Stratégie pre vyššie výnosy pri botanickej extrakcii
Na výrobu extraktov prvotriednej kvality z rastlín s vysokou účinnosťou, t. j. s vysokými výťažkami extraktov prémiovej kvality v krátkom čase extrakcie, je potrebná vysokovýkonná extrakčná technika. Ultrazvuková extrakcia je technika zintenzívňujúca proces, ktorá umožňuje používať širokú škálu surovín a vytvára vysoké výťažky vynikajúcich extraktov rýchlym a nákladovo efektívnym spôsobom.
Prémiové botanické extrakty s výkonným ultrazvukom
Keď sa extrahuje špecifická bioaktívna zlúčenina alebo bioaktívna frakcia z rastliny, proces extrakcie ovplyvňujú rôzne faktory. Okrem extrakčnej technológie (napr. ultrazvuková extrakcia) sú dôležitými procesnými faktormi, ktoré je potrebné starostlivo zvážiť polarita rozpúšťadla, surovina a jej predbežná úprava, pomer pevná látka / kvapalina (tj pomer rastlinnej hmoty a rozpúšťadla), čas extrakcie a teplota. Ultrazvukom asistovaná extrakcia (SAE) umožňuje ideálne podmienky spracovania, ktoré sa vyznačujú miernosťou a vysokou účinnosťou súčasne. Voľný výber jemných rozpúšťadiel alebo extrakcie studenou vodou, nízke teploty a krátke časy spracovania premenia ultrazvukovú extrakciu na vynikajúcu extrakčnú techniku, ktorá zabraňuje tepelnej alebo chemickej degradácii bioaktívnych molekúl. Okrem toho môžu Spojené arabské emiráty uvoľniť celé dostupné množstvo bioaktívnych molekúl z rastlinnej suroviny. To je dôvod, prečo je ultrazvuk najpoužívanejšou extrakčnou technológiou na výrobu extraktov s vysokou účinnosťou.
Botanická extrakcia pomocou UP400St (400 W, 24 kHz)
V čom je ultrazvuková extrakcia vynikajúca?
Ultrazvukom asistovaná extrakcia (SAE) je vysoko účinná extrakčná technika, ktorá je založená na čistých mechanických silách. Ultrazvuková alebo akustická kavitácia sa vyznačuje intenzívnymi šmykovými silami, ako aj lokálne sa vyskytujúcimi vysokými teplotnými a tlakovými rozdielmi. Tieto vysoko intenzívne kavitačné sily spôsobujú tzv. sonoporáciu, čo je vytváranie nových a zväčšenie existujúcich pórov v bunkovej membráne, ako aj narušenie štruktúr rastlinných buniek. Ultrazvukom zosilnený tok rozpúšťadla dovnútra a von z vnútra bunky prispieva k rýchlemu a úplnému uvoľneniu rastlinných látok. Použitím výlučne mechanických síl SAE nemenia botanické molekuly prostredníctvom chemikálií alebo intenzívneho tepelného spracovania, čím zabraňujú chemickým alebo tepelným zmenám bioaktívnych látok nachádzajúcich sa v rastlinných látkach. Výsledkom je, že ultrazvuková extrakcia produkuje vysokokvalitné, plnospektrálne extrakty, ktoré ponúkajú plné účinky kombinovaných rastlinných látok, známe ako tzv. sprievodný efekt.
Ultrazvuková extrakcia: Jemná netepelná, ale vysoko účinná technika pre vysoké výťažky extraktov prémiovej kvality.
Porovnanie ultrazvukovej extrakcie s inými technikami
Ultrazvuková extrakcia je široko používaná technika na uvoľňovanie a izoláciu bioaktívnych zlúčenín, ako sú antioxidanty, polyfenoly, polysacharidy, bielkoviny, lipidy, kanabinoidy a iné fytochemikálie z rastlinných materiálov. Sonikácia je preferovanou metódou kvôli mnohým výhodám, ako sú vysoké / úplné výťažky extrakcie, rýchle, netepelné spracovanie, kompatibilita s takmer akýmikoľvek rozpúšťadlami (napr. voda, etanol, metanol, izopropanol, rastlinné oleje, glycerín atď.), jednoduchá a bezpečná obsluha, nízka údržba a mnoho ďalších.
Nasledujúca tabuľka porovnáva ultrazvukovú extrakciu s inými konvenčnými metódami extrakcie, čo zdôrazňuje výhody SAE.
Ultrazvukové odsávače od spoločnosti Hielscher vynikajú účinnosťou, spoľahlivosťou a užívateľskou prívetivosťou
| ultrazvuková extrakcia | macerácia | CO2 Extrakcia | Soxhletov | Presakovanie | |
|---|---|---|---|---|---|
| rozpúšťadlo | kompatibilné s takmer akýmkoľvek rozpúšťadlom | voda, vodné a nevodné rozpúšťadlá | CO2 | voda, vodné a nevodné rozpúšťadlá | Organické rozpúšťadlá |
| teplota | netepelná extrakcia, presná regulácia teploty |
okolitý | v teple | teplota okolia, príležitostne sa aplikuje teplo |
nad kritickým teplota 31°C |
| tlak | atmosférické alebo Možný zvýšený tlak |
atmosférický | atmosférický | atmosférický | veľmi vysoké tlaky (nad kritickým tlakom 74 barov) |
| Čas spracovania | Rýchly | veľmi pomalý | pomalý | veľmi pomalý | Umiernený |
| Množstvo rozpúšťadla | nízky vysoké pevné zaťaženie rastlinného materiálu v rozpúšťadle, najmä ak je prietoková bunka Používa sa nastavenie |
veľký | Umiernený | veľký | veľké množstvo Superkritický CO2 |
| Polarita prírodného extraktu | závislé od rozpúšťadla; na extrakciu nepolárnych a polárnych zlúčeniny, dvojstupňová extrakcia Odporúča sa použitie dvoch rozpúšťadiel |
v závislosti od rozpúšťadla | v závislosti od rozpúšťadla | v závislosti od rozpúšťadla | v závislosti od tlaku (pri vyšších tlakoch polárnejšie) |
| Flexibilita / škálovateľnosť | na dávkovú a inline extrakciu, lineárna škálovateľnosť |
iba dávková extrakcia, obmedzená škálovateľnosť |
iba dávková extrakcia, obmedzená škálovateľnosť |
iba dávková extrakcia, obmedzená škálovateľnosť |
iba dávková extrakcia, obmedzená lineárna škálovateľnosť, veľmi drahé |
Prečo je ultrazvuková extrakcia taká efektívna?
Extrakčný mechanizmus silového ultrazvuku sa pripisuje najmä fenoménu akustickej kavitácie. Ultrazvuková kavitácia spôsobuje kolízie medzi časticami botanickej biomasy, čo má za následok interkonkrétne frakcionovanie a zmenšenie veľkosti častíc. Keď sa kavitačné bubliny zrútia na povrchu rastlinných pevných látok, erózia a sonoporácia povrch častíc ešte viac zväčšia. Tým zintenzívnený prenos hmoty uľahčuje uvoľňovanie molekúl, ako sú bielkoviny, lipidy, cukry, vitamíny, antioxidanty, fytochemikálie a vláknina. Ultrazvukom generované šmykové sily zlepšujú prienik rozpúšťadla do bunkovej matrice botanickej hmoty a zlepšujú priepustnosť bunkových membrán. Tieto mechanizmy výkonového ultrazvuku sú zodpovedné za významnú intenzifikáciu procesu dosiahnutú pri použití ultrazvuku na botanickú extrakciu.
- vysoké výnosy
- extrakty prémiovej kvality
- Vysoko efektívny, rýchly proces
- nízke prevádzkové náklady
- reprodukovateľné výsledky
- lineárna škálovateľnosť
- jednoduchý & bezpečná prevádzka
- odolnosť
Získajte technické informácie o ultrazvukových extraktoroch Hielscher a ich výhodách!
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics navrhuje, vyrába a distribuuje vysokovýkonné ultrazvukové extraktory pre dávkové a kontinuálne spracovanie v akomkoľvek výrobnom meradle. Okrem najvyšších technických štandardov a vynikajúcej robustnosti a prevádzky 24/7/365 pre vysoko efektívnu prevádzku sa ultrazvukové prístroje Hielscher ľahko a spoľahlivo ovládajú. Vysoká účinnosť, inteligentný softvér, intuitívne menu, automatické protokolovanie údajov a diaľkové ovládanie prehliadača sú len niektoré z funkcií, ktoré odlišujú odsávače Hielscher od iných odsávacích zariadení.
Výhody ultrazvukových extraktorov Hielscher
Účinnosť
- vyššie výnosy
- Rýchly proces extrakcie – v priebehu niekoľkých minút
- Vysoko kvalitné extrakty – mierna, netermická extrakcia
- Zelené rozpúšťadlá (voda, etanol, glycerín, rastlinné oleje atď.)
Jednoduchosť
- Zapojte 'n’ Play – Nastavenie a trénovanie v priebehu niekoľkých hodín
- Vysoká priepustnosť – pre výrobu extraktov vo veľkom meradle
- Dávková alebo nepretržitá inline prevádzka
- Jednoduché nastavenie – Podporuje viacero napätí a iba pripojenie štyroch hadíc
- Hnuteľný
- 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 dávkami
- ľahko sa čistí
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)
Rozpúšťadlá na ultrazvukovú extrakciu
Vyberte si ideálne rozpúšťadlo pre váš extrakčný proces: voda, zmes vody a alkoholu, izopropylalkohol, hexán, etanol, metanol, bután, rastlinné oleje, glycerín,
Netoxické rozpúšťadlá, ako aj akékoľvek iné štandardné rozpúšťadlá sú kompatibilné s ultrazvukovou extrakciou.
Ultrazvuková extrakcia studenou vodou: Hoci je voda technicky rozpúšťadlo, takzvané univerzálne rozpúšťadlo, extrakcia na vodnej báze sa vo všeobecnosti považuje za extrakciu bez rozpúšťadla. Ultrazvuková extrakcia bez rozpúšťadiel nevyžaduje žiadne cudzie látky. Suspenzia vody a rastlinného materiálu sa sonikuje, aby sa rozbilo bunkové steny rastliny, takže bioaktívne molekuly sa uvoľnia do vody (rozpúšťadlo). Sonikácia je čisto mechanická metóda, ktorá chemicky nemení surovinu a extrakt. Preto je ultrazvuková extrakcia preferovanou technikou na výrobu vysokokvalitných botanických extraktov.
ultrazvukový ultrazvuk typu sondy UIP1000hdT s miešadlom na výrobu botanických extraktov, ako sú kanabinoidy (napr. CBD, THC, CBG)
Nasledujúca tabuľka uvádza približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových extraktorov (dávkové a prietokové spracovanie):
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml/min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20 l | 00,2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 až 100 l/min | UIP16000 |
| N.A. | väčší | Zhluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Priemyselná inštalácia ultrazvukového odsávača UIP4000hdT na výrobu botanických extraktov.
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába a dodáva vysokovýkonné ultrazvukové extraktory pre laboratórne, pilotné a priemyselné rozmery.
Literatúra / Referencie
- 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.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk (2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
- V. Lobo, A. Patil,A. Phatak, N. Chandra (2010): Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health. Pharmacognosy Reviews 2010 Jul-Dec; 4(8): 118–126.
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórium do priemyselná veľkosť.