Glicerin kot topilo za ultrazvočno ekstrakcijo
Glicerin ali glicerol se lahko uporablja izključno (100%) ali kot mešanica glicerina in vode ali etanola za botanično ekstrakcijo. Spoznajte prednosti uporabe glicerina kot ekstrakcijskega topila v procesih ultrazvočne obdelave.
Botanična ekstrakcija glicerina z uporabo ultrazvočnega razbijanja
Botanična ekstrakcija je temeljni proces v analitični kemiji, biokemiji in raziskavah naravnih proizvodov, katerih cilj je izolacija specifičnih sestavin iz kompleksnih zmesi. Tradicionalne metode ekstrakcije, kot sta maceracija ali Soxhletova ekstrakcija, pogosto zahtevajo dolg čas obdelave in uporabo organskih topil, kar lahko predstavlja tveganje za okolje in zdravje. V zadnjem desetletju je ultrazvočna ekstrakcija nadomestila tradicionalne tehnike ekstrakcije, kot so maceracija, Soxhlet in ekstrakcija topil, saj je ultrazvočna ekstrakcija učinkovitejša, hitrejša, učinkovitejša in okolju prijaznejša. Poleg teh prednosti ultrazvočne ekstrakcije, ta tehnika omogoča uporabo topila po izbiri. Ultrazvočni ekstraktorji lahko celo ravnajo s čistim rastlinskim glicerinom kot topilo.
UP400ST ultrazvočni homogenizator za ekstrakcijo zelišč z uporabo glicerina kot topila.
Rastlinski glicerin je idealno topilo za ekstrakcijo zaradi svojih nestrupenih, nedražilnih lastnosti in sposobnosti ohranjanja stabilnosti in moči občutljivih bioaktivnih spojin. Tako čisti glicerin kot mešanice glicerina in vode so koristna topila za proizvodnjo izvlečkov za dodatke in nutracevtike, ekstrakte okusov, aditive za živila in kozmetiko.
Kako delujejo ultrazvočni aparati za ekstrakcijo?
Sonikatorji, ki se uporabljajo za botanično ekstrakcijo, uporabljajo moč intenzivnega ultrazvoka. Preko ultrazvočne sonde se ultrazvok visoke intenzivnosti prenaša v topilo, kjer se pojavijo številni kavitacijski mehurčki. Hitro nastajanje in propad mikroskopskih kavitacijskih mehurčkov ustvarja strižne sile in intenzivno vznemirjanje, lokalizirane visoke temperature in tlake. Te sonomehanske sile učinkovito motijo celične stene in olajšajo sproščanje znotrajceličnih spojin. Ta ultrazvočno intenzivna tehnika ekstrakcije ponuja več prednosti, vključno s skrajšanim časom ekstrakcije, povečanim donosom in sposobnostjo obdelave termolabilnih snovi brez znatne razgradnje.
Rastlinski glicerin kot ekstrakcijsko topilo
Rastlinski glicerin, brezbarvna, brez vonja in viskozna tekočina, pridobljena iz rastlinskih olj, je splošno priznana po svojih lastnostih topil. Je netoksičen, biološko razgradljiv in ima odlično topnost za široko paleto organskih spojin. Rastlinski glicerin kot topilo ponuja več prednosti v primerjavi s tradicionalnimi organskimi topili:
- Varnost in vpliv na okolje: Glicerin je netoksičen in okolju benigni, zaradi česar je boljša izbira za zeleno kemijo.
- Živilska in farmacevtska kakovost: Rastlinski glicerin je na voljo v živilski in farmacevtski kakovosti. Ker je glicerin brez alkohola, užiten in sladkega okusa, je cenjeno topilo za izvlečke, namenjene za hrano in farmacevtske izdelke. Za kozmetiko je glicerin zaradi svojih mehčalnih lastnosti dobro cenjeno topilo.
- Topnost: Lahko raztopi hidrofilne in hidrofobne snovi, s čimer razširi obseg ekstrahiranih spojin.
- Stabilnost: Glicerin je kemično stabilen, kar pomaga ohranjati celovitost občutljivih spojin med ekstrakcijo.
Ultrazvočni aparat UIP1000hdT za botanično ekstrakcijo.
Protokol: Ultrazvočna ekstrakcija iz zeliščnih listov v glicerin
V tem protokolu vas vodimo skozi korake ultrazvočne ekstrakcije bioaktivnih spojin iz zeliščnih listov v čisti glicerin. Komplementarni videoposnetek si lahko ogledate zgoraj, da dobite vizualni vtis o postopku ultrazvočne ekstrakcije.
Potrebuješ:
- sveža ali posušena zelišča
- 100% rastlinski glicerin
- sondni sonikator, npr. UP400St s sonotrodo S24d22L2D
- Steklena čaša
- steklenica iz temnega stekla za shranjevanje
Navodila po korakih
- Zeliščne liste narežemo na majhne koščke (približno 5x5mm).
- Zeliščne liste položite v stekleno čašo.
- Dodajte glicerin. Zelišča lahko namočite nekaj minut.
- Vstavite sondo sonikatorja v čašo. Centrirajte sondo na sredini čaše in se prepričajte, da se sonotrode ne dotika sten posode.
- Amplitudo nastavite na 100% in začnite ultrazvočno razbijanje.
- Spremljajte temperaturo s temperaturnim senzorjem, ki je priložen UP400St.
- Ko se temperatura dvigne nad temperaturo, ki je ne želite prekoračiti, lahko zaustavite sonikator, da se glicerinska gnojevka ohladi. Temperaturno omejitev lahko nastavite v meniju UP400St. Poleg tega lahko stekleno čašo postavite v ledeno kopel.
- Sonicate za skupni vnos energije približno 200-250 Ws / g. (Ciljni vnos energije lahko nastavite v meniju UP400ST in vseh digitalnih Hielscher sonicatorjev.)
- Po ultrazvočni obdelavi odstranite izčrpan rastlinski material iz glicerina s filtracijo. Uporabite lahko cedilo, filtrirni papir ali krpo za sir. Da bi olajšali filtracijo viskoznega glicerina, uporabite vakuumsko filtracijo.
Odpravljanje težav in nasveti:
Hladnejši je glicerin, višja je njegova viskoznost. Zelo viskozne tekočine zahtevajo močnejši sonikator. 400-vatni zmogljiv sonicator UP400St suvereno ravna s 100% glicerinom pri sobni temperaturi. Če uporabljate sonikator z manjšo močjo, lahko uporabite mešanico glicerina in vode (npr. 50:50 % v/v).
Za hladen glicerin, industrijski sonikator, kot je 1000-vatni ultrazvočni procesor UIP1000hdT, je idealen za obdelavo visoko viskoznih topil.
Glicerin (glicerol) lahko ohrani celovitost bioaktivnih spojin v kombinaciji s svojo nestrupeno in biološko razgradljivo naravo, zaradi česar je privlačno topilo za farmacevtsko, kozmetično in živilsko industrijo. V kombinaciji z blagimi pogoji ekstrakcije ultrazvočne ultrazvočne izvlečke glicerina kažejo odlično kakovost in biološko uporabnost. Postopek ultrazvočne razbijanje zagotavlja najvišjo učinkovitost, kar ima za posledico visoke donose, krajši čas ekstrakcije in nizke stroške obdelave! Uporabite topilo po vaši izbiri, dosežete odlične izkoristke ekstrakcije in vrhunsko kakovost ekstrakta s Hielscher sonicatorji!
Protokol: Ekstrakcija fitokemikalij iz korenine encijana
Praktična uporaba mešanic glicerina in vode pri ultrazvočni botanični ekstrakciji je dokazana v izolaciji fitokemikalij, kot je amarogentin iz korenine encijana v 50% glicerinu z uporabo Hielscher UP200Ht sonicatorja. Korenina encijana vsebuje grenke aromatične spojine, ki so zanimive v industriji hrane in pijače, pa tudi v tradicionalni medicini.
Amarogentin ponuja vrednost grenkobe, ki jo ima 58.000.000 in ga najdemo v koncentraciji 0,15% v korenini encijana. Za grenkobo encijana je značilen čist okus. Grenke spojine korenine encijana, ki ponujajo visoko moč, so cenjene kot močna spojina okusa.
Navodila po korakih za ultrazvočno ekstrakcijo korenine encijana z uporabo glicerina kot topila
Uporaba mešanice glicerina in vode v kombinaciji z visoko zmogljivim zvočnim aparatom UP200Ht ima za posledico visok donos ekstrahiranih fitokemikalij. Blagi pogoji glicerina zagotavljajo, da občutljive spojine ostanejo stabilne skozi celoten proces.
Glicerin in njegove mešanice z vodo ali etanolom zagotavljajo vsestranske možnosti topil za ultrazvočno botanično ekstrakcijo. Kljub izzivom, ki jih predstavlja visoka viskoznost glicerina, lahko napredna oprema za ultrazvočno razbijanje kot Hielscher UP200Ht učinkovito ravna s temi topili in zagotavlja učinkovito ekstrakcijo dragocenih fitokemikalij. Sposobnost prilagajanja sestave topila in izkoriščanja moči ultrazvočnih valov naredi ultrazvočno podprto ekstrakcijo močno tehniko za izolacijo bioaktivnih spojin iz rastlinskih materialov.
Ultrazvočno asistirana ekstrakcija v glicerinu
Kombinacija ultrazvočnih zvočnih sond z rastlinskim glicerinom kot topilom predstavlja močan pristop k ekstrakciji. Mehanski učinki ultrasonication povečujejo prenos mase in izboljšujejo učinkovitost glicerina pri raztapljanju ciljnih spojin. Ta kombinacija je še posebej učinkovita za ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz rastlinskih materialov, kot so polifenoli, alkaloidi in eterična olja.
Aplikacije za ultrazvočno botanično ekstrakcijo v glicerinu
Ta tehnika ekstrakcije ima obetavne aplikacije na različnih področjih:
- Farmacevtskih izdelkov: Izolacija aktivnih farmacevtskih sestavin iz zdravilnih rastlin.
- Živilska industrija: Ekstrakcija naravnih arom, barvil in antioksidantov.
- Kozmetika: Proizvodnja bioaktivnih spojin za nego kože in lepotne izdelke.
- globoka evtektična topila Zaradi nizkih stroškov, visoke razpoložljivosti, nestrupene narave, nevnetljivosti in nehlapnosti so globoka evtektična topila na osnovi glicerola in glicerola idealna za ultrazvočno ekstrakcijo polifenolov, ki ponujajo zelo trajnostno rešitev.
- visoka učinkovitost
- Najsodobnejša tehnologija
- Zanesljivost & Robustnosti
- nastavljiv, natančen nadzor procesa
- Serije & Inline
- za poljubno količino
- Inteligentna programska oprema
- pametne funkcije (npr. programabilno, podatkovno protokoliranje, daljinski upravljalnik)
- enostaven in varen za uporabo
- nizko vzdrževanje
- CIP (čiščenje na mestu)
Projektiranje, izdelava in svetovanje – Kakovost izdelana v Nemčiji
Hielscher ultrazvočni aparati so znani po svojih najvišjih standardih kakovosti in oblikovanja. Robustnost in enostavno upravljanje omogočata nemoteno integracijo naših ultrazvočnih aparatov v industrijske objekte. Težke pogoje in zahtevna okolja zlahka obvladajo Hielscher ultrasonicatorji.
Hielscher Ultrasonics je podjetje s certifikatom ISO in daje poseben poudarek visoko zmogljivim ultrazvočnim aparatom z najsodobnejšo tehnologijo in prijaznostjo do uporabnika. Seveda so Hielscher ultrazvočni aparati skladni s CE in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 0.5 do 1.5 ml | n.a. | VialTweeter |
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Sonicator MSR-4 s 4x 4kW ultrazvočnimi sondami (skupna ultrazvočna moč 16kW) za industrijsko ekstrakcijo bioaktivnih spojin.
Literatura / Reference
- 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.
- Jamshaid, S., Ahmed, D. & Aydar, A. Y. (2022): Ultrasound-assisted extraction optimization of polyphenols, flavonoids, and antioxidant compounds from fruit of Melia azedarach using a glycerol-based green deep eutectic solvent. Journal of Food Processing and Preservation, 46, e16657.
- Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
- 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.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti o glicerinu
Kaj je glicerin? Glicerin, znan tudi kot glicerol, je trivalentni alkohol z visoko topnostjo v vodi in higroskopičnostjo. Zaradi tega je vsestransko topilo v različnih aplikacijah. Viskoznost rastlinskega glicerina je približno 1400 centipoise pri 20 ° C. Glicerin je netoksičen, biološko razgradljiv in ga je mogoče reciklirati. Proizvaja se iz obnovljivih virov, zaradi česar je okolju prijazno topilo. Ker je glicerin poceni in zelo dostopen, se pogosto uporablja v različnih panogah. Ker je nevnetljiv in nehlapen, je glicerin varen pri ravnanju in skladiščenju.
Glicerin je topen v vodi, etanolu in metanolu, kar povečuje njegovo uporabnost kot topilo v različnih kemičnih procesih.
Za katere aplikacije se glicerin uporablja kot topilo?
Glicerin je cenjen zaradi svoje raznolike uporabe v živilski in kozmetični industriji. Uporaba glicerina kot topila je ena od njegovih močnih uporab, saj ponuja kemijske lastnosti in visoko vsestranskost kot topilo.
V kozmetiki in medicini: V kozmetiki in medicini se glicerin običajno uporablja kot mehčalec v kremah in gelnih formulacijah. Deluje kot topilo za številne slabo topne snovi in povečuje njihovo biološko uporabnost. Učinkovitost glicerina v teh aplikacijah izhaja iz njegove kemične narave kot trivalentnega alkohola, ki daje visoko topnost v vodi in higroskopičnost.
V hrani in pijači: Glicerin ima več vlog v industriji hrane in pijače. Deluje kot vlažilno sredstvo, topilo in sladilo, ki prispeva k ohranjanju živil. Uporablja se tudi kot polnilo v komercialno pripravljenih živilih z nizko vsebnostjo maščob, kot so piškotki, in kot zgoščevalno sredstvo v likerjih.
Lastnosti poliolov: Glicerin, poliol (sladkorni alkohol), je priznan kot netoksičen, biološko razgradljiv in ga je mogoče reciklirati. Proizvaja se iz obnovljivih virov in deluje kot polarno protično topilo zaradi svoje trihidrične alkoholne strukture. Zaradi tega je zelo hidrofilna in topna v vodi, etanolu in metanolu.
Sotopilo za ekstrakcijo vode: Glicerin je učinkovito sotopilo za postopke ekstrakcije vode, ki je še posebej znan zaradi svoje učinkovitosti pri pridobivanju polifenolnih ekstraktov.
Kakšna je vloga glicerina pri ultrazvočni ekstrakciji?
Glicerin, znan tudi kot glicerol, je brezbarvna, brez vonja, viskozna tekočina, ki se pogosto uporablja kot topilo pri botaničnih ekstrakcijah. Zaradi svojih edinstvenih lastnosti je še posebej primeren za ekstrakcijo občutljivih fitokemikalij, ki se lahko razgradijo v težjih pogojih. Ta sposobnost glicerina, da ohrani celovitost bioaktivnih spojin, v kombinaciji s svojo nestrupeno in biološko razgradljivo naravo, je privlačno topilo za farmacevtsko, kozmetično in živilsko industrijo. Medtem ko se čisti glicerin pogosto uporablja kot topilo za ekstrakcijo, se zmeša tudi z vodo ali etanolom v različnih razmerjih.
Mešanice glicerina in vode: Mešanje glicerina z vodo zmanjša viskoznost raztopine, kar poveča njeno učinkovitost kavitacije med ultrazvočno ekstrakcijo. Tipična zmes je lahko sestavljena iz 50% glicerina in 50% vode, kar uravnava viskoznost in učinkovitost topil. Ta kombinacija je še posebej učinkovita za ekstrakcijo spojin, kot so grenka sredstva iz korenine encijana, kot je dokazano v ultrazvočnih procesih.
Mešanice glicerina in etanola: Dodajanje etanola glicerinu ustvari mešanico topil z nižjo viskoznostjo in izboljšanimi lastnostmi topil. Etanol, ki je dobro topilo za številne fitokemikalije, pomaga pri učinkovitejši ekstrakciji spojin, medtem ko glicerinska komponenta zagotavlja stabilnost in biokompatibilnost končnega ekstrakta.
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.