Ekstraktim shumë efikas me ujë duke përdorur ultratinguj me fuqi të lartë

Ekstraktimi me ujë i përbërjeve bimore (p.sh., ekstraktimi me ujë të ftohtë ose të nxehtë, ekstraktimi me ujë nën presion dhe ekstraktimi me ujë nënkritik) mund të përmirësohet në mënyrë efikase nëpërmjet trajtimit me ultratinguj. Ekstraktimi me ujë i asistuar nga ultratingujt jo vetëm që jep rendimente më të larta dhe shkurton kohën e përpunimit, por sjell edhe konsum më të ulët të energjisë, kushte më të buta ekstraktimi dhe ekstrakte me cilësi të lartë krahasuar me teknikat konvencionale të ekstraktimit. Ekstraktimi me ujë me ultratinguj përdoret me sukses për ekstraktimin e shumë përbërjeve me prejardhje bimore, përfshirë alkaloidet, flavonoidet, glikozidet, përbërjet fenolike dhe polisakaridet.

Ekstraktimi i përbërjeve bioaktive me ujë me ultratinguj

Uji është tretësi më polar, gjë që e bën atë një tretës shumë të mirë për përbërjet polare. Për shkak të natyrës së tij jotoksike dhe miqësore ndaj mjedisit, uji do të ishte tretësi ideal për çdo ekstrakt bimor. Megjithatë, përbërësit më pak polarë dhe jopolarë treten pak ose nuk treten fare në ujë. Gjithashtu, pa ndonjë nxitje të transferimit të masës, procesi i ekstraktimit në ujë do të ishte jashtëzakonisht i ngadaltë dhe, për rrjedhojë, joekonomik. Ultratingujt me intensitet të lartë dhe frekuencë të ulët janë një teknikë shumë efikase ekstraktimi, e cila siguron përzierje dhe transferim intensiv të masës. Prandaj, ekstraktimi me ultratinguj njihet mirë për avantazhet e rëndësishme që ofron kundrejt metodave konvencionale të ekstraktimit. Këto avantazhe përfshijnë rendimente më të larta, përpunim të shpejtë, kalime shumë të shpejta nga një ngarkesë te tjetra, si dhe ekstraktim të vazhdueshëm në linjë, përdorimin e tretësve ekologjikë, kushte të buta ekstraktimi që ruajnë përbërjet e ekstraktit, siguri gjatë funksionimit dhe rritje të lehtë të kapacitetit të përpunimit për prodhim komercial. (krh. Zabot et al., 2021)

Ekstraktimi me ujë të nxehtë i përmirësuar nga trajtimi me ultratinguj

Parametrat që përcaktojnë ekstraktimin e përbërjeve bimore gjatë ekstraktimit me ujë janë temperatura, koha, presioni dhe sipërfaqja e materialit bimor. Një ekstrakt me ujë të nxehtë mund të përgatitet brenda një kohe relativisht të shkurtër për shkak të temperaturës së lartë të ujit.
Zgjidhja: Rendimenti dhe shpejtësia e ekstraktimit mund të rriten ndjeshëm kur zbatohet përzierja me ultratinguj. Vetëm uji i nxehtë ka aftësi të kufizuar për të shpërbërë strukturat qelizore dhe temperaturat e larta shpesh dëmtojnë ose shkatërrojnë përbërjet termolabile, duke cenuar kështu cilësinë e ekstraktit. Kur ekstraktimi me ultratinguj kombinohet me ekstraktimin me ujë të nxehtë, temperatura mund të ulet në mënyrë drastike (p.sh. nga 100°C në 50°C), gjë që parandalon degradimin termik të përbërësve bimorë të ekstraktuar, rrit rendimentin e përgjithshëm dhe kursen energji. Kavitacioni ultrasonik është parimi që qëndron në themel të dukurisë së ekstraktimit me ultratinguj. Kavitacioni ultrasonik (ose akustik) përbëhet nga forca thjesht mekanike, të cilat çajnë muret qelizore, çlirojnë përbërjet e synuara dhe përmirësojnë transferimin e masës midis brendësisë së qelizës dhe ujit (tretësit). Kështu, ekstraktimi me ujë me ultratinguj siguron rezultate të shkëlqyera ekstraktimi.

