Ultrazvuková extrakcia – všestranná a použiteľná pre akýkoľvek rastlinný materiál
Môžem svoj sondový ultrazvukový prístroj použiť na extrakciu konopy a psilocybínu? Odpoveď znie: Áno! Svoj ultrazvukový prístroj môžete použiť na množstvo rôznych surovín na výrobu vysokokvalitných extraktov. Výnimočnosť techniky ultrazvukovej extrakcie spočíva v jej kompatibilite s prakticky akoukoľvek rastlinnou surovinou a akýmkoľvek rozpúšťadlom. Ultrazvuková extrakcia preto poskytuje vysoké výťažky polárnych aj nepolárnych molekúl za krátky čas spracovania.
Extrakcia polárnych a nepolárnych molekúl ultrazvukom
Mieru extrahovateľnosti bioaktívnych zlúčenín určujú rôzne faktory, napríklad okolité bunkové štruktúry alebo polarita cieľovej molekuly.
„Podobné sa rozpúšťa v podobnom“
Rozpustnosť na molekulovej úrovni možno vo všeobecnosti rozdeliť do dvoch rôznych kategórií: polárnej a nepolárnej.
Polárne molekuly majú kladne + a záporne – nabité konce. Nepolárne molekuly nemajú takmer žiadny náboj (nulový náboj) alebo je ich náboj vyvážený. Rozpúšťadlá patria do týchto kategórií a môžu byť napríklad silne, stredne alebo slabo polárne či nepolárne.
Ako naznačuje výrok „Podobné sa rozpúšťa v podobnom“, molekuly sa najlepšie rozpúšťajú v rozpúšťadle s rovnakou polaritou.
Polárne rozpúšťadlá rozpúšťajú polárne zlúčeniny. Nepolárne rozpúšťadlá rozpúšťajú nepolárne zlúčeniny. V závislosti od polarity rastlinnej zlúčeniny je potrebné zvoliť vhodné rozpúšťadlo s vysokou rozpúšťacou schopnosťou.
Ultrazvukový extraktor UP400St (400 wattov) na výrobu vysokokvalitných rastlinných extraktov, napr. z technickej konopy, marihuany, húb a bylín.
Lipidy a tuky sú nepolárne molekuly. Fytochemické látky, ako sú hlavné kanabinoidy (CBD, THC), terpény, tokoferoly, chlorofyl A a karotenoidy, sú takýmito nepolárnymi molekulami. Vodné molekuly, ako sú psilocybín, antokyány, väčšina alkaloidov, chlorofyl B, vitamín C a vitamíny skupiny B, patria medzi polárne molekuly.
To znamená, že na extrakciu konopy a psilocybínu by ste mali zvoliť rôzne rozpúšťadlá, pretože molekuly kanabinoidov sú nepolárne, zatiaľ čo molekuly psilocybínu sú polárne. Polarita rozpúšťadla je preto dôležitá. Polárne molekuly, ako je fytochemická látka psilocybín, sa najlepšie rozpúšťajú v polárnych rozpúšťadlách. Významnými polárnymi rozpúšťadlami sú napríklad voda alebo metanol. Nepolárne molekuly sa zasa najlepšie rozpúšťajú v nepolárnych rozpúšťadlách, ako sú hexán alebo toluén.
Ultrazvuková extrakcia akejkoľvek fytochemickej látky výberom ideálneho rozpúšťadla
Výhodou ultrazvukového extraktora je jeho kompatibilita s takmer akýmkoľvek typom rozpúšťadla. Ultrazvukový extrakčný systém môžete používať s polárnymi aj nepolárnymi rozpúšťadlami.
Pri niektorých surovinách, ako sú vitálne huby, je často výhodný dvojstupňový extrakčný proces, pri ktorom sa ultrazvuková extrakcia vykonáva postupne s polárnym a nepolárnym rozpúšťadlom. Takáto dvojstupňová extrakcia uvoľňuje oba typy molekúl, polárne aj nepolárne.
Voda je polárne rozpúšťadlo; medzi ďalšie polárne rozpúšťadlá patria acetón, acetonitril, dimetylformamid (DMF), dimetylsulfoxid (DMSO), izopropanol a metanol.
Poznámka: Hoci je voda z technického hľadiska rozpúšťadlom, extrakcia na báze vody sa v laickej reči často označuje ako extrakcia bez rozpúšťadiel.
