Ekstraktimi me ultratinguj me tretës eutektikë të thellë

Tretësit eutektikë të thellë (DES) dhe tretësit eutektikë të thellë natyrorë (NADES) janë mjedise ekstraktimi të fuqishme, të përshtatshme sipas nevojës dhe miqësore me mjedisin për materiale bimore, ushqime, produkte nutraceutike, kozmetikë dhe përbërës farmaceutikë. Sonikatorët Hielscher me sondë intensifikojnë ekstraktimin me DES duke përshpejtuar transferimin e masës, duke shpërbërë strukturat qelizore bimore dhe duke përmirësuar depërtimin e tretësit – edhe kur punohet me sisteme tretësish viskozë, si NADES me bazë gliceroli.

Pavarësisht nëse po vlerësoni formulime tretësish në laborator, po optimizoni parametrat e ekstraktimit për një përbërje fitokimike të caktuar apo po e rritni shkallën e procesit deri në prodhim të vazhdueshëm në linjë, ekstraktorët me ultratinguj Hielscher ofrojnë kontroll të riprodhueshëm të amplitudës, funksionim të qëndrueshëm 24/7 dhe përpunim që mund të shkallëzohet nga mililitra deri në prurje industriale.

Pse prodhuesit e ekstrakteve zgjedhin Hielscher për ekstraktimin me DES

• Efikasitet më i lartë i ekstraktimit për polifenolet, flavonoidet, kanabinoidet, terpenet, antocianinat dhe përbërje të tjera bioaktive
• Ekstraktim më i shpejtë krahasuar me macerimin konvencional dhe ekstraktimin me tretës në rezervuar me përzierje
• I pajtueshëm me DES, NADES, glicerinë, ujë, etanol dhe sisteme me përzierje tretësish
• Përpunim efektiv i tretësve me viskozitet të lartë duke përdorur sonikim me sondë me amplitudë të lartë
• Konfigurime për përpunim me lote, me riqarkullim dhe me rrjedhje të vazhdueshme
• Kontroll i saktë i amplitudës, energjisë së futur, temperaturës dhe kohës së procesit
• Rritje e lehtë e shkallës nga testimi i realizueshmërisë deri te prodhimi pilot dhe prodhimi i plotë industrial

Pse sonikimi përmirëson ekstraktimin me DES dhe NADES

Ekstraktimi me ultratinguj me sondë duke përdorur tretës eutektikë të thellë dhe tretës eutektikë të thellë natyrorë mund të ofrojë disa përparësi për ekstraktimin e përbërjeve bioaktive. Një nga përparësitë kryesore është efikasiteti më i lartë i ekstraktimit të përbërjeve fenolike dhe përbërjeve të tjera fitokimike nga burimet natyrore. Tretësit eutektikë të thellë njihen për efikasitetin e lartë të ekstraktimit, i cili mund të rritet edhe më tej me ekstraktimin e asistuar me ultratinguj. Për shkak të jotoksicitetit të tyre, ata janë një zgjedhje shumë e mirë si tretës për produktet farmaceutike dhe ushqimore. Kjo e bën ekstraktimin me ultratinguj duke përdorur tretës eutektikë të thellë një metodë ekologjike dhe të qëndrueshme për rikuperimin e përbërjeve bioaktive. Është vërtetuar shkencërisht se përdorimi sinergjik i sonikimit me tretës eutektikë të thellë sjell rendimente më të larta të përbërjeve të ndryshme bioaktive. Në përgjithësi, ekstraktimi me ultratinguj me sondë duke përdorur tretës eutektikë të thellë dhe tretës eutektikë të thellë natyrorë ofron një qasje më efikase dhe më miqësore me mjedisin për ekstraktimin e përbërjeve bioaktive.

Ekstraktimi i antocianinave me ultratinguj me DES

Antocianinat janë pigmente natyrore dhe antioksidantë të çmuar që gjenden te karotat e zeza, frutat e pyllit, rrushi, misri vjollcë dhe materiale të tjera bimore. Tretësit eutektikë të thellë janë shumë të përshtatshëm për ekstraktimin e antocianinave, sepse rrjeti i tyre i lidhjeve hidrogjenore mund të përshtatet me kërkesat për polaritet dhe qëndrueshmëri të këtyre përbërjeve ngjyruese. Kur kombinohet me sonikimin me sondë, ekstraktimi me DES bëhet ndjeshëm më efikas: kavitacioni tejzanor shpërbën strukturat qelizore bimore, përmirëson depërtimin e tretësit dhe përshpejton çlirimin e antocianinave në mjedisin e ekstraktimit. Një studim mbi antocianinat e karotave të zeza duke përdorur sonikatorin UP400St tregon se DES me bazë kloruri koline, veçanërisht kur kombinohen me ekstraktimin e asistuar me ultratinguj, mund të ofrojnë një alternativë të qëndrueshme dhe efektive ndaj ekstraktimit konvencional me etanol ose metanol të acidifikuar. (shih Türker et al., 2021)