Ekstraktimi me ujë të ftohtë i përmirësuar nga trajtimi me ultratinguj

Ekstraktimi me ujë të ftohtë (infuzioni me ujë të ftohtë) është dukshëm më joefikas, pasi shmanget përdorimi i ujit të nxehtë. Uji i ftohtë ose në temperaturën e dhomës nuk i ekstrakton shumë mirë përbërjet bimore, pasi uji i ftohtë depërton vërtet ngadalë në materialin bimor dhe transferimi i masës është pothuajse i papërfillshëm. Avantazhi i ekstraktimit me ujë të ftohtë qëndron në shmangien e çdo rritjeje të temperaturës, duke parandaluar kështu degradimin termik të përbërjeve të ndjeshme ndaj nxehtësisë. Megjithatë, dinamika shumë e dobët e ekstraktimit e bën ekstraktimin konvencional me ujë të ftohtë të pazbatueshëm për prodhim komercial. Për këtë arsye, infuzioni me ujë të ftohtë përdoret pothuajse ekskluzivisht në fazën eksperimentale për shkak të ngadalësisë dhe joefikasitetit të tij.
Zgjidhja: Me përfshirjen e trajtimit me ultratinguj në ekstraktimin me ujë të ftohtë, ngadalësia dhe joefikasiteti i njomjes në ujë të ftohtë mund të kapërcehen lehtësisht. Ekstraktimi me ujë të ftohtë i intensifikuar me ultratinguj mundëson ruajtjen e temperaturave të ulëta të ekstraktimit, ndërkohë që në mjedisin e ngurtë–lëng transmetohen forca prerëse intensive. Si rezultat i mekanizmit të ekstraktimit me ultratinguj, muret qelizore hapen dhe përbërjet bimore çlirohen me shpejtësi në ujë. Ekstraktimi dhe infuzioni me ujë të ftohtë me ndihmën e ultratingujve e shndërrojnë njomjen në të ftohtë në një proces shumë efikas, që jep rendimente të larta dhe ekstrakte me cilësi të lartë brenda një kohe të shkurtër ekstraktimi.

Ekstraktimi me ujë nën presion i kombinuar me trajtimin me ultratinguj

Ekstraktimi me ultratinguj karakterizohet nga mikropërzierja, e cila, përmes dridhjeve, nxit difuzion më të madh të tretësit brenda grimcës dhe nga brendësia e grimcës drejt sipërfaqes, duke intensifikuar transferimin e masës. Për më tepër, trajtimi me ultratinguj zvogëlon madhësinë e grimcave të materialit qelizor, gjë që përmirëson efektet e ekstraktimit me lëng nën presion të asistuar me ultratinguj. Grimcat më të vogla, prej afërsisht 0,68 mm, japin rendimente më të larta sesa grimcat më të mëdha (afërsisht 1,05 mm), pasi një sipërfaqe më e madhe mundëson rritje të ndjeshme të transferimit të masës dhe, rrjedhimisht, përmirësim të rendimenteve të ekstraktimit. (shih Zabot et al., 2021)

Ekstraktim efikas me ujë të ftohtë nën presion me ultratinguj me fuqi të lartë

Nën presion të lartë, depërtimi i ujit të ftohtë në indet bimore lehtësohet dhe përbërjet fitokimike të tretshme në ujë treten pa shkaktuar zbërthim termik. Metoda e ekstraktimit me ujë të ftohtë nën presion të lartë mund të kombinohet me ultratinguj për izolim më të mirë të përbërësve bimorë polarë dhe jopolarë. Uji, si tretës jotoksik, i lirë dhe miqësor me mjedisin, është një alternativë tërheqëse ndaj tretësve organikë, veçanërisht kur bëhet fjalë për prodhimin e ushqimeve, produkteve terapeutike dhe suplementeve ushqimore me prejardhje bimore.
Për ekstraktimin me ujë të ftohtë nën presion të intensifikuar me ultratinguj, një sondë ultrasonike (sonotrodë) integrohet në rezervuarin e ekstraktimit ose në qelizën e rrjedhjes. Rezervuari ose qeliza e rrjedhjes zakonisht vihet nën presion midis 5 dhe 100 barg, në varësi të përbërjeve të synuara të ekstraktit. Hielscher Ultrasonics furnizon madje edhe reaktorë industrialë ultrasonikë dhe qeliza rrjedhjeje të përshtatura sipas kërkesave, të cilët mund të vihen nën presion deri në 300barg, duke mundësuar vendosjen e presionit optimal për procesin tuaj të ekstraktimit.
 

