Globoka evtektična topila za zelo učinkovito ekstrakcijo
Globoka evtektična topila (DES) in naravna globoka evtektična topila (NADES) ponujajo prednosti kot ekstrakcijo topila na številnih ravneh in so s tem obetavna alternativa konvencionalnim organskim topilom. Globoko evtektično topilo deluje odlično v kombinaciji z ultrazvočno ekstrakcijo in daje visoke donose vrhunskih kakovostnih izvlečke. Več o ultrazvočnem ekstrakciji z uporabo naravnih globokih evtektičnih topil.
Kako ultrasonication izboljša ekstrakcijo z globokimi evtektična topila?
Ultrazvočno ekstrakcijo tipa sonde z uporabo globokih evtektičnih topil in naravnih globokih evtektičnih topil lahko ponudi več prednosti za ekstrakcijo bioaktivnih spojin. Ena od glavnih prednosti je povečana učinkovitost ekstrakcije fenoličnih spojin in drugih fitokemikov iz naravnih virov. Globoka evtektična topila so znana po visoki učinkovitosti ekstrakcije, ki se lahko celo poveča z ultrazvočno podprto ekstrakcijo. Zaradi svoje nestrupenosti so odlična možnost topila za farmacevtske in živilske izdelke. Zaradi tega je ultrazvočna ekstrakcija z uporabo globokih evtektičnih topil zelena in trajnostna metoda za predelavo bioaktivnih spojin. Sinergetična uporaba ultrasonikacije z globokimi evtektičnimi topili je znanstveno dokazano povzročila večje donose različnih bioaktivnih spojin. Na splošno ultrazvočna ekstrakcija tipa sonde z uporabo globokih evtektičnih topil in naravnih globokih evtektičnih topil zagotavlja učinkovitejši in okolju prijaznejši pristop k pridobivanju bioaktivnih spojin.
Ultrazvočno ekstrakcijo z (naravnimi) globokimi evtektičnimi topili je zelo učinkovita metoda za vrhunske botanične izvleček. Slika prikazuje ultrazvočni procesor UP400St (400W) z 8L serije za botanično ekstrakcijo.
- visoko učinkovite
- hiter proces
- nestrupeno
- Natančno podan na specifično botanično
- Blagi pogoji obdelave
- Serija in način pretoka
- Enostavna in varna
- Okolju prijazno / biološko razgradljivo
- Reciklljivo
- Nevnetljivo
- poceni
- Preprosto dostopno
Kaj so globoka evtektična topila (DES)?
Globoka evtektična topila (DES) so mešanice vsaj enega sprejemnika vodikovih vezi (HBA) in enega darovalca vodikovih vezi (HBD), vključno s karboksilnimi kislinami in drugimi spojinami iz obnovljivih virov. Po podatkih Cai et al. (2019) je "močno medsebojno vezivanje vodika med HBA in HBD najpomembnejši dejavnik za nastanek DESs." [Cai et al. 2019]
Za dajalnike vodikovih vezi se pogosto uporabljajo spojine, kot so sladkorji, aminokisline, karboksinske kisline (npr. benzojska kislina, citronska kislina, sukcinska kislina) ali amini (npr. sečnina, benzamid). Kemični potencial interakcij donatorjev vodikovih vezi je glavni dejavnik, ki prispeva k nastanek in učinkovitost globokih evtektičnih topil. Halide soli, kot so holin klorid ali cinkov klorid, se lahko uporabljajo tudi v povezavi z dajalci vodikovih vezi. Druga globoka evtektična topila na osnovi kolinijevega klorida se oblikujejo z malonsko kislino, fenolom ali glicerinom. Zaradi močnih interakcij z vezanjem vodika se tališče globokih evtektičnih topil v primerjavi s posameznimi sestavinami bistveno zmanjša. V nasprotju s konvencionalnimi topili (npr. etanolom, metanolom, heksanom, butanom itd.) globoka evtektična topila so nestanovitna, kar pomeni, da imajo zelo nizek parni tlak in so zato komaj vnetljiva. Toksičnost globokih evtektičnih topil je nizka, njihova biološka razgradljivost je velika, potrebni predhodi pa so poceni, enostavno in obsežne ter tudi obnovljive.
Naravna globoka evtektična topila (NADES) so še bolj okolju prijazna, saj so vsi predhodniki izvirani iz naravnih virov. Globoka evtektična topila ponujajo tudi solventnost, ki temelji na kemiji topila in vrstah, ki se uporabljajo za ustvarjanje globokih evtektičnih topil. Nekatera naravna globoka evtektična topila imajo visoko viskoznost in zato niso ravno primerna za ekstrakcijo serije. Vendar pa lahko naravne globoke evtektična topila z višjimi viskoznostmi uspešno uporabimo kot topila pri ultrazvočnem pridobivanju pretoka.
Spodnja tabela prikazuje nekaj primernih sestav naravnih globokih evtektičnih topil (NADES) za ekstrakcijo fitokemikov:
| Sestava NADES | Molsko razmerje |
|---|---|
| Holin klorid:Mlečna kislina | 1:2 |
| Holin klorid:Citronska kislina:Voda | 1:1:2 |
| Holin klorid:Malic kislina:Voda | 1:1:2 |
| Holin klorid:vlažna kislina | 1:2 |
| Holin klorid: glicerol | 1:2 |
| Holin klorid:1,2-propanediol | 1:3 |
| Holin klorid:Sorbitol | 1:1 |
| Holin klorid:Glukoza:Voda | 2:1:1 |
| Holin klorid:Fruktoza:Voda | 2:1:1 |
| Holin klorid:Sečnina | 1:2 |
Kako ultrazvočno ekstrakcijo z globokimi evtektična topila deluje?
Ultrazvočno ekstrakcijo temelji na sonomehanskih učinkih visoke intenzivnosti, nizko frekvenčni ultrazvok. Za spodbujanje in pospeševanje ekstrakcije botaničnih spojin (npr. Bioaktivne substance) preko ultrasonikacije, ultrazvučni valovi visoke sile se spoje preko ultrazvočne sonde (imenovane i ultrazvočne rogove ali sonotrode) u tečni medij, to je sluša sačinjena u botaničkom surovini i (naravno) globoko eutektično otapanje. Ultrazvočni valovi potujejo skozi tekočino in ustvarjajo izmenično nizkotlačne / visokotlačne cikle. Med nizkotlačnimi cikli se ustvarijo minutni vakumski mehurčki (tako imenovani mehurčki kavitacije), ki rastejo v več tlačnih ciklih. V teh ciklih rasti mehurčkov, raztopljene plini v tekočini vstopajo v vakumski mehurček, tako da se vakumski mehurček spremeni v rastoče plinske mehurčke. Po rasti več ciklov, vakumski mehurčki dosežejo določeno velikost, pri kateri ne morejo absorbirati več energije, tako da med visokotlačno ciklom nasilno implodirajo. Za implozijo mehurčkov so značilne intenzivne kavitacialne sile, vključno z zelo visoko temperaturo in tlakom, ki dosega do 4000K oziroma 1000atm; ter ustreznih visokotemperaturnih in tlačnih razli čnin. Te ultrazvočno ustvarjene turbulence in ščipne sile razčlenijo rastlinske celice in sproščajo znotrajcelične bioaktivne spojine v (naravno) globoko evtektično topilo. Ultrazvočno ekstrakcijo odpira celično strukturo botanikov in se intenzivni prenos mase med rastlinskim materialom in topilom. Sonication s tem spodbuja učinkovitost naravnih globokih evtektičnih topil. Ultrazvočna ekstrakcija z (naravnimi) globokimi evtektičnimi topili ima izjemno visoke donose v zelo kratkem času obdelave.
Močni ultrazvočni valovi motijo celično strukturo botanikov, sproščajo bioaktivne spojine in spodbujajo prenos mase med rastlinskimi materiali in topilom (npr. globoka evtektična topila).
Kombinacija ultrazvočne ekstrakcije z (naravnimi) globokimi evtektičnimi topili vam daje priložnost združiti proces intenzivne moči ultrazvoka z izjemnimi topilnimi učinki in izjemno oblikovnostjo globokih evtektičnih topil. Zaradi vrhunske učinkovitosti ultrazvočne ekstrakcije, ultrazvočniki se uspešno uporabljajo tudi za ekstrakcijo vode.