Ekstraktimi i polifenoleve me ultratinguj me DES

Polifenolet, përfshirë flavonoidet, acidet fenolike dhe përbërjet antioksiduese të lidhura me to, janë molekula të rëndësishme të synuara gjatë ekstraktimit të materialeve bimore, ushqimore, nutraceutike dhe kozmetike. Tretësit eutektikë të thellë me bazë gliceroli janë veçanërisht tërheqës për rikuperimin e polifenoleve, sepse polariteti dhe aftësia e tyre për të formuar lidhje hidrogjenore mbështesin tretjen e përbërjeve fenolike. Ultratingulli i aplikuar me sondë e intensifikon më tej procesin duke rritur transferimin e masës, duke zvogëluar kohën e ekstraktimit dhe duke përmirësuar kontaktin ndërmjet DES dhe matricës bimore.
Një studim kërkimor përdori një DES gliceroli–acetati të amonit për ekstraktim të asistuar me ultratinguj, me parametra të optimizuar si temperatura, përqendrimi i DES dhe amplituda e ultratingujve. Rezultati tregoi se ekstraktimi me ultratinguj me DES mundësoi rikuperimin efikas të fenoleve totale, flavonoideve dhe aktivitetit antioksidues nga frutat e Melia azedarach, duke dëshmuar potencialin e ekstraktimit me ultratinguj duke përdorur DES si një metodë ekologjike ekstraktimi për përpunimin industrial të materialeve bimore. (shih Jamshed et al., 2022)

Çfarë janë tretësit eutektikë të thellë (DES)?

Tretësit eutektikë të thellë (DES) janë përzierje të të paktën një pranuesi të lidhjes hidrogjenore (HBA) dhe një dhuruesi të lidhjes hidrogjenore (HBD), përfshirë acidet karboksilike dhe përbërje të tjera të rinovueshme. Sipas Cai et al. (2019), “bashkëveprimi i fortë përmes lidhjeve hidrogjenore ndërmjet HBA dhe HBD është faktori më i rëndësishëm për formimin e DES.” [Cai et al. 2019]
Si dhurues të lidhjes hidrogjenore përdoren shpesh përbërje të tilla si sheqernat, aminoacidet, acidet karboksilike (p.sh., acidi benzoik, acidi citrik, acidi sukcinik) ose aminat (p.sh., ureja, benzamidi). Potenciali i bashkëveprimit kimik të dhuruesve të lidhjes hidrogjenore është faktori kryesor që kontribuon në formimin dhe efikasitetin e tretësve eutektikë të thellë. Kripërat halogjenure, si kloruri i kolinës ose kloruri i zinkut, mund të përdoren gjithashtu së bashku me dhuruesit e lidhjes hidrogjenore. Tretës të tjerë eutektikë të thellë me bazë kloruri koline formohen me acid malonik, fenol ose glicerinë. Si rezultat i bashkëveprimeve të forta përmes lidhjeve hidrogjenore, pika e shkrirjes së tretësve eutektikë të thellë ulet ndjeshëm në krahasim me përbërësit e tyre individualë. Ndryshe nga tretësit konvencionalë (p.sh., etanoli, metanoli, heksani, butani etj.), tretësit eutektikë të thellë janë jo të avullueshëm, që do të thotë se kanë një trysni avulli shumë të ulët dhe për këtë arsye ndizen me vështirësi. Toksiciteti i tretësve eutektikë të thellë është i ulët, biodegradueshmëria e tyre është e lartë dhe pararendësit e nevojshëm kanë kosto të ulët, janë lehtësisht të disponueshëm në sasi të bollshme dhe janë të rinovueshëm.
Tretësit eutektikë të thellë natyrorë (NADES) janë edhe më miqësorë me mjedisin, pasi të gjithë pararendësit përftohen nga burime natyrore. Tretësit eutektikë të thellë ofrojnë gjithashtu një aftësi tretëse të rregullueshme sipas vetive kimike të substancës së tretur dhe llojeve kimike të përdorura për të krijuar tretësit eutektikë të thellë. Disa tretës eutektikë të thellë natyrorë shfaqin viskozitet të lartë dhe për këtë arsye nuk janë shumë të përshtatshëm për ekstraktim me tufa. Megjithatë, tretësit eutektikë të thellë natyrorë me viskozitete më të larta mund të përdoren me sukses si tretës në ekstraktimin me ultratinguj me rrjedhje përmes reaktorit.

Tabela më poshtë paraqet disa shembuj të përbërjes së tretësve eutektikë të thellë natyrorë (NADES) për ekstraktimin e fitokimikateve:

Si funksionon ekstraktimi me ultratinguj me tretës eutektikë të thellë?