Ekstraktimi me ujë superkritik i përmirësuar me sonikim

Ekstraktimi me ujë nënkritik i përmirësuar me ultratinguj është një tjetër teknikë sinergjike, ku ultratingujt e fuqishëm përmirësojnë transferimin e masës ndërmjet fazës së ngurtë dhe asaj të lëngët. Ekstraktimi me ujë nënkritik (SWE) – i njohur edhe si ekstraktim me ujë të nxehtë nën presion ose ekstraktim me ujë të mbinxehur – është një teknikë më pak e përdorur për ekstraktimin e përbërjeve bimore me polaritet më të ulët. Në ekstraktimin me ujë nënkritik, uji në gjendjen e tij superkritike përdoret si tretës.
Çfarë është uji nënkritik dhe pse është ai një tretës i mirë për ekstraktimin e përbërjeve bimore më pak polare? “Uji zotëron shumë veti termodinamike që ndikohen ndjeshëm nga temperatura dhe presioni. Në varësi të kushteve, mund të ndryshohen gjendja e tij fizike (e ngurtë, e lëngët ose e gaztë), sjellja termike, dendësia ose viskoziteti. Duke rritur temperaturën dhe presionin përtej një pike të njohur si pika kritike (e përcaktuar në 221 bar dhe 374 °C), uji mund të arrijë gjendjen superkritike. Në kushte nënkritike, që u korrespondojnë temperaturave ndërmjet 100°C dhe temperaturës kritike (374°C) dhe presioneve ndërmjet 1 bar dhe presionit kritik (221 bar) për të shmangur avullimin, polariteti i ujit ulet; kjo e bën ujin një tretës më të mirë për ekstraktimin e përbërjeve të ndryshme organike bioaktive.” (Li and Chemat, 2019)
Kur ultratingujt kombinohen me ekstraktimin me ujë nënkritik, efikasiteti i ekstraktimit mund të përmirësohet duke rritur rendimentin e ekstraktit dhe duke shkurtuar kohën e ekstraktimit. Për rezultate optimale, presioni në reaktorin e mbyllur nën presion për përpunim me tufa ose në reaktorin me qelizë rrjedhjeje duhet të arrijë të paktën dyfishin e presionit të avullit të ujit. (Një tabelë të presionit të avullit të ujit mund ta gjeni në fund të kësaj faqeje.)
Huang et al. (2010) hulumtuan efektet në ekstraktim të ultratingujve me frekuencë të ulët dhe fuqi të lartë, të kombinuar me ekstraktimin me ujë nënkritik. Për këtë qëllim, një sondë ultrasonike lidhet me kazanin e pajisjes së ekstraktimit me ujë nënkritik për të ekstraktuar vaj të avullueshëm nga Lithospermum erythrorhizon. Rezultatet treguan se efekti përmirësues i asistuar nga ultratingujt në 20 KHz ishte më i mirë se ai në 36 KHz dhe rritej me fuqinë në dalje (nga 0 në 250 W). Rendimenti i ekstraktimit me ujë nënkritik u rrit nga 1,87% në 2,39% nëpërmjet lëkundjeve ultrasonike (250 W, 20 KHz), në një temperaturë prej 160°C dhe një presion prej 5 MPa, gjatë një procedure ekstraktimi 25-minutëshe. Trajtimi me ultratinguj mund të përmirësonte jo vetëm rendimentin e ekstraktimit, por edhe shpejtësinë e ekstraktimit, duke kursyer kështu kohë.
Ekstraktimi me ujë nënkritik i asistuar nga ultratingujt mund të kryhet në presione më të ulëta (p.sh., 5barg) sesa ekstraktimi konvencional me ujë nënkritik (p.sh., 10MPa), gjë që kursen kostot e energjisë dhe e bën procedurën e ekstraktimit më të sigurt.

