Ultrasonication Outcompetes Druge metode ekstrakcije po hitrosti
Hiter postopek ultrazvočne ekstrakcije in iz tega izhajajo prihranki časa pri proizvodnji ekstraktov so ena od številnih prednosti ultrazvočno ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz rastlin. Ultrazvočno ekstrakcijo so znanstveno primerjali z alternativnimi tehnikami ekstrakcije, kot so superkritična ekstrakcija CO2, maceracija, toplotni refluks, Soxhlet, ali mikrovalovna ekstrakcija in rezultati raziskav dokazujejo pomembno prednost ultrasonikacije glede hitrosti ekstrakcije in donosa.
Ultrasonication kot hitro ekstrakcijo postopek
Ultrazvočno ekstrakcija bioaktivnih spojin je dobro znana po svojih visokih donosih, visokokakovostnih izvlečkom, kratkem času ekstrakcije, nizki porabi energije in zmožnosti dela z zelo blagimi topili. Vsi ti dejavniki prispevajo k izjemni splošni učinkovitosti ultrazvočnega pridobivanja bioaktivnih sestavin iz rastlinskih materialov.
Spodaj lahko najdete izbor znanstvenih raziskovalnih poročil, v katerih ultrazvočno ekstrakcijo (tudi ultrazvok-pomoč ekstrakcijo / UAE) so primerjali z drugimi tehnikami ekstrakcije, kot so maceracija, Soxhlet, toplotni refluks, nadkritični CO2in mikrovalovno ekstrakcijo.
ultrasonicator UP400St za hitro ekstrakcijo botanikov v paketnem načinu
| Vloga za ekstrakcijo | Ultrazvočni čas ekstrakcije | Čas alternativne metode ekstrakcije | Dodatne informacije | Izvir |
|---|---|---|---|---|
| Antocijanin ekstrakcija iz mirtle jagode | 5 min | 15 min Mikrovalovna |
ultrasonicator UP200S | Gonzalez et al., 2019 |
| Boldo pustite ekstrakcijo | 5-30 min | 15-90 min Maceracijo |
ultrazvočni uIP1000hdT "Vidimo, da je od 5 do 30 min sonikacije donos enak donosu konvencionalne maceracije na 15 do 90 min: UAE zahteva tretjino časa za ekstrakcijo topnega materiala listja v običajni maceraciji." |
Petigny et al., 2013 |
| Ekstrakcija skupnih fenolov in flavonoidov iz žebljene | 11 min | 30 min konvencionalno ekstrakcijo z vodnim kopalkam pri 60ºC |
Ultrazvočni ekstraktorji UP100H, UP400S |
Dent et al., 2015 |
| Ekstrakcija polifenolov iz oljčnega listja | 21 min | 60min konvencionalno ekstrakcijo toplote in refluksa |
Ultrasonicator UP400S | Dobrinčić et al., 2020 |
| Ekstrakcija bioaktivnih fenoličnih snovi iz listja Malva sylvestris | 49 min 48°C pri 110W |
5 h ekstrakcija vznemirjenega ležišča pri 150 vrt/min |
ultrasonicator UP200S Analiza HPLC je pokazala, da se je koncentracija bioaktivnih fenoličnih snovi znatno povečala (p≺0,05) pod optimalnim UAE Pogoji. |
Bimakr et al., 2017 |
| Ekstrakcija lipidov iz zimske melone (Benincasa hispida) Seme | ∼36 min | Superkritično ekstrakcijo ogljikovega dioksida v kombinaciji s tehniko zamaha tlaka (SCE-PST) (∼50 min), nadkritično CO2 (∼97 min) in konvencionalno ekstrakcijo Soxhlet (∼360 min) | primerjava nadkritičnega ogljikovega dioksida (sCO2), ekstrakcija z ultrazvoki (UAE) ekstrakcija nadkritičnega ogljikovega dioksida v kombinaciji s tehniko zamaha tlaka (SCE-PST) in Ekstrakcija Soxhlet kaže, da je UAE najučinkovitejša in najučinkovitejša tehnika ekstrakcije. | Bimakr et al. (2015) |
primerjava nadkritičnega ogljikovega dioksida (sCO2), ekstrakcija z ultrazvoki (UAE) ekstrakcija nadkritičnega ogljikovega dioksida v kombinaciji s tehniko zamaha tlaka (SCE-PST) in ekstrakcija soxhlet kaže, da UAE je najučinkovitejša in najučinkovitejša tehnika ekstrakcije.
