému hardvéru a inteligentnému softvéru môžu byť ultrazvukové procesory Hielscher ľahko ovládateľné a monitorované.

Automatické protokolovanie údajov

Hielscher ultrasonicators môžu byť diaľkovo ovládané prostredníctvom ovládania prehliadača. Parametre ultrazvukom je možné monitorovať a presne prispôsobiť požiadavkám procesu.Aby sa splnili výrobné normy potravín, výživových doplnkov a terapeutických výrobkov, musia sa podrobne monitorovať a zaznamenávať výrobné procesy. Hielscher Ultrasonics digitálne ultrazvukové zariadenia majú automatické dátové protokolovanie. Vďaka tejto inteligentnej funkcii sa všetky dôležité parametre procesu, ako je ultrazvuková energia (celková a čistá energia), teplota, tlak a čas, automaticky ukladajú na vstavanú SD kartu hneď, ako je zariadenie zapnuté. Monitorovanie procesov a zaznamenávanie údajov sú dôležité pre nepretržitú štandardizáciu procesov a kvalitu výrobkov. Prístupom k automaticky zaznamenaným procesným údajom môžete revidovať predchádzajúce ultrazvukom a vyhodnotiť výsledok.
Ďalšou užívateľsky prívetivou funkciou je diaľkové ovládanie našich digitálnych ultrazvukových systémov prehliadačom. Pomocou diaľkového ovládania prehliadača môžete spustiť, zastaviť, upraviť a monitorovať ultrazvukový procesor na diaľku odkiaľkoľvek.
Chcete sa dozvedieť viac o výhodách ultrazvukovej extrakcie vody z rastlinných materiálov? Kontaktujte nás teraz diskutovať o vašom botanickom extrakte výrobný proces! Naši skúsení zamestnanci budú radi zdieľať viac informácií o ultrazvukovej extrakcii, našich ultrazvukových systémoch a cenách!

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!

Požiadajte o ďalšie informácie

Prosím, použite formulár nižšie požiadať o ďalšie informácie o ultrazvukové procesory, aplikácie a ceny. Budeme radi diskutovať o vašom procese s vami a ponúknuť vám Ultrazvukový systém spĺňajúci vaše požiadavky!









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Ultrazvukové high-shear homogenizers sa používajú v laboratóriu, bench-top, pilotné a priemyselné spracovanie.

Hielscher Ultrazvukom vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory pre miešanie aplikácií, disperzie, emulgácie a extrakcie na laboratórne, pilotné a priemyselné meradle.

Technické informácie o ultrazvukovej extrakcii vody

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

Parametre procesu ovplyvňujúce ultrazvukovú extrakciu

Rozpúšťadle-asistovaná extrakcia je známa svojimi jedinečnými vlastnosťami a výhodami, ktoré robia ultrazvukom vynikajúcu extrakčnú techniku v porovnaní s konvenčnými extrakčnými metódami botanických zlúčenín. Hlavnou výhodou ultrazvukom asistovanej extrakcie spočíva v presnej prispôsobivosti ultrazvukových spracovateľských faktorov (ako je amplitúda, čas, teplota, tlak), ktorá umožňuje optimálne naladiť 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 extrakčné podmienky.

Ultrazvukový amplitúda

Amplitúda je vibračný posun ultrazvukovej sondy (sonotróda). Čím vyššia je amplitúda, tým intenzívnejšia je vibrácia a kavitácia v sonicated kvapaline. Hielscher Ultrasonics je spezializovaný vo vysoko výkonných sondových typ ultrasonicators, ktoré môžu dodávať presne nastaviteľné amplitúdy. Prispôsobené sondy, ktoré dokážu dodať až 200 μm v nepretržitej prevádzke 24/7, sú ľahko dostupné z police. Pre ešte vyššie amplitúdy, prispôsobené ultrazvukové sonotródy môžu byť ľahko vyrobené, taky.
Amplitúda je jedným z – Ak nie je najľahšie – dôležitý parameter pre efektívnu ťažbu rastlín. Vysoké amplitúdy vytvárajú potrebné sily na rozbitie bunkových stien a uvoľnenie intracelulárneho materiálu. Tým, vysokovýkonné ultrazvukom sa stáva tak účinné v botanickej extrakcii.