Përparësitë e ekstraktimit të përbërjeve bimore me ultratinguj

Si kërkimet shkencore, ashtu edhe zbatimi industrial tregojnë se ekstraktimi i asistuar nga ultratingujt është një teknikë e besueshme dhe e lehtë për t’u përdorur, e cila nuk kërkon njohuri teknike paraprake apo trajnim intensiv. Efikasiteti shumë i lartë i ekstraktimit, rendimentet e larta, kostot e ulëta të operimit, si dhe kostot e ulëta të investimit (veçanërisht kur krahasohen me teknika të tjera, si ekstraktuesit me CO₂ ) dhe kostot e ulëta të energjisë janë përparësitë kryesore të ekstraktuesve ultrasonikë me sondë.
Përfitime të mëtejshme, që e bëjnë teknologjinë e ekstraktimit me ultratinguj metodën e parapëlqyer, janë ekstraktet me cilësi të lartë falë temperaturave të ulëta të ekstraktimit, rezultatet e besueshme (përsëritshmëria / riprodhueshmëria), shkallëzimi plotësisht linear në çdo nivel prodhimi, si dhe nevoja e ulët për mirëmbajtje.
„Përparësi të tjera që lidhen me përdorimin e ekstraktimit ultrasonik me sondë janë trajtimi i lehtë i ekstraktit, kryerja e shpejtë, mungesa e mbetjeve, rendimenti i lartë, respektimi i mjedisit, cilësia e përmirësuar dhe parandalimi i degradimit të ekstraktit.”
(cf. Chemat and Khan, 2011)

Konfigurimi i pajisjeve të ekstraktimit për izolimin e përbërjeve bimore: Ultrasonikatori i tipit sondë UP400St, filtër me vakum Büchi dhe avullues rrotullues për ekstraktimin e përbërjeve fitokimike.

Ultrasonikatorë me performancë të lartë për ekstraktimin me ujë

Ekstraktorët e Hielscher Ultrasonics janë të konsoliduar në fushën e ekstraktimit të përbërjeve bimore, pavarësisht nga tretësi i përdorur. Prodhuesit e ekstrakteve – si prodhuesit më të vegjël të ekstrakteve ekskluzive për tregje të specializuara, ashtu edhe prodhuesit masivë në shkallë të gjerë – gjejnë në gamën e gjerë të pajisjeve të Hielscher pajisjet ideale të ekstraktimit me ultratinguj për kërkesat e tyre të prodhimit. Konfigurimet e proceseve si me lote, ashtu edhe me rrjedhje të vazhdueshme në linjë janë lehtësisht të disponueshme dhe mund të dërgohen drejtpërdrejt nga stoku. Duke qenë i përshtatshëm për përdorim me çdo tretës, ekstraktimi me ultratinguj mund të zbatohet me fleksibilitet për ekstraktimin e çdo materiali bimor. Përdorimi i ujit si tretës mundëson prodhimin e ekstrakteve të certifikuara si organike pa përdorur etanol “organik” tepër të shtrenjtë. (Sigurisht, materiali bimor duhet të jetë kultivuar në mënyrë organike për të prodhuar një ekstrakt organik me ujë).

Ekstraktim me efikasitet të lartë me Hielscher Ultrasonics

Ekstraktorët me ultratinguj të Hielscher shpërbëjnë me efikasitet qelizat bimore, rrisin sipërfaqen e materialit bimor për depërtimin e tretësit dhe shtojnë transferimin e masës për çlirimin e përbërjeve fitokimike (metabolitëve dytësorë). Të projektuar për lehtësi përdorimi, ekstraktorët e Hielscher instalohen shpejt dhe mund të përdoren në mënyrë të sigurt dhe intuitive.

Përmbushja e standardeve më të larta të cilësisë – Projektuar dhe prodhuar në Gjermani

Pjesët fizike të sofistikuara dhe programet inteligjente të ultrasonikatorëve të Hielscher janë projektuar për të garantuar rezultate të besueshme të ekstraktimit me ultratinguj nga lënda juaj e parë bimore, me rezultate të riprodhueshme dhe përdorim të lehtë e të sigurt. Qëndrueshmëria, besueshmëria, funksionimi 24/7 me ngarkesë të plotë dhe përdorimi i thjeshtë nga këndvështrimi i punonjësit janë faktorë të tjerë cilësie që i bëjnë ultrasonikatorët e Hielscher të parapëlqyeshëm.
Ekstraktorët e Hielscher Ultrasonics përdoren në mbarë botën për ekstraktimin me cilësi të lartë të përbërjeve fitokimike. Me aftësi të provuar për të përftuar përbërje bimore me cilësi të lartë, ekstraktorët me ultratinguj të Hielscher përdoren jo vetëm nga prodhuesit më të vegjël artizanalë të ekstrakteve të veçanta dhe ekskluzive, por kryesisht në prodhimin industrial të ekstrakteve gjerësisht të disponueshme në treg, suplementeve ushqimore dhe produkteve terapeutike. Falë pjesëve të tyre fizike të qëndrueshme dhe programeve inteligjente, procesorët me ultratinguj të Hielscher mund të përdoren dhe monitorohen lehtësisht.