Etanol, acetón, dichlórmetán atď. sa zaraďujú medzi stredne polárne rozpúšťadlá, zatiaľ čo n-hexán, éter, chloroform, toluén atď. sú nepolárne.
Etanol – všestranné rozpúšťadlo na extrakciu rastlinných látok
Etanol, často používané rozpúšťadlo na extrakciu rastlinných látok, je stredne polárne rozpúšťadlo. To znamená, že etanol má polárne aj nepolárne extrakčné vlastnosti. Vďaka schopnosti extrahovať polárne aj nepolárne látky je etanol ideálnym rozpúšťadlom na prípravu širokospektrálnych extraktov, aké sa často vyrábajú z rastlinných surovín, ako sú technická konopa, kanabis a ďalšie byliny, z ktorých sa extrahujú rôzne fytochemikálie s cieľom dosiahnuť takzvaný sprievodný efekt. Sprievodný efekt opisuje spoločné pôsobenie rôznych bioaktívnych zlúčenín, ktoré vedie k výrazne silnejším účinkom podporujúcim zdravie. Napríklad širokospektrálny konopný extrakt obsahuje rôzne kanabinoidy, ako sú kanabidiol (CBD), kanabigerol (CBG), kanabinol (CBN), kanabichromén (CBC), terpény, terpenoidy, alkaloidy a ďalšie fytochemikálie, ktoré pôsobia spoločne a komplexne posilňujú priaznivé účinky extraktu.
Jednoduchý prechod medzi rastlinnými surovinami
Prechod medzi šaržami rôznych rastlinných surovín je jednoduchý a rýchly.
Na vsádzkovú ultrazvukovú extrakciu jednoducho pripravte suspenziu pozostávajúcu z (vysušeného) macerovaného rastlinného materiálu, napr. konopy v etanole. Vložte ultrazvukovú sondu (nazývanú aj sonotróda) do nádoby a sonikujte počas stanoveného času. Po sonikácii vyberte ultrazvukovú sondu z vsádzky. Čistenie ultrazvukového prístroja je jednoduché a trvá iba minútu: utrite sonotródu, aby ste odstránili rastlinné častice, a potom použite funkciu CIP (čistenie na mieste) ultrazvukového prístroja. Vložte sonotródu do kadičky s vodou, zapnite prístroj a nechajte ho pracovať 20–30 sec. Ultrazvuková sonda sa tým sama vyčistí.
Teraz ste pripravení spracovať ďalšiu šaržu na extrakciu inej rastlinnej látky, napríklad psilocybínu vo vode.
Podobne sa pomocou mechanizmu CIP čistia aj ultrazvukové prietokové systémy vybavené prietokovou celou. Na čistenie väčšinou postačuje privádzanie vody do prietokovej cely pri súčasnom pôsobení ultrazvuku. Samozrejme, môžete pridať malé množstvo čistiacich prostriedkov (napr. na uľahčenie odstránenia olejov).
Ultrazvukové extraktory sú univerzálne použiteľné na akýkoľvek druh bioaktívnych zlúčenín a rozpúšťadlo vhodné z hľadiska ich polarity.
MultiSonoReactor s 4x 4kW na veľkokapacitnú (hromadnú) výrobu rastlinných extraktov.
- Vyšší výťažok
- Vysoká kvalita
- Bez tepelnej degradácie
- Rýchla extrakcia
- Jednoduchá a bezpečná obsluha
- Ekologická extrakcia
Ultrazvukový extraktor UIP2000hdT (2000 wattov) na výrobu úplne prírodných bio extraktov z kanabisu, bylín, húb atď.
Nájdite najlepší vysokovýkonný ultrazvukový prístroj na svoje extrakčné účely
Extraktory Hielscher Ultrasonics sú dobre etablované v oblasti extrakcie rastlinných látok. Výrobcovia extraktov – od malých výrobcov exkluzívnych extraktov až po veľkokapacitných hromadných výrobcov – nájdu v širokom sortimente zariadení Hielscher ideálny ultrazvukový prístroj pre svoju výrobnú kapacitu. Zostavy na vsádzkové aj kontinuálne prietokové procesy sú ľahko dostupné, rýchlo sa inštalujú a ich obsluha je bezpečná a intuitívna.