Čas / trvanie ultrazvukovej liečby

Ultrazvukom asistovaná extrakcia je zvyčajne oveľa kratšia ako tradičné metódy, pretože ultrazvukom uvoľňuje botanické zlúčeniny pri výrazne vyšších rýchlostiach extrakcie. Ultrazvukom umožňuje kratšie extrakčné postupy, ktoré zachovávajú extrahované zlúčeniny proti nadmernému spracovaniu. Kratšie spracovanie v dôsledku ultrazvuku znamená vyššiu priepustnosť a vyššiu kvalitu extraktu.

Pulzná ultrazvuková liečba

Ultrazvuková pulzácia je liečebný režim, kde je ultrazvuková liečba prerušená definovanými intervalovými cyklami (napr. 50% pracovný cyklus: 30 sec. ON, 30 sec. OFF; 100% pracovný cyle: nepretržitá ultrazvuková ultrazvuková dráha bez prestávok) Pracovný cyklus ultrazvuku (tiež známy ako pulzný režim alebo ultrazvukové pulzačné cykly) sa vzťahuje na percento času, počas ktorého je ultrazvuk spojený do média (trvanie impulzu) počas jedného pulzného obdobia. Napríklad 50% režim cyklu by bol 30 sekúnd. ON, 30 sec. OFF. Počas pauzového cyklu pracovného cyklu sa sonicated kvapalina dodáva na definovaný čas (napr. 30 sekúnd) späť do nerušeného stavu, čo je dobré pre rozptyl tepla s cieľom udržať cieľovú teplotu spracovania. Pracovný cyklus ultrazvukom je menej dôležitý pracovný cyklus pre účinnosť extrakcie, ale používa sa na udržanie určitej teploty procesu.

Hydrostatický tlak

Tlak je ďalším veľmi dôležitým parametrom pre ultrazvukové procesy. Použitie hydrostatického tlaku na sonicated médium ovplyvňuje intenzitu kavitácie. Za zvýšených tlakových podmienok sa zvyšuje intenzita ultrazvukovej (akustickej) kavitácie. Hielscher Ultrasonics ponúka rôzne typy ultrazvukových dávkových reaktorov a prietokových buniek, ktoré môžu byť pod tlakom pre zintenzívnené ultrazvukom výsledky.

Teplota odsávania

Ultrazvukový extraktor UP400ST s teplotným senzorom.Rovnako ako akékoľvek mechanické ošetrenie, ultrazvukom spôsobuje zvýšenie teploty, čo je v súlade s druhým zákonom termo-dynamiky. Ultrazvukom je však netepelná technika liečby, pretože ultrazvukom asistované liečby sú založené na čisto mechanických silách (tiež nazývaných sonomechanické sily). Extrakčná teplota počas ultrazvukovej extrakcie môže byť účinne kontrolovaná a udržiavaná v určitom zvolenom teplotnom rozsahu. Všetky hielscher digitálne ultrazvukové procesory sú vybavené pripojiteľným teplotným senzorom a inteligentným softvérom, kde je možné nastaviť určitý teplotný rozsah pre proces. Kedykoľvek je tento teplotný rozsah prekročený, ultrasonicator zastaví, kým teplota je vo zvolenom rozsahu znova a pokračuje potom automaticky ultrazvukom postup. Táto inteligentná funkcia Hielscher ultrasonicators umožňuje presne ovládateľný ultrazvukom proces a ideálne výsledky.
Vzhľadom k tomu, extrakčná teplota môže byť odlišná akékoľvek botanické zlúčeniny a rastliny, teplota je dôležitým faktorom, ktorý by sa nemal zanedbávať počas ultrazvukového procesu optimalizácie. Napríklad sa zistilo, že 80 ° C je ideálnych na dosiahnutie maximálneho výnosu flavonoidov zo sofora flavescens, zatiaľ čo najlepšie výsledky sa dosiahli pri 50 ° C na extrakciu arabinoxylánu z pšeničných otrúb.

