Povečanje obsega procesov ultrazvočne ekstrakcije
Za povečanje proizvodnih zmogljivosti je treba ekstrakcijske procese razširiti na večje prostornine / večje zmogljivosti obdelave. Ekstrakcija s pomočjo ultrazvoka je zelo učinkovita metoda za izolacijo rastlinskih spojin iz rastlinskega materiala. Poleg tega je mogoče uporabo sonikacije linearno razširiti na večje prostornine. Z možnostjo obdelave rastlinskega materiala tako v šaržah kot v pretočnem načinu ultrazvočna ekstrakcija ponuja idealno postavitev za vsakega proizvajalca ekstraktov – od majhnega do zelo velikega obsega proizvodnje. Preberite več o preprostem in učinkovitem povečanju obsega ekstrakcije s pomočjo ultrazvoka!
Povečanje obsega ekstrakcije s pomočjo ultrazvoka
Večina ekstrakcijskih metod (npr. Soxhletova ekstrakcija, ekstrakcija s superkritičnim CO2 , maceracija) predstavlja ozko grlo pri načrtovanju povečanja proizvodnje rastlinskih ekstraktov. Uporaba ultrazvočne ekstrakcije preprečuje, da bi povečanje proizvodnje postalo Ahilova peta podjetja. V nadaljevanju izveste, kako je mogoče ekstrakcijo s pomočjo ultrazvoka linearno razširiti na poljuben obseg proizvodnje.
Povezava med povečanjem obsega in procesnimi parametri: Konvencionalne ekstrakcijske tehnike za uvedbo večjega ekstrakcijskega sistema za povečanje proizvodnje zahtevajo drage raziskave, ki terjajo veliko dela in časa, saj se številni dejavniki obdelave spremenijo in jih ni mogoče linearno prilagoditi večji zmogljivosti obdelave. To pomeni, da je treba številne procesne parametre določiti na novo, kakovosti ekstraktov, dosežene v manjših ekstrakcijskih postavitvah, pa pri večjem obsegu proizvodnje pogosto ni mogoče doseči.
Prednost ultrazvočne ekstrakcije je njena povsem linearna razširljivost. Ta linearna razširljivost omogoča ohranitev vseh pomembnih procesnih parametrov, kot so amplituda, temperatura, tlak, izpostavljenost ultrazvoku (čas) in razmerje topilo:trdna snov. Povečanje obsega procesa ultrazvočne ekstrakcije na večje prostornine zahteva večjo površino sonotrode. To pomeni, da je obseg mogoče povečati z uporabo zmogljivejšega ultrazvočnega procesorja z večjo sonotrodo (ultrazvočno sondo / rogom) ali z vzporedno namestitvijo več ultrazvočnih ekstraktorjev.
Preberite več o ultrazvočnih procesorjih Hielscher za laboratorij in proizvodnjo!
Ultrazvočna ekstrakcija v šaržnem načinu se večinoma uporablja za majhen do srednje velik obseg proizvodnje. Slika prikazuje industrijski ultrazvočni ekstraktor UIP1000hdT, ki lahko deluje v šaržnem in pretočnem (linijskem) načinu.
Procese ultrazvočne ekstrakcije je mogoče linearno razširiti na poljubno proizvodno zmogljivost. Ultrazvočni ekstraktorji lahko delujejo v šaržnem in linijskem načinu.
Primeri scenarijev povečanja obsega ultrazvočne obdelave
V postavitvi z neprekinjenim pretokom lahko na primer povečate obseg ekstrakcije rastlinskih snovi z vzporedno namestitvijo 3x 2kW ultrazvočnih ekstraktorjev UIP2000hdT (kar zahteva 3 sonotrode in 3 pretočne celice). S tem dobite moč ultrazvočne obdelave 6kW.
Namesto tega lahko namestite en sam 6kW ultrazvočni procesor UIP6000hdT, ki je opremljen z eno samo veliko sondo in večjim reaktorjem s pretočno celico.
Prednosti vzporedne postavitve več ultrazvočnih ekstraktorjev sta redundanca in prilagodljivejša uporaba (npr. sočasna ekstrakcija iz različnih surovin, saj lahko vsak ultrazvočni procesor obdeluje drug rastlinski material). Ta model povečanja obsega je priročen tudi, če že imate en tip ultrazvočnega procesorja; dodajanje ene ali več naprav istega modela je priročno in lahko zmanjša vaše naložbene stroške.
Naložba v en večji ultrazvočni ekstraktor je še posebej primerna, kadar se naenkrat proizvajajo večje količine istega ekstrakta. En sam večji ultrazvočni procesor je primernejši tudi za namestitev v prostorsko omejenem obratu.
Kako pristopiti k povečanju obsega ultrazvočne ekstrakcije
Za učinkovit in gospodaren ekstrakcijski proces je treba optimizirati procesne parametre. Optimizacija je dosežena, ko je proces nastavljen na največjo zmogljivost obdelave ob najmanjšem vnosu energije, hkrati pa se dosega ciljna kakovost ekstrakta. V optimiziranem ultrazvočnem procesu se poraba energije, čas obdelave in stroški dela zmanjšajo do točke, pri kateri se še vedno dosegata največji izkoristek in najvišja kakovost končnega izdelka.
Optimizacija ultrazvočnega procesa poteka s preizkušanjem različnih kombinacij parametrov in postopnim zoževanjem izbora do optimalnih parametrov za vašo surovino. Splošne empirične vrednosti se običajno uporabljajo kot izhodišče, ki pomaga hitro doseči idealno nastavitev za posamezen primer. Preizkuse za optimizacijo ultrazvočnega procesa je mogoče izvajati na majhnih prostorninah, kar pomaga zmanjšati obseg dela, prihrani material in omogoča razmeroma hitro pridobitev želenih rezultatov.
Hielscher Ultrasonics ima dobro opremljen tehnični center in laboratorij. Naš obrat ima poleg celotnega nabora laboratorijskih in industrijskih ultrazvočnih procesorjev za šaržno in linijsko sonikacijo tudi napredne analizne naprave za celovito vrednotenje rezultatov. Naše dobro usposobljeno osebje z dolgoletnimi izkušnjami (in univerzitetno izobrazbo) vam bo z veseljem pomagalo pri optimizaciji procesa – za vas bo izvedlo ultrazvočne preizkuse in/ali vam svetovalo glede najprimernejših postavitev ultrazvočnega procesa.
Povečanje obsega z ultrazvočnimi ekstraktorji Hielscher: hitro, zanesljivo in učinkovito
Odpravite ozko grlo ekstrakcije s sonikacijo!
Ne glede na to, ali želite povečati svojo proizvodno zmogljivost v šaržnem načinu ali v načinu z neprekinjenim pretokom (linijskem načinu), ima Hielscher Ultrasonics idealen ultrazvočni procesor in dodatno opremo za večje proizvodne zmogljivosti. Pomagamo vam tudi pri prehodu s šaržne ekstrakcije na linijski proces.
Stopite v stik z nami zdaj! Z veseljem se bomo pogovorili o vaših proizvodnih potrebah ter vam posredovali tehnične specifikacije, podrobna navodila za povečanje obsega ultrazvočne ekstrakcije in ustrezne predloge!
Za prvo okvirno orientacijo spodnja tabela podaja približne zmogljivosti obdelave naših ultrazvočnih procesorjev:
| Prostornina šarže | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 0,3 do 60L | 0,6 do 12L/min | >UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | večji | sklop naprav UIP16000 |
Stopite v stik z nami! / Vprašajte nas!
Sondni ultrazvočni procesor UIP1000hdT z mešalom za proizvodnjo rastlinskih ekstraktov, kot so kanabinoidi (npr. CBD, THC, CBG)
UIP4000hdT – zmogljiv ultrazvočni ekstraktor z močjo 4000 vatov za proizvodnjo rastlinskih ekstraktov v industrijskem obsegu.
Literatura / reference
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
Hielscher Ultrasonics izdeluje visokozmogljive ultrazvočne homogenizatorje od laboratorijskih do industrijskih velikosti.