Ekstraktimi me ultratinguj bazohet në efektet sonomekanike të ultratingujve me intensitet të lartë dhe frekuencë të ulët. Për të nxitur dhe intensifikuar ekstraktimin e përbërjeve bimore (d.m.th., substancave bioaktive) nëpërmjet sonikimit, valët e ultratingujve me fuqi të lartë transmetohen përmes një sonde ultrasonike (të quajtur gjithashtu bri ultrasonik ose sonotrodë) në mjedisin e lëngshëm, d.m.th. në suspensionin e përbërë nga lënda e parë bimore dhe tretësi eutektik i thellë (natyror). Valët e ultratingujve përhapen nëpër lëng dhe krijojnë cikle të alternuara me presion të ulët / presion të lartë. Gjatë cikleve me presion të ulët krijohen flluska shumë të vogla vakumi (të ashtuquajturat flluska kavitacioni), të cilat rriten gjatë disa cikleve të presionit. Gjatë këtyre cikleve të rritjes së flluskave, gazet e tretura në lëng hyjnë në flluskën e vakumit, kështu që flluskat e vakumit shndërrohen në flluska gazi që zmadhohen. Pas rritjes gjatë disa cikleve, flluskat e vakumit arrijnë një madhësi të caktuar në të cilën nuk mund të përthithin më energji, prandaj shemben vrullshëm nga brenda gjatë një cikli me presion të lartë. Shembja e flluskave karakterizohet nga forca intensive kavitacioni, duke përfshirë temperaturë dhe presion shumë të lartë që arrijnë përkatësisht deri në 4000K dhe 1000atm; si dhe diferenca përkatëse të mëdha të temperaturës dhe presionit. Këto turbulenca dhe forca prerëse të krijuara nga ultratingujt shpërbëjnë qelizat bimore dhe çlirojnë përbërjet bioaktive brendaqelizore në tretësin eutektik të thellë (natyror). Ekstraktimi me ultratinguj hap strukturën qelizore të materialeve bimore dhe intensifikon transferimin e masës ndërmjet materialit bimor dhe tretësit. Në këtë mënyrë, sonikimi rrit efikasitetin e tretësve eutektikë të thellë natyrorë. Ekstraktimi me ultratinguj me tretës eutektikë të thellë (natyrorë) jep rendimente jashtëzakonisht të larta brenda një kohe shumë të shkurtër përpunimi.

Valët e ultratingujve me fuqi të lartë shpërbëjnë strukturën qelizore të materialeve bimore, çlirojnë përbërjet bioaktive dhe nxisin transferimin e masës ndërmjet materialit bimor dhe tretësit (p.sh., tretësve eutektikë të thellë).

Kombinimi i ekstraktimit me ultratinguj me tretës eutektikë të thellë (natyrorë) ju jep mundësinë të ndërthurni fuqinë e ultratingujve për intensifikimin e procesit me efektet e spikatura tretëse dhe mundësinë e jashtëzakonshme të përshtatjes së formulimit të tretësve eutektikë të thellë. Falë efikasitetit superior të ekstraktimit me ultratinguj, sonikatorët përdoren me sukses edhe për ekstraktimin me ujë.
Na kontaktoni tani për të mësuar më shumë rreth zbatimit të fuqishëm të ekstraktimit me ultratinguj duke përdorur tretës eutektikë të thellë!

Ekstraktues me ultratinguj për ekstraktimin me DES në laborator, në shkallë pilot dhe në industri

Ekstraktimi me ultratinguj është një teknologji e besueshme përpunimi, e cila lehtëson dhe përshpejton prodhimin e ekstrakteve me cilësi të lartë nga materiale të ndryshme bimore, si dhe me çdo tretës. Ekstraktimi me ultratinguj është shumë i pajtueshëm me tretësit eutektikë të thellë (natyrorë), të cilët janë të favorshëm falë fuqisë së tyre të shkëlqyer tretëse, mundësisë së përshtatjes së formulimit sipas ekstraktit, qëndrueshmërisë, biodegradueshmërisë dhe vetive miqësore me mjedisin. Kombinimi i intensifikimit të procesit nga ultratingujt me fuqi të lartë me përparësitë e tretësve eutektikë të thellë (natyrorë) i jep kësaj teknologjie përpunimi epërsi në shumë nivele. Portofoli i Hielscher Ultrasonics mbulon të gjithë gamën, nga sonikatorët kompaktë laboratorikë deri te sistemet industriale të ekstraktimit. Të gjithë janë sigurisht të përshtatshëm për ekstraktimin me tretës eutektikë të thellë.
Stafi ynë me përvojë shumëvjeçare do t’ju ndihmojë nga testet e fizibilitetit dhe optimizimi i procesit deri te instalimi i sistemit tuaj me ultratinguj në shkallën përfundimtare të prodhimit.