Použite akékoľvek rozpúšťadlo pre ultrazvukovú extrakciu

Rôzne botanické zlúčeniny majú rôzne polarity, ktoré ovplyvňujú ich rozpustnosť v rôznych rozpúšťadlách. Napríklad saponíny a polysacharidy sú viac polárne a vykazujú preto dobrú rozpustnosť vo vode, pretože voda je vysoko polárna. Fenolové zlúčeniny, ako sú antokyány a kyselina chlorogenová, sú na druhej strane dosť nepoloárne a preto lepšie rozpúšťajú menej polárne rozpúšťadlo, ako je etanol. Preto by sa výber rozpúšťadla mal vykonať v súlade so rozpustnosťou cielených zlúčenín, aby sa dosiahla vysoká účinnosť extrakcie. Napríklad voda je dobrým rozpúšťadlom na extrakciu polárnych zlúčenín, ako je psilocybín z húb, ako aj oligosacharidy, glykozidy a flavanoidy; zatiaľ čo zmes etanolu a vody s koncentráciou etanolu 60% (v/v) je vhodná na rozpúšťadle asistovanú extrakciu napr. apigenínu, baicalínu a luteolínu.
Prečítajte si viac o rozpúšťadlách, polarite rozpúšťadla a najvhodnejších rozpúšťadlách pre ultrazvukovú extrakciu!

Voda ako extrakčné rozpúšťadlo

Voda je najviac polárne rozpúšťadlo a je vhodná na extrakciu širokej škály polárnych zlúčenín. Medzi jeho hlavné výhody patrí schopnosť rozpustiť širokú škálu látok. Okrem toho je lacný, netoxický, bezpečný a nemenný. Jeho nevýhody zahŕňajú silnú selektívnosť pre polárne zlúčeniny kvôli jeho vysokej polarite. Vzhľadom na vysoký bod 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 20kHz bola stanovená ako najsilnejšia a najefektívnejšia pre botanickú extrakciu. má vplyv na účinnosť ultrazvukom asistovanej extrakcie pri extrakcii liečivých zlúčenín z rastlín. Všeobecne platí, že nízka ultrazvuková frekvencia (tj pri cca 20kHz) vytvára intenzívnejšiu kavitáciu (sonomechanické účinky), čo vedie k vyššej účinnosti extrakčného postupu.

Rastlinný materiál

Rastlinné materiály sa môžu značne líšiť v štruktúre a tuhosti svojich buniek. V závislosti od zloženia bunkovej steny, ktorá môže obsahovať celulózu, hemicelulózy, lignín, pektické polysacharidy, proteíny, fenolové a necelulózové zlúčeniny a vodu, bunkové steny môžu byť buď pevné alebo mäkké. Rôzne typy rastlín a časti obsahujú rôzne typy a množstvá týchto komponentov bunkovej steny. To je dôvod, prečo každý typ závodu vyžaduje špecifické parametre spracovania pre optimálne výsledky extrakcie.
Ako intenzita môže byť presne vyladená, Hielscher ultrazvukové extraktory môžu byť spoľahlivo rozbiť mäkké a tvrdé bunkové steny. Mäkké bunkové steny môžu potrebovať menej intenzívne ultrazvukom, zatiaľ čo robustné bunkové štruktúry profitujú z intenzívnejšej liečby.
Surovina na botanickú extrakciu môže byť čerstvo zozbieraná (mokrá) alebo sušená. Ultrazvuková extrakcia je vhodná pre čerstvé / mokré aj sušené rastliny. Veľkosť častíc rastlinných tuhých látok je ďalším dôležitým faktorom: Vysoká plocha povrchu (tj malá veľkosť častíc) je prospešná, pretože poskytuje veľkú kontaktnú plochu pre ultrazvukové kavitačné šmykové sily, čo vedie k vyššej účinnosti. Preto je rastlinný materiál macerovaný alebo mletý na malé kúsky (cca 3-5 mm).

Prečo je Ultrazvukový extrakcie najlepšia metóda?

Účinnosť

  • Vyššie výnosy
  • Proces rýchlej extrakcie – počas niekoľkých minút
  • Vysokokvalitné výťažky – mierna, netepelná extrakcia
  • Zelené rozpúšťadlá (voda, etanol, glycerín, rastlinné oleje, NADES atď.)