Najvyššia kvalita – navrhnuté a vyrobené v Nemecku
Sofistikovaný hardvér a inteligentný softvér ultrazvukových prístrojov Hielscher sú navrhnuté tak, aby zaručovali spoľahlivú ultrazvukovú extrakciu z vašich rastlinných surovín s reprodukovateľnými výsledkami a používateľsky prívetivou, bezpečnou obsluhou. Ultrazvukové extraktory Hielscher, skonštruované na prevádzku 24/7, ponúkajú vysokú odolnosť a nízke nároky na údržbu a predstavujú spoľahlivé a pohodlné riešenie pre výrobcov rastlinných extraktov.
Extraktory Hielscher Ultrasonics sa používajú na celom svete pri výrobe vysokokvalitných rastlinných extraktov. Ultrazvukové prístroje Hielscher s preukázanou schopnosťou produkovať vysokokvalitný extrakt používajú nielen menší remeselní výrobcovia exkluzívnych extraktov, ale predovšetkým sa využívajú v priemyselnej výrobe široko komerčne distribuovaných extraktov a výživových doplnkov. Vďaka svojej odolnosti a nízkym nárokom na údržbu sa ultrazvukové procesory Hielscher dajú jednoducho inštalovať, obsluhovať a monitorovať.
Automatické zaznamenávanie údajov
Na splnenie výrobných noriem pre výživové doplnky a liečivá sa výrobné procesy musia podrobne monitorovať a zaznamenávať. Digitálne ultrazvukové zariadenia Hielscher Ultrasonics sú vybavené automatickým zaznamenávaním údajov. Vďaka tejto inteligentnej funkcii sa všetky dôležité procesné parametre, ako sú ultrazvuková energia (celková a čistá energia), teplota, tlak a čas, automaticky ukladajú na zabudovanú kartu SD hneď po zapnutí zariadenia. Monitorovanie procesu a zaznamenávanie údajov sú dôležité pre priebežnú štandardizáciu procesu a kvalitu produktu. Prístup k automaticky zaznamenaným procesným údajom vám umožňuje spätne preskúmať predchádzajúce sonikačné cykly a vyhodnotiť výsledok.
Ďalšou používateľsky prívetivou funkciou je diaľkové ovládanie našich digitálnych ultrazvukových systémov prostredníctvom prehliadača. Pomocou diaľkového ovládania cez prehliadač môžete svoj ultrazvukový procesor odkiaľkoľvek na diaľku spustiť, zastaviť, nastavovať a monitorovať.
Chcete sa dozvedieť viac o výhodách ultrazvukovej extrakcie? Kontaktujte nás a prediskutujte s nami svoj proces výroby rastlinných extraktov! Náš skúsený personál vám rád poskytne ďalšie informácie o ultrazvukovej extrakcii, našich ultrazvukových systémoch a cenách!
Prečo je ultrazvuková extrakcia najlepšou metódou?
Účinnosť
- Vyššie výťažky
- Rýchly proces extrakcie – v priebehu niekoľkých minút
- Vysokokvalitné extrakty – šetrná, netepelná extrakcia
- Ekologické rozpúšťadlá (voda, etanol, glycerín, rastlinné oleje, NADES atď.)
Jednoduchosť
- Plug-and-play – nastavenie a uvedenie do prevádzky v priebehu niekoľkých minút
- Vysoká kapacita spracovania – na veľkoobjemovú výrobu extraktov
- Dávková alebo kontinuálna prevádzka v prietokovom režime
- Jednoduchá inštalácia a uvedenie do prevádzky
- Prenosné / premiestniteľné – prenosné jednotky alebo jednotky na kolieskach
- Lineárne zvyšovanie výrobného rozsahu – na zvýšenie kapacity pridajte paralelne ďalší ultrazvukový systém
- Diaľkové monitorovanie a ovládanie – cez PC, smartfón alebo tablet
- Nevyžaduje sa dohľad nad procesom – nastavte a spustite
- Vysoký výkon – navrhnuté na nepretržitú výrobu 24/7
- Robustnosť a nízke nároky na údržbu
- Vysoká kvalita – navrhnuté a vyrobené v Nemecku
- Rýchle plnenie a vyprázdňovanie medzi dávkami
- Jednoduché čistenie
Bezpečnosť
- Jednoduchá a bezpečná prevádzka
- Extrakcia bez rozpúšťadiel alebo s rozpúšťadlami (voda, etanol, rastlinné oleje, glycerín atď.)