Regjistrimi automatik i të dhënave

Për të përmbushur standardet e prodhimit të ushqimeve, suplementeve ushqimore dhe produkteve terapeutike, proceset e prodhimit duhet të monitorohen dhe regjistrohen në hollësi. Pajisjet digjitale me ultratinguj të Hielscher Ultrasonics ofrojnë regjistrim automatik të të dhënave. Falë këtij funksioni inteligjent, të gjithë parametrat e rëndësishëm të procesit, si energjia e ultratingujve (energjia totale dhe neto), temperatura, presioni dhe koha, ruhen automatikisht në një kartë SD të integruar sapo pajisja të ndizet. Monitorimi i procesit dhe regjistrimi i të dhënave janë të rëndësishëm për standardizimin e vazhdueshëm të procesit dhe cilësinë e produktit. Duke hyrë në të dhënat e procesit të regjistruara automatikisht, mund të rishikoni ciklet e mëparshme të trajtimit me ultratinguj dhe të vlerësoni rezultatin.
Një tjetër funksion që lehtëson përdorimin është kontrolli në distancë nëpërmjet shfletuesit i sistemeve tona digjitale me ultratinguj. Nëpërmjet kontrollit në distancë me shfletues, mund ta nisni, ndaloni, rregulloni dhe monitoroni procesorin tuaj me ultratinguj nga kudo.
Dëshironi të mësoni më shumë rreth përparësive të ekstraktimit me ujë të materialeve bimore me ndihmën e ultratingujve? Na kontaktoni tani për të diskutuar procesin tuaj të prodhimit të ekstrakteve bimore! Stafi ynë me përvojë të gjerë do t’ju japë me kënaqësi më shumë informacion rreth ekstraktimit me ultratinguj, sistemeve tona me ultratinguj dhe çmimeve!

Tabela më poshtë ju jep një ide të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikatorëve tanë:

Informacion teknik për ekstraktimin me ujë të asistuar nga ultratingujt

Metodat konvencionale të ekstraktimit, si macerimi, infuzioni, perkolimi, dekoksioni, ekstraktimi me refluks, distilimi me avull, sublimimi dhe presimi, përdoren zakonisht për nxjerrjen e përbërjeve mjekësore nga bimët. Disavantazhet e këtyre metodave përfshijnë procesin që kërkon shumë kohë, pastërtinë e dobët dhe efikasitetin e ulët.

Parametrat e procesit që ndikojnë në ekstraktimin ultrasonik

Ekstraktimi i asistuar nga ultratingujt njihet për veçoritë dhe avantazhet e tij unike, të cilat e bëjnë sonikimin teknikën superiore të ekstraktimit në krahasim me metodat konvencionale të ekstraktimit të përbërjeve bimore. Një avantazh i madh i ekstraktimit të asistuar nga ultratingujt qëndron në mundësinë e përshtatjes së saktë të faktorëve të përpunimit ultrasonik (si amplituda, koha, temperatura, presioni), gjë që lejon rregullimin optimal të procesit ultrasonik sipas përbërjes së synuar. Çdo material bimor ka parametra idealë ekstraktimi, në të cilët arrihen rendimenti, cilësia dhe shpejtësia më e mirë e ekstraktimit. Procesi i ekstraktimit ultrasonik mundëson përshtatjen e përkryer të këtyre kushteve optimale të ekstraktimit.

Amplituda ultrasonike

Amplituda është zhvendosja lëkundëse e sondës ultrasonike (sonotrodës). Sa më e lartë të jetë amplituda, aq më intensive janë lëkundja dhe kavitacioni në lëngun që i nënshtrohet sonikimit. Hielscher Ultrasonics është e specializuar në sonikatorë me sondë me performancë të lartë, të cilët mund të ofrojnë amplituda të rregullueshme me saktësi. Sondat e përshtatura sipas kërkesave, të cilat mund të ofrojnë amplituda deri në 200µm gjatë funksionimit të vazhdueshëm 24/7, janë të disponueshme menjëherë nga stoku. Edhe për amplituda më të larta mund të prodhohen lehtësisht sonotroda ultrasonike të përshtatura sipas kërkesave.
Amplituda është një nga parametrat më të rëndësishëm – në mos më i rëndësishmi – për ekstraktimin efikas të bimëve. Amplitudat e larta krijojnë forcat e nevojshme për të çarë muret qelizore dhe për të çliruar materialin brendaqelizor. Kjo e bën sonikimin me performancë të lartë kaq të efektshëm në ekstraktimin e përbërjeve bimore.