Kontaktirajte nas zdaj, da izveste več o zmogljivi aplikaciji za ultrazvočno ekstrakcijo z uporabo globokih evtektičnih topil!
ultrazvočni citat UIP2000hdT (2kW) za proizvodnjo botaničnih ekstraktov
Ultrazvočni ekstraktorji visoke zmogljivosti za uporabo globokih evtektičnih topil
Ultrazvočna ekstrakcija je zanesljiva tehnologija obdelave, ki pospešuje in pospešuje izdelavo visokokakovostnih izvlečk iz različnih botaničnih kot tudi vseh topil. Ultrazvočna ekstrakcija je zelo združljiva z (naravnimi) globokimi evtektičnimi topili, ki so ugodna zaradi odlične topne moči, oblikovalnosti ekstrakta, trajnosti, biorazgradljivosti in okolju prijaznosti. Kombinacija procesne intenzivnosti ultrazvoka moči s prednostmi (naravnih) globokih evtektičnih topil daje temu procesu tehnologijo superiornost na številnih ravneh. Hielscher Ultrasonics portfolio zajema celoten razpon od kompaktnih laboratorijskih ultrazvočnikov do industrijskih sistemov za ekstrakcijo. Vsi so seveda primerni za ekstrakcijo z globokimi evtektičnimi topili.
Naše dolgotrajno izkušeno osebje vam bo pomagalo od testov izvedljivosti in optimizacije procesov do namestitve vašega ultrazvočnega sistema na končni ravni proizvodnje.
- visoko učinkovitost moč-ultrazvok
- visoko zanesljivost
- zelo visoko amplitudi
- delovanje v paketnem in načinu pretoka
- ponočljive / pomnoževalne rezultate
- 24/7/365 operacija
- robustnost
- pametna programska oprema
- Brskalnik Daljinski upravljalnik
- Prijaznost
- nizke zahteve za vzdrževanje
- varnost
V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:
| serija Volume | Pretok | Priporočena naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 00,1 do 20L | 00,2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L / min | UIP4000hdT |
| ni podatkov | 10 do 100L / min | UIP16000 |
| ni podatkov | večja | gruča UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Vprašajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljivost ultrazvočnih homogenizatorjev za mešanje aplikacij, disperzijo, emulgiranje in ekstrakcijo na lab, pilot in industrijske lestvice.
Literatura/reference
- Türker, D.A., Doğan, M. (2021): Application of deep eutectic solvents as a green and biodegradable media for extraction of anthocyanin from black carrots. LWT – Food Science and Technology, Volume 138, March 2021.
- Duygu Aslan Türker, Mahmut Doğan (2022): Ultrasound-assisted natural deep eutectic solvent extraction of anthocyanin from black carrots: Optimization, cytotoxicity, in-vitro bioavailability and stability. Food and Bioproducts Processing, Volume 132, 2022. 99-113.
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Optimization of ultrasound-assisted extraction of valuable compounds from fruit of Melia azedarach with glycerol-choline chloride deep eutectic solvent. Sustainable Chemistry and Pharmacy, Volume 29, 2022.
- Křížek, et al. (2018): Menthol-based Hydrophobic Deep Eutectic Solvents: Towards Greener and Efficient Extraction of Phytocannabinoids. Journal of Cleaner Production, 193, 2018. 391-396.
- Chemat F, et al. (2019): Review of Alternative Solvents for Green Extraction of Food and Natural Products: Panorama, Principles, Applications and Prospects. Molecules, vol.24, no.16, 2019. 3007.
- Lores, H.; Romero, Vanesa; Costas Mora, Isabel; Bendicho, Carlos; Lavilla, Isela (2016): Natural deep eutectic solvents in combination with ultrasonic energy as a green approach for solubilisation of proteins: application to gluten determination by immunoassay. Talanta 2017. 453-459.
- Cai, et al. (2019): Green Extraction of Cannabidiol from Industrial Hemp (Cannabis sativa L.) Using Deep Eutectic Solvents Coupled with Further Enrichment and Recovery by Macroporous Resin. Journal of Molecular Liquids, 2019.
Ultrazvočne visoke zmogljivosti! Hielscherjeva paleta izdelkov zajema celoten spekter od kompaktnega laboratorijskega ultrazvočnikatorja nad enotami na vrhu klopi do polnoindustrijskih ultrazvočnih sistemov.