- Bez vysokých tlakov a teplôt
- K dispozícii sú systémy v nevýbušnom vyhotovení s certifikáciou ATEX
- Jednoduché ovládanie (aj na diaľku)
- rias
- antokyánov
- artemisinínu
- kozinca
- Baggibuti
- horkého melóna
- kanabisu
- čili papričiek
- škorice
- kôry citrusových plodov
- kakaa
- kávy
- Cucurmin
- kavy kavy
- žaburinky
- bazy čiernej
- cesnaku
- zázvoru
- zeleného čaju
- chmeľu
- kratomu
- liečivých bylín
- plodov mníšskeho ovocia
- húb
- olivových listov
- granátového jablka
- kvercetínu
- kvillaje
- šafranu
- stévie
- tabaku
- vanilky
a mnohých ďalších!
Nasledujúca tabuľka poskytuje orientačné údaje o približnej kapacite spracovania našich ultrazvukových zariadení:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 až 20L | 0,2 až 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 až 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | vyšší | zostava zariadení UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory na miešanie, dispergáciu, emulgáciu a extrakciu v laboratórnom, poloprevádzkovom a priemyselnom meradle.
Literatúra / Referencie
- F. Chemat; M. K. Khan (2011): Applications of ultrasound in food technology: processing, preservation and extraction. Ultrasonic Sonochemistry, 18, 2011. 813–835.
- 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.
Rozpúšťadlá a ich polarita
Nasledujúca tabuľka uvádza najbežnejšie rozpúšťadlá zoradené od najnižšej po najvyššiu polaritu.
| Solvent | formula | boiling point (degC) | melting point (degC) | density (g/mL) |
solubility in H2O (g/100g) | relative polarity |
| cyclohexane | C6H12 | 80.7 | 6.6 | 0.779 | 0.005 | 0.006 |
| pentane | C5H12 | 36.1 | -129.7 | 0.626 | 0.0039 | 0.009 |
| hexane | C6H14 | 69 | -95 | 0.655 | 0.0014 | 0.009 |
| heptane | C7H16 | 98 | -90.6 | 0.684 | 0.0003 | 0.012 |
| carbon tetrachloride | CCl4 | 76.7 | -22.4 | 1.594 | 0.08 | 0.052 |
| carbon disulfide | CS2 | 46.3 | -111.6 | 1.263 | 0.2 | 0.065 |
| p-xylene | C8H10 | 138.3 | 13.3 | 0.861 | 0.02 | 0.074 |
| toluene | C7H8 | 110.6 | -93 | 0.867 | 0.05 | 0.099 |
| benzene | C6H6 | 80.1 | 5.5 | 0.879 | 0.18 | 0.111 |
| ether | C4H10O | 34.6 | -116.3 | 0.713 | 7.5 | 0.117 |
| methyl t-butyl ether (MTBE) | C5H12O | 55.2 | -109 | 0.741 | 4.8 | 0.124 |
| diethylamine | C4H11N | 56.3 | -48 | 0.706 | M | 0.145 |
| dioxane | C4H8O2 | 101.1 | 11.8 | 1.033 | M | 0.164 |
| N,N-dimethylaniline | C8H11N | 194.2 | 2.4 | 0.956 | 0.14 | 0.179 |
| chlorobenzene | C6H5Cl | 132 | -45.6 | 1.106 | 0.05 | 0.188 |
| anisole | C 7H8O | 153.7 | -37.5 | 0.996 | 0.10 | 0.198 |
| tetrahydrofuran (THF) | C4H8O | 66 | -108.4 | 0.886 | 30 | 0.207 |
| ethyl acetate | C4H8O2 | 77 | -83.6 | 0.894 | 8.7 | 0.228 |
| ethyl benzoate | C9H10O2 | 213 | -34.6 | 1.047 | 0.07 | 0.228 |
| dimethoxyethane (glyme) | C4H10O2 | 85 | -58 | 0.868 | M | 0.231 |