Koha / Kohëzgjatja e trajtimit ultrasonik

Ekstraktimi i asistuar nga ultratingujt zakonisht zgjat shumë më pak se metodat tradicionale, pasi sonikimi çliron përbërjet bimore me shpejtësi ekstraktimi dukshëm më të larta. Sonikimi mundëson procedura më të shkurtra ekstraktimi, gjë që i mbron përbërjet e ekstraktuara nga përpunimi i tepërt. Përpunimi më i shkurtër falë ultratingujve nënkupton kapacitet më të lartë përpunimi dhe cilësi më të lartë të ekstraktit.

Trajtimi ultrasonik me impulse

Pulsimi ultrasonik është një mënyrë trajtimi në të cilën trajtimi me ultratinguj ndërpritet nga cikle të përcaktuara pushimi (p.sh. cikël pune 50%: 30 sek. AKTIV, 30 sek. JOAKTIV; cikël pune 100%: sonikim i vazhdueshëm pa pushime). Cikli i punës së ultratingujve (i njohur edhe si mënyra me impulse ose ciklet e pulsimit ultrasonik) i referohet përqindjes së kohës gjatë së cilës ultratingujt transmetohen në mjedis (kohëzgjatja e impulsit) brenda një periudhe të impulsit. Për shembull, një mënyrë funksionimi me cikël 50% do të ishte 30 sek. AKTIV, 30 sek. JOAKTIV. Gjatë fazës së pushimit të një cikli pune, lëngu që i nënshtrohet sonikimit kthehet për një kohë të përcaktuar (p.sh. 30 sek.) në një gjendje të patrazuar, gjë që ndihmon shpërndarjen e nxehtësisë për të ruajtur temperaturën e synuar të përpunimit. Cikli i punës së sonikimit ka më pak rëndësi për efikasitetin e ekstraktimit, por përdoret për të ruajtur një temperaturë të caktuar të procesit.

Presioni hidrostatik

Presioni është një tjetër parametër shumë i rëndësishëm për proceset ultrasonike. Ushtrimi i presionit hidrostatik mbi mjedisin që i nënshtrohet sonikimit ndikon në intensitetin e kavitacionit. Në kushte presioni të rritur, intensiteti i kavitacionit ultrasonik (akustik) shtohet. Hielscher Ultrasonics ofron lloje të ndryshme reaktorësh ultrasonikë për përpunim me tufa dhe qelizash rrjedhjeje, të cilat mund të vihen nën presion për rezultate më intensive të sonikimit.

Temperatura e ekstraktimit

Si çdo trajtim mekanik, trajtimi me ultratinguj shkakton rritje të temperaturës, gjë që është në përputhje me ligjin e 2-të të termodinamikës. Megjithatë, trajtimi me ultratinguj është një teknikë trajtimi jotermik, pasi trajtimet e asistuara me ultratinguj bazohen në forca thjesht mekanike (të quajtura edhe forca sonomekanike). Temperatura e ekstraktimit gjatë ekstraktimit me ultratinguj mund të kontrollohet në mënyrë efikase dhe të mbahet brenda një intervali të caktuar të përzgjedhur të temperaturës. Të gjithë procesorët digjitalë me ultratinguj të Hielscher janë të pajisur me një sensor temperature që lidhet me prizë dhe një softuer inteligjent, në të cilin mund të caktohet një interval i caktuar temperature për procesin. Sa herë që tejkalohet ky interval temperature, pajisja me ultratinguj ndalon përkohësisht derisa temperatura të jetë sërish brenda intervalit të përzgjedhur dhe më pas vazhdon automatikisht procedurën e sonikimit. Kjo veçori inteligjente e pajisjeve me ultratinguj të Hielscher mundëson një proces sonikimi të kontrollueshëm me saktësi dhe rezultate ideale.
Meqenëse temperatura e ekstraktimit mund të ndryshojë sipas përbërjeve bimore dhe bimës, temperatura është një faktor i rëndësishëm që nuk duhet neglizhuar gjatë optimizimit të procesit me ultratinguj. Për shembull, u konstatua se 80°C ishte temperatura ideale për të arritur rendimentin maksimal të flavonoideve nga Sophora flavescens, ndërsa rezultatet më të mira për ekstraktimin e arabinoksilanit nga krundet e grurit u arritën në 50°C.