- Visoka učinkovitost ekstrakcije
- Nadstandardni donosi ekstrakcije
- hiter proces
- Nizke temperature
- Primerno za ekstrakcijo termolabilnih spojin
- Združljiv s katero koli topilo
- Majhna poraba energije
- Zelena tehnika ekstrakcije
- Enostavno in varno delovanje
- Nizki naložbeni in operativni stroški
- 24/7 operacija v težkih tovornih
Ultrazvočni ekstraktorji visoke zmogljivosti za ekspresno izolacijo spojin
Hielscherjeva najmotejša ultrazvočna oprema omogoča hitro ekstrakcijo visokokakovostnih bio-molekul iz rastlin. Popoln nadzor nad procesnimi parametri, kot so amplituda, temperatura, tlak in vnos energije, omogočajo najučinkoviteje in najlažje pogoje ekstrakcije, ki proizvajajo neškodovane, visoko bioaktivne izvlečke. Optimizacija ultrazvočnih ekstrakcij parametrov, kot so velikost delcev surovin, tip topila, razmerje med trdnimi in topili, in čas ekstrakcije je mogoče optimizirati za najvišjo učinkovitost in najboljše splošne rezultate. Ker je ultrazvočna ekstrakcija metoda netermalne ekstrakcije, se lahko toplotni razgraditvi bioaktivnih sestavin izognemo, kar ima za posledico vrhunsko kakovost ekstrakta.
Na splošno prednosti, kot so visok donos, kratek čas ekstrakcije, nizka temperatura ekstrakcije in zmanjšane zahteve za topilo, naredijo sonication prednostno metodo ekstrakcije.
Ultrasoniction outcompetes mikrovalovno pečico v antocijanin ekstrakcija iz mirtle jagode. Sonication je trikrat hitrejši od ekstrakcije mikrovalovno pečico.
Primerjava ultrazvočnih vs konvencionalnih z vodno kopel shaker kaže bistveno skrajšan čas ekstrakcije za skupne fenole in flavonoidi iz kadilja, ko se uporablja ultrazvok ekstrakcija. Ultrazvočno ekstrakcijo zahteva le tretjino časa ekstrakcije z vodno kopel shaker.
Ultrazvočno ekstrakcijo: ustanovljena v laboratoriju in industriji
Ultrazvočno ekstrakcijo se široko uporablja za ekstrakcijo vseh vrst bioaktivnih spojin iz botaničnih, gliv, alg, bakterij in sesalcev celic. Ultrazvočna ekstrakcija je bila vzpostavljena kot preprosta, stroškovno učinkovita in zelo učinkovita, ki se odlično odlikuje od drugih tradicionalnih tehnik ekstrakcije z višjimi donosi ekstrakcije in krajšim trajanjem obdelave.
Z laboratorijem, bench-top in popolnoma industrijskimi ultrazvočnimi sistemi, ki so lahko na voljo, je ultrazvočna ekstrakcija dandanes dobro uveljavljena in zaupanja tehnološka. Hielscher ultrazvočni ekstraktorji so nameščeni po vsem svetu v industrijskih predelovalnih obratih za proizvodnjo živil- in farmacevtskih bioaktivnih spojin.
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
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- 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.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Dejstva je treba vedeti
Delovno načelo ultrazvočne ekstrakcije
Ultrazvočna ekstrakcija je široko uporabljena metoda za izoliranje in ločevanje bioaktivnih komponent od rastlinskih materialov. Ker je ultrazvočni postopek ekstrakcije združljiv z vsako vrsto topila, je mogoče postopek ultrazvočnega ekstrakcije optimalno zasnovati glede bioaktivnih spojin (torej ciljnih spojin), njihove polarnosti, topnosti, toplotne občutljivosti in drugih dejavnikov. Pri prilagajanju postopka sonikacije posebej določenim spojitvam ali različnim spojitvam se lahko izbere najbolj idealna nastavitev, da se pridobi izvleček izredno visoke kakovosti.
Ultrazvočni valovi, ki se spojijo v tekočino ali blato, ustvarjajo intenzivne vibracije in akustično kavitacijo. Akustična alias ultrazvočna kavitacija je določena z lokalno pojavlja izredno visokotlačne razlikovanja, štrleče sile in tekoča letala. Te sile lomijo celične stene, motijo rastlinskih celic in intenzivni prenos mase med celično notranjostjo in topilom. Zato se bioaktivne sestavine učinkovito sproščajo v okoliško topilo, od koder se lahko ciljne molekule zlahka izolira in prečisti (npr. z izhlapevanje rotorja, parno destilacijo ali HPLC).
Ultrazvočno ekstrakcijo iz rastlinskih celic: mikroskopski prečna sekcija (TS) kaže mehanizem delovanja med ultrazvočno ekstrakcijo iz celic (povečava 2000x)
[vir: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljivost ultrazvočnih homogenizatorjev iz laboratorij do industrijske velikosti.