Jednoduchosť

  • Plug-and-Play – nastavenie a prevádzka behom niekoľkých minút
  • Vysoká priepustnosť – pre veľkoobjemové extrakčné produkcie
  • Dávkové alebo nepretržité inline operácie
  • Jednoduchá inštalácia a spustenie
  • Prenosné/pohyblivé-prenosné jednotky alebo postavené na kolesách
  • Lineárne mierka hore-pridať ďalší Ultrazvukový systém paralelne k zvýšeniu kapacity
  • Diaľkové monitorovanie a ovládanie – cez PC, chytrý telefón alebo tablet
  • Nevyžaduje sa žiadny dohľad nad procesom – nastavenie a spustenie
  • Vysokovýkonné – určené pre kontinuálne 24/7 výroby
  • Robustnosť a nízka údržba
  • Vysoká kvalita – navrhnuté a postavené v Nemecku
  • Rýchle načítanie a vypúšťanie medzi množstvom
  • Jednoduché čistenie

Bezpečnosť

  • Jednoduché a bezpečné spustenie
  • Extrakcia na báze rozpúšťadiel alebo rozpúšťadla (voda, etanol, rastlinné oleje, glycerín atď.)
  • Žiadne vysoké tlaky a teploty
  • Dostupné systémy odolné voči výbuchu ATEX
  • Jednoduché ovládanie (aj cez diaľkové ovládanie)