Përdorni çfarëdo tretësi për ekstraktimin me ultratinguj

Përbërjet e ndryshme bimore kanë polaritete të ndryshme, të cilat ndikojnë në tretshmërinë e tyre në tretës të ndryshëm. Për shembull, saponinat dhe polisakaridet janë më polare dhe, për rrjedhojë, kanë tretshmëri të mirë në ujë, pasi uji është shumë polar. Nga ana tjetër, përbërjet fenolike si antocianinat dhe acidi klorogjenik janë mjaft jopolare dhe prandaj treten më mirë në një tretës më pak polar, si etanoli. Kështu, zgjedhja e tretësit duhet të bëhet në përputhje me tretshmërinë e përbërjeve të synuara, në mënyrë që të arrihet efikasitet i lartë i ekstraktimit. Për shembull, uji është një tretës i mirë për ekstraktimin e përbërjeve polare si psilocibina nga kërpudhat, si edhe të oligosakarideve, glikozideve dhe flavonoideve; ndërsa një përzierje etanol–ujë me përqendrim etanoli prej 60% (v/v) është e përshtatshme për ekstraktimin e asistuar me ultratinguj të përbërjeve si, për shembull, apigenina, baikalina dhe luteolina.
Lexoni më shumë rreth tretësve, polaritetit të tretësve dhe tretësve më të përshtatshëm për ekstraktimin me ultratinguj!

Uji si tretës ekstraktimi

Uji është tretësi më polar dhe është i përshtatshëm për ekstraktimin e një game të gjerë përbërjesh polare. Përparësitë e tij kryesore përfshijnë aftësinë për të tretur një gamë të gjerë substancash. Për më tepër, ai është i lirë, jotoksik, i sigurt dhe i pandjegshëm. Mangësitë e tij përfshijnë selektivitetin e fortë për përbërjet polare për shkak të polaritetit të tij të lartë. Për shkak të pikës së tij të lartë të vlimit prej 100°C, përqendrimi i ekstraktit (p.sh. nëpërmjet distilimit ose avullimit rrotullues) kërkon një sasi të madhe energjie. Për më tepër, uji është i prirur të mundësojë rritjen e baktereve dhe mykut.

Frekuenca e ultratingujve

Frekuenca e ultratingujve rreth 20kHz është përcaktuar si më e fuqishmja dhe më efikasja për ekstraktimin e përbërjeve bimore. Ajo ndikon në efikasitetin e ekstraktimit të asistuar me ultratinguj gjatë ekstraktimit të përbërjeve mjekësore nga bimët. Në përgjithësi, frekuenca e ulët e ultratingujve (d.m.th., rreth 20kHz) gjeneron kavitacion më intensiv (efekte sonomekanike), gjë që sjell efektshmëri më të lartë të procedurës së ekstraktimit.

Materiali bimor

Materialet bimore mund të ndryshojnë shumë për sa i përket strukturës dhe ngurtësisë së qelizave të tyre. Në varësi të përbërjes së murit qelizor, i cili mund të përmbajë celulozë, hemiceluloza, linjinë, polisakaride pektike, proteina, komponime fenolike dhe jocelulozike, si dhe ujë, muret qelizore mund të jenë të forta ose të buta. Lloje dhe pjesë të ndryshme bimësh përmbajnë lloje dhe sasi të ndryshme të këtyre përbërësve të murit qelizor. Prandaj çdo lloj bime kërkon parametra specifikë përpunimi për rezultate optimale të ekstraktimit.
Meqenëse intensiteti mund të rregullohet me saktësi, ekstraktorët me ultratinguj Hielscher mund të shpërbëjnë në mënyrë të besueshme mure qelizore të buta dhe të forta. Muret qelizore të buta mund të kenë nevojë për trajtim më pak intensiv me ultratinguj, ndërsa strukturat qelizore të forta përfitojnë nga një trajtim më intensiv.
Lënda e parë për ekstraktimin bimor mund të jetë e sapokorrur (e lagësht) ose e tharë. Ekstraktimi me ultratinguj është i përshtatshëm si për bimë të freskëta/të lagështa, ashtu edhