Stratégie pre vyššie výnosy v botanickej extrakcii
Na výrobu extraktov prémiovej kvality z rastlinných zariadení s vysokou účinnosťou, t. j. vysokými výťažnosťami extraktov prémiovej kvality v krátkom čase extrakcie, je potrebná vysokovýkonná extrakčná technika. Ultrazvukový extrakcie je proces zintenzívnenie techniky, ktorá umožňuje používať širokú škálu surovín a produkuje vysoké výnosy vynikajúcich extraktov rýchlym a nákladovo efektívnym spôsobom.
Prémiové botanické extrakty s výkonom ultrazvuku
Ak sa extrahuje špecifická bioaktívna zlúčenina alebo bioaktívna frakcia z rastlinnej látky, proces extrakcie ovplyvňujú rôzne faktory. Okrem extrakčnej technológie (napr. ultrazvuková extrakcia) je polarita rozpúšťadla, suroviny a jeho predbežnej úpravy, pomer tuhej látky / kvapaliny (t. j. pomer rastlinnej hmoty / rozpúšťadla), čas extrakcie a teplota dôležitými faktormi procesu, ktoré je potrebné starostlivo zvážiť. Rozpúšťadle asistovanej extrakcie (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 SAE uvoľniť úplné dostupné množstvo bioaktívnych molekúl z rastlinnej suroviny. To je dôvod, prečo ultrazvukom je najpoužívanejšie extrakčná technológia pre výrobu extraktov s vysokou účinnosťou.
Botanická extrakcia UP400St (400W, 24kHz)
Čo robí ultrazvukovú extrakciu vynikajúcou?
Rozpúšťadle-asistovaná extrakcia (SAE) je vysoko efektívna extrakčná technika, ktorá je založená na čistých mechanických silách. Ultrazvuková alebo akustická kavitácia sa vyznačuje intenzívnymi šmykovými silami, ako aj lokálne sa vyskytujúcimi vysokoteplotnými a tlakovými diferenciálmi. Tieto vysoko intenzívne kavitačné sily spôsobujú takzvanú sonoporáciu, čo je tvorba nových a zväčšenie existujúcich pórov v bunkovej membráne, ako aj narušenie štruktúr rastlinných buniek. Rozpúšťadle zosilnený tok rozpúšťadla dovnútra a von z vnútra bunky prispieva k rýchlemu a úplnému uvoľňovaniu botanických látok. S použitím výlučne mechanických síl SAE nemenia botanické molekuly chemickými látkami alebo intenzívnym tepelným spracovaním a zabraňujú tým chemickým alebo tepelne vyvolaným zmenám bioaktívnych látok, ktoré sa nachádzajú v rastlinných látkach. Výsledkom je, že ultrazvuková extrakcia produkuje vysoko kvalitné, celospektrálne extrakty, ktoré ponúkajú plné účinky kombinovaných rastlinných látok, známych ako takzvaný sprievodný efekt.
Ultrazvuková extrakcia: mierna netepelná, ale vysoko účinná technika pre vysoké výnosy 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. Ultrazvukom je preferovanou metódou kvôli mnohým výhodám, ako sú vysoké / úplné extrakčné výnosy, rýchle, netepelné spracovanie, kompatibilita s takmer akýmikoľvek rozpúšťadlami (napr. voda, etanol, metanol, izopropanol, rastlinné oleje, glycerín atď.), jednoduchá a bezpečná prevádzka, nízka údržba
Nižšie uvedená tabuľka porovnáva ultrazvukovú extrakciu s inými konvenčnými extrakčnými metódami, ktoré zdokávajú výhody SAE.
Ultrazvukové extraktory z Hielscher vynikajú účinnosťou, spoľahlivosťou a užívateľskou prívetivosťou
| Ultrazvuková extrakcia | Macerácia | CO2 ťažba | Soxhletov | Perkolácia | |
|---|---|---|---|---|---|
| Rozpúšťadlo | kompatibilný s takmer akýmkoľvek rozpúšťadlom | vodné a ne vodné rozpúšťadlá | CO2 | vodné a ne vodné rozpúšťadlá | Organické rozpúšťadlá |
| teplota | netechálová extrakcia, precízna regulácia teploty |
Okolia | pod teplom | okolitá teplota, príležitostne sa aplikuje teplo |
nad kritickú teplota 31 °C |
| Tlak | atmosférické alebo možný zvýšený tlak |
Atmosferický | Atmosferický | Atmosferický | veľmi vysoké tlaky (nad kritickým tlakom 74 bar) |
| Čas spracovania | Rýchle | veľmi pomalé | Pomalé | veľmi pomalé | Stredne |
| Množstvo rozpúšťadla | Nízke vysoké tuhé zaťaženie rastlinného materiálu v rozpúšťadle, najmä keď prietoková bunka sa používa nastavenie |
Veľké | Stredne | Veľké | veľké množstvo Superkritický CO2 |
| Polarita prírodného extraktu | v závislosti od rozpúšťadla; na extrakciu nepolárneho a polárneho zlúčeniny, dvojstupňová extrakcia pomocou dvoch rozpúšťadiel sa odporúča |
závisí od rozpúšťadla | závisí od rozpúšťadla | závisí od rozpúšťadla | v závislosti od tlaku (pri vyšších tlakoch polárne) |
| Flexibilita / škálovateľnosť | na extrakciu šarže a inline, Lineárna škálovateľnosť |
len na extrakciu šarže, obmedzená škálovateľnosť |
len na extrakciu šarže, obmedzená škálovateľnosť |
len na extrakciu šarže, obmedzená škálovateľnosť |
len na extrakciu šarže, obmedzená lineárna škálovateľnosť, veľmi drahé |
Prečo je ultrazvuková extrakcia tak efektívna?
Extrakčný zintenzívňujúci mechanizmus výkonového ultrazvuku sa pripisuje hlavne fenoménu akustickej kavitácie. Ultrazvuková kavitácia spôsobuje kolízie medzi časticami botanickej biomasy, čo má za následok medzipartikulárne frakcionovanie a zníženie veľkosti častíc. Keď sa kavitačné bubliny zrútia na povrchu rastlinných tuhých látok, erózia a sonoporácia ďalej zväčšujú povrch častíc. Tým zintenzívnený prenos hmoty uľahčuje uvoľňovanie molekúl, ako sú bielkoviny, lipidy, cukry, vitamíny, antioxidanty, fytochemikálie a vlákniny. Rozpúšťadle generované šmykové sily zlepšujú penetráciu rozpúšťadla do bunkovej matrice botanickej hmoty a zlepšujú priepustnosť bunkových membrán. Tieto mechanizmy výkonu ultrazvukom sú zodpovedné za významné procesné zintenzívnenie dosiahnuté, keď ultrazvukom sa aplikuje na botanickú extrakciu.
- vysoké výnosy
- výťažky prémiovej kvality
- vysoko efektívny a rýchly proces
- nízke prevádzkové náklady
- Reprodukovateľné výsledky
- Lineárna škálovateľnosť
- Jednoduché & bezpečná prevádzka
- Robustnosť
Získajte technické informácie o Hielscher ultrazvukové extraktory a ich výhody!
Hielscher Ultrasonics navrhuje, vyrába a distribuuje vysokovýkonné ultrazvukové extraktory pre dávkové a kontinuálne spracovanie v akejkoľvek výrobnej škále. Okrem najvyšších technických noriem a vynikajúcej robustnosti a 24/7/365 prevádzky pre vysoko efektívnu prevádzku, Hielscher ultrasonicators sú jednoduché a spoľahlivé na prevádzku. Vysoká účinnosť, inteligentný softvér, intuitívne menu, automatické protokolovanie údajov a diaľkové ovládanie prehliadača sú len niektoré z funkcií, ktoré odlišujú extraktory Hielscher od iných extrakčných zariadení.
Výhody Hielscher ultrazvukové extraktory
Účinnosť
- Vyššie výnosy
- Proces rýchlej extrakcie – počas niekoľkých minút
- Vysokokvalitné výťažky – mierna, netepelná extrakcia
- Zelené rozpúšťadlá (voda, etanol, glycerín, rastlinné oleje atď.)
Jednoduchosť
- Zástrčka 'n’ hrať – nastavenie a trénovať v priebehu niekoľkých hodín
- Vysoká priepustnosť – pre veľkoobjemové extrakčné produkcie
- Dávkové alebo nepretržité inline operácie
- Jednoduché nastavenie – podporuje viac napätí a len štvor hadicové háky
- hnuteľný
- 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 nakladanie a vykladanie medzi dávkami
- Easy-to-clean
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)
Rozpúšťadlá na extrakciu ultrazvukom
Vyberte si ideálne rozpúšťadlo pre váš proces extrakcie: 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 voda je technicky rozpúšťadlo, takzvané univerzálne rozpúšťadlo, extrakcia na báze vody sa vo všeobecnosti považuje za extrakciu bez rozpúšťadla. Ultrazvuková extrakcia bez rozpúšťadiel nevyžaduje žiadne cudzie látky. Kal vody a rastlinného materiálu je sonicated rozbiť bunkové steny rastliny tak, že bioaktívne molekuly sú uvoľnené do vody (rozpúšťadlo). Ultrazvukom je čistá mechanická metóda, ktorá chemicky nemení surovinu a extrakt. Preto je ultrazvuková extrakcia preferovanou technikou na výrobu vysoko kvalitných botanických extraktov.
Sonda typu ultrasonicator UIP1000hdT s miešačom na výrobu botanických extraktov, ako sú kanabinoidy (napr. CBD, THC, CBG)
Nižšie uvedená tabuľka vám dáva indikáciu približnej spracovateľskej kapacity našich ultrazvukových extraktorov (dávkové a prietokové spracovanie):
| 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!
Priemyselná inštalácia ultrazvukového extraktora UIP4000hdT na výrobu botanických extraktov.
Hielscher Ultrasonics vyrába a dodáva vysokovýkonné ultrazvukové extraktory pre laboratórne, pilotné a priemyselné váhy.
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.
-
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na priemyselnej veľkosti.