Literatúra/referencie

Tabuľka: Tlak pár vody

teplota
v °C
Tlak
v mmHg (Torr)
Tlak
v destinácii Hectopascal hPa
-80 0,00041 0,00055
-75 0,000915 0,00122
-70 0,00196 0,00261
-65 0,00405 0,0054
-60 0,008101 0,0108
-55 0,0157 0,02093
-50 0,02952 0,03936
-45 0,05402 0,07202
-40 0,09631 0,1284
-39,5 0,1019 0,1359
-39 0,1078 0,1437
-38,5 0,114 0,1520
-38 0-38 0,1607
-37,5 0,1274 0,1699
-37 0,1347 0,1796
-36,5 0,1423 0,1897
-36 0,1503 0,2004
-35,5 0,1587 0,2116
-35 0,1676 0,2235
-34,5 0,1769 0,2359
-34 0,1867 0,2490
-33,5 0,197 0,2627
-33 0,2078 0,2771
-32,5 0,2192 0,2923
-32 0,2311 0,3082
-31,5 0,2437 0,3249
-31 0,2568 0,3424
-30,5 0,2706 0,3608
-30 0,2851 0,3801
-29,5 0,3003 0,4004
-29 0,3162 0,4216
-28,5 0,333 0,4439
-28 0,3505 0,4673
-27,5 0,3688 0,4918
-27 0,3881 0,5174
-26,5 0,4083 0,5443
-26 0,4294 0,5725
-25,5 0,4515 0,6020
-25 0,4747 0,6329
-24,5 0,4989 0,6652
-24 0,5243 0,6991
-23,5 0,5509 0,7345
-23 0,5787 0,7716
-22,5 0,6078 0,8104
-22 0,6383 0,851
-21,5 0,6701 0,8934
-21 0,7034 0,9377
-20,5 0,7381 0,9841
-20 0,77451 1,0326
-19,5 0,81251 1,0833
-19 0,85222 1,1362
-18,5 0,89368 1,1915
-18 0,93698 1,2492
-17,5 0,98222 1,3095
-17 1,0295 1,3725
-16,5 1,0787 1,4382
-16 1,1302 1,5068
-15,5 1,1839 1,5783
-15 1,2399 1,653
-14,5 1,2983 1,7309
-14 1,3593 1,8122
-13,5 1,4228 1,8969
-13 1,489 1,9852
-12,5 1,5581 2,0773
-12 1,6300 2,1732
-11,5 1,705 2,2732
-11 1,7832 2,3774
-10,5 1,8646 2,4859
-10 1,9494 2,5990
-9,5 2,0377 2,7168
-9 2,1297 2,8394
-8,5 2,2254 2,9670
-8 2,325 3,0998
-7,5 2,4287 3,2380
-7 2,5366 3,3819
-6,5 2,6489 3,5316
-6 2,7657 3,6873
-5,5 2,8872 3,8492
-5 3,0134 4,0176
-4,5 3,1448 4,1927
-4 3,2813 4,3747
-3,5 3,4232 4,5639
-3 3,5707 4,7606
-2,5 3,724 4,9649
-2 minúty 3,8832 5,1772
-1,5 4,0486 5,3977
-1. 4,2204 5,6267
-0,5 4,3987 5,8645
0 4,5840 6,1115
0,01 4,58780 6,11657
1 4,9286 6,5709
2 5,2954 7,0599
3 5,6861 7,5808
4 6,1021 8,1355
5 6,5449 8,7258
6 7,0158 9,3536
7 7,5164 10,021
8 8,0482 10,730
9 8,6130 11,483
10 9,2123 12,282
11 9,8483 13,130
12 10,522 14,028
13 11,237 14,981
14 11,993 15,990
15 12,795 17,058
16 13,642 18,188
17 14,539 19,384
18 15,487 20,647
19 16,489 21,983
20 17,546 23,393
21 18,663 24,882
22 19,841 26,453
23 21,085 28,111
24 22,395 29,858
25 23,776 31,699
26 25,231 33,639
27 26,763 35,681
28 28,376 37,831
29 30,071 40,092
30 31,855 42,470
31 33,730 44,969
32 35,700 47,596
33 37,769 50,354
34 39,942 53,251
35 42,221 56,290
36 44,613 59,479
37 47,121 62,823
38 49,750 66,328
39 52,506 70,002
40 55,391 73,849
41 58,413 77,878
42 61,577 82,096
43 64,886 86,508
44 68,349 91,124
45 71,968 95,950
46 75,749 100,99
47 79,709 106,27
48 83,834 111,77
49 88,147 117,52
50 92,648 123,52
51 97,343 129,78
52 102,24 136,31
53 107,35 143,12
54 112,67 150,22
55 118,23 157,62
56 124,01 165,33
57 130,03 173,36
58 136,29 181,71
59 142,82 190,41
60 149,61 199,46
61 156,67 208,88
62 164,02 218,67
63 171,65 228,85
64 179,59 239,43
65 187,83 250,42
66 196,39 261,83
67 205,28 273,68
68 214,51 285,99
69 224,09 298,76
70 234,03 312,01
71 244,33 325,75
72 255,02 340,00
73 266,11 354,78
74 277,59 370,09
75 289,49 385,95
76 301,82 402,39
77 314,58 419,41
78 327,80 437,03
79 341,48 455,27
80 355,63 474,14
81 370,28 493,67
82 385,43 513,87
83 401,10 534,76
84 417,30 556,35
85 434,04 578,67
86 451,33 601,73
87 469,21 625,56
88 487,67 650,17
89 506,73 675,58
90 526,41 701,82
91 546,72 728,90
92 567,68 756,84
93 589,31 785,68
94 611,61 815,41
95 634,61 846,08
96 658,34 877,71
97 682,78 910,30
98 707,98 943,90
99 733,95 978,52
100 760,00 1013,3
101 787,57 1050,0
102 815,86 1087,7
103 845,12 1126,7
104 875,06 1166,7
105 906,07 1208,0
106 937,92 1250,5
107 970,60 1294,0
108 1004,42 1339,12
109 1038,92 1385,11
110 1074,56 1432,63
111 1111,20 1481,48
112 1148,74 1531,53
113 1187,42 1583,10
114 1227,25 1636,20
115 1267,98 1690,50
120 1489,14 1985,36
125 1740,93 2321,05
130 2026,10 2701,24
135 2347,26 3129,42
140 2710,92 3614,26
145 3116,76 4155,34
150 3570,48 4760,25
175 6694,08 8924,71
200 11659,16 15544,27
225 19123,12 25495,40
250 29817,84 39753,85
275 44580,84 59436,23
300 64432,8 85903,3
325 90447,6 120587
350 124001,6 165321,9
360 139893,2 186508,9
365 148519,2 198009,3
366 150320,4 200410,7
367 152129,2 202822,3
368 153960,8 205264,2
369 155815,2 207736,5
370 157692,4 210239,2
371 159584,8 212762,2
372 161507,6 215325,8
373 163468,4 217939,9
373,946 165452,0 220584,5

Vysoko výkonné ultrazvukom! Hielscherov sortiment pokrýva celé spektrum od kompaktného laboratórneho ultrasonicatora cez bench-top jednotky až po plne priemyselné ultrazvukové systémy.

Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na priemyselnej veľkosti.