Ultrazvuková extrakcia a jej princíp práce
Ultrazvuková extrakcia
Ultrazvuková extrakcia sa používa v potravinách, výživový doplnok a farmaceutický priemysel na uvoľňovanie bioaktívnych zlúčenín, ako sú vitamíny, polyfenoly, polysacharidy, kanabinoidy a iné fytochemikálie z rastlinných látok. Ultrazvuk-Asistovaná extrakcia je založená na pracovnom princípe akustickej alebo ultrazvukovej kavitácie.
Ako funguje akustická Kavitácia?
Ultrazvukový extrakcia je dosiahnutá, keď high-výkon, nízkofrekvenčné ultrazvukové vlny sú spojené do kalu pozostávajúce z botanického materiálu v rozpúšťadle. High-výkon ultrazvukové vlny sú spojené pomocou sondy-typ Ultrazvukový procesor do kalu. vysoko energické ultrazvukové vlny cestujú cez kvapalinu vytvára striedavé vysokotlakové/nízkotlakové cykly, čo vedie k fenoménu akustickej kavitácie. Akustická alebo ultrazvuková Kavitácia vedie lokálne k extrémnym teplotám, tlakom, vykurovacím/chladiacim sadzbám, tlakom diferenciálmi a vysokým šmykovým silám v médiu. Keď Kavitácia bubliny implodovat na povrchu pevných látok (ako sú častice, rastlinné bunky, tkanivá atď), mikro-trysky a interparticlular kolízie generovať účinky, ako je povrchové peeling, erózia, rozdelenie častíc, sonopfarbenie (perforácia bunkových stien a bunkových membrán) a bunkovej narušenie. Okrem toho, imploze kavitácie bubliny v kvapalných médiách vytvoriť makro-turbulencie a mikro-miešanie. Ultrazvukové ožarovanie predstavuje efektívny spôsob, ako zlepšiť hromadné prenosové procesy, pretože ultrazvukom vedie k kavitácii a jeho súvisiacim mechanizmom, ako sú Mikros-pohyb kvapalnými tryskami, kompresia a dekompresia v materiáli s následným narušením bunkových stien, ako aj vysoké miery vykurovania a chladenia.
Sonda typu ultrasonicators môže generovať veľmi vysoké amplitúdy, ktoré je potrebné generovať pôsobivú kavitácie. Hielscher Ultrazvukový vyrába vysoko výkonné ultrazvukové extraktory, ktoré môžu ľahko vytvárať amplitúdy 200 μm v nepretržitej prevádzke 24/7. Pre ešte vyššie amplitúdy, Hielscher ponúka špecifikované high-amplitúda sonotród (sondy).
Tlakovateľné ultrazvukové reaktory a prietokové bunky sa používajú na zintenzívnenie kavitácie. So zvyšujúcou sa tlakom, Kavitácia a kavytačné šmykové sily stávajú deštruktívnejšie a zlepšujú tak ultrazvukové extrakčné účinky.
Ultrazvukový extrakcie je založený na akustické kavitácie a jeho hydrodynamické šmykovej sily
UP400St Ultrazvuková extrakcia botanického materiálu v dávke 8L
Účinky ultrazvukovej extrakcie
Ultrazvukový bunkovej narušenie a zvýšenie hromadnej prenos
Ultrazvuk môže pomôcť extrakčné procesy, a to ako cez bunkové narušenie a tým, že zvyšuje prenos hmoty v hraničnej vrstve okolo pevnej matice.
Sonopfarbenie, perforácia bunkových stien a membrán, zvyšuje priepustnosť bunkových stien a membrán a je často prechodný krok pred bunky sú narušené úplne ultrazvukom.
Mechanické účinky ultrazvuku vyvolanej kavitácie, ako sú tepelné a tlakové diferenciály, nárazové vlny, šmykové sily, tekuté trysky a mikro streaming, zosilňujú prenikanie rozpúšťadla do vnútra buniek a zlepšujú prenos hmoty medzi bunkou a rozpúšťadlom tak, aby sa medzibunkové materiály preniesli do rozpúšťadla.
Ultrazvukový extrakcie z rastlinných buniek: mikroskopické priečnej časti (TS) ukazuje mechanizmus činnosti počas extrakcie ultrazvuku z buniek (zväčšenie 2000x) [Zdroj: Vilkhu et al. 2011]
- vysoké výnosy
- Prvotriedna kvalita
- Úplné spektrum výťažkov
- rýchly proces
- Kompatibilné s akýmkoľvek rozpúšťadlom
- Jednoduché a bezpečné ovládanie
- Lineárna škálovateľnosť
- Šetrné k životnému prostrediu
- rýchle RoI
Ultrazvukový homogenizér UIP2000hdT (2kW) s nepretržite mieša s dávkovým reaktorom
Ultrazvukové odsávacie zariadenia
Hielscher Ultrasonics procesory sú vysoko výkonné extrakčné systémy, ktoré sú jednoduché a bezpečné prevádzkovať. V súlade na vašej suroviny, proces kapacity a výstupný cieľ, Hielscher vám ponúka najvhodnejší ultrasonicator. Naše produktové portfólio sa pohybuje od kompaktných, výkonných ručne-držal ultrasonicators cez Bench-top systém plne-priemyselné Ultrazvukové jednotky schopné spracovať niekoľko ton za hodinu.
Hielscher Ultrasonics extraktory môžu byť použité pre dávkové a kontinuálne inline extrakcie a môžu byť použité v kombinácii s akýmkoľvek rozpúšťadlom.
Rôzne príslušenstvo, ako sonotród (sondy) rôznych veľkostí a tvarov, posilňovacie rohy, prietokové bunky s rôznymi objemami a geometrie, pluggable teploty a tlakové senzory a mnoho ďalších gadgets sú k dispozícii zostaviť ideálne ultrazvukové nastavenie pre váš proces extrakcie.
Všetky naše digitálne modely sú vybavené inteligentným softvérom, ktorý umožňuje nastavovať, monitorovať a nastavovať parametre extrakcie. Vzhľadom na presnú kontrolu amplitúdy, čas sonikácie a precízne cykly je možné dosiahnuť optimálne výsledky procesu, ako je vynikajúci výnos a najvyššia kvalita extraktu. Automatické zaznamenávanie údajov procesu ultrazvukom je základom pre štandardizáciu procesu a reprodukovateľnosť/opakovateľnosť, ktoré sú potrebné pre správnu výrobnú prax (GMP).
Hielscher Ultrazvuk’ Priemyselné ultrazvukové procesory môžu dodávať veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy až do 200 μm sa dajú ľahko plynule spustiť v 24/7 prevádzke. Pre ešte vyššie amplitúdy, prispôsobené ultrazvukové sonotród sú k dispozícii. Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje 24/7 prevádzku pri ťažkých a náročných prostrediach.
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!
Vysoko výkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na Pilot a Priemyselný Rozsahu.
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.
Fakty stojí za to vedieť
Botanické výťažky
Botanické výťažky sú bioaktívne zlúčeniny, ktoré sú izolované od rastlinného materiálu, ako sú bylinky, kvety, lístie, stonky, korene a iné rastlinné časti. Bioaktívne zlúčeniny, ako sú vitamíny, antioxidanty, polyfenoly, polysacharidy, kanabinoidy a iné rastlinné molekuly, sa používajú ako funkčné potravinárske prídavné látky, Nutraceutiká, kozmetiky, liečivá, ako aj prírodné farbivá.