| diglyme | C6H14O3 | 162 | -64 | 0.945 | M | 0.244 |
| methyl acetate | C 3H 6O2 | 56.9 | -98.1 | 0.933 | 24.4 | 0.253 |
| chloroform | CHCl3 | 61.2 | -63.5 | 1.498 | 0.8 | 0.259 |
| 3-pentanone | C5H12O | 101.7 | -39.8 | 0.814 | 3.4 | 0.265 |
| 1,1-dichloroethane | C2H4Cl2 | 57.3 | -97.0 | 1.176 | 0.5 | 0.269 |
| di-n-butyl phthalate | C16H22O4 | 340 | -35 | 1.049 | 0.0011 | 0.272 |
| cyclohexanone | C6H10O | 155.6 | -16.4 | 0.948 | 2.3 | 0.281 |
| pyridine | C5H5N | 115.5 | -42 | 0.982 | M | 0.302 |
| dimethylphthalate | C10H10O4 | 283.8 | 1 | 1.190 | 0.43 | 0.309 |
| methylene chloride | CH2Cl2 | 39.8 | -96.7 | 1.326 | 1.32 | 0.309 |
| 2-pentanone | C 5H 10O | 102.3 | -76.9 | 0.809 | 4.3 | 0.321 |
| 2-butanone | C4H8O | 79.6 | -86.3 | 0.805 | 25.6 | 0.327 |
| 1,2-dichloroethane | C2H4Cl2 | 83.5 | -35.4 | 1.235 | 0.87 | 0.327 |
| benzonitrile | C7H5N | 205 | -13 | 0.996 | 0.2 | 0.333 |
| acetone | C3H6O | 56.2 | -94.3 | 0.786 | M | 0.355 |
| dimethylformamide (DMF) | C3H7NO | 153 | -61 | 0.944 | M | 0.386 |
| t-butyl alcohol | C4H10O | 82.2 | 25.5 | 0.786 | M | 0.389 |
| aniline | C6H7N | 184.4 | -6.0 | 1.022 | 3.4 | 0.420 |
| dimethylsulfoxide (DMSO) | C2H6OS | 189 | 18.4 | 1.092 | M | 0.444 |
| acetonitrile | C2H3N | 81.6 | -46 | 0.786 | M | 0.460 |
| 3-pentanol | C 5H 12O | 115.3 | -8 | 0.821 | 5.1 | 0.463 |
| 2-pentanol | C 5H 12O | 119.0 | -50 | 0.810 | 4.5 | 0.488 |
| 2-butanol | C4H10O | 99.5 | – 114.7 | 0.808 | 18.1 | 0.506 |
| cyclohexanol | C 6H 12O | 161.1 | 25.2 | 0.962 | 4.2 | 0.509 |
| 1-octanol | C 8H 18O | 194.4 | -15 | 0.827 | 0.096 | 0.537 |
| 2-propanol | C3H8O | 82.4 | -88.5 | 0.785 | M | 0.546 |
| 1-heptanol | C 7H 16O | 176.4 | -35 | 0.819 | 0.17 | 0.549 |
| i-butanol | C4H10O | 107.9 | -108.2 | 0.803 | 8.5 | 0.552 |
| 1-hexanol | C 6H 14O | 158 | -46.7 | 0.814 | 0.59 | 0.559 |
| 1-pentanol | C 5H 12O | 138.0 | -78.2 | 0.814 | 2.2 | 0.568 |
| acetyl acetone | C5H8O2 | 140.4 | -23 | 0.975 | 16 | 0.571 |
| ethyl acetoacetate | C6H10O3 | 180.4 | -80 | 1.028 | 2.9 | 0.577 |
| 1-butanol | C4H10O | 117.6 | -89.5 | 0.81 | 7.7 | 0. 586 |
| benzyl alcohol | C 7H 8O | 205.4 | -15.3 | 1.042 | 3.5 | 0.608 |
| 1-propanol | C3H8O | 97 | -126 | 0.803 | M | 0.617 |
| acetic acid | C2H4O2 | 118 | 16.6 | 1.049 | M | 0.648 |
| 2-aminoethanol | C2H7NO | 170.9 | 10.5 | 1.018 | M | 0.651 |
| ethanol | C2H6O | 78.5 | -114.1 | 0.789 | M | 0.654 |
| diethylene glycol | C4H10O3 | 245 | -10 | 1.118 | M | 0.713 |
| methanol | CH4O | 64.6 | -98 | 0.791 | M | 0.762 |
| ethylene glycol | C2H6O2 | 197 | -13 | 1.115 | M | 0.790 |
| glycerin | C3H8O3 | 290 | 17.8 | 1.261 | M | 0.812 |
| water, heavy | D2O | 101.3 | 4 | 1.107 | M | 0.991 |
| water | H2O | 100.00 | 0.00 | 0.998 | M | 1.000 |
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórnej až po priemyselnú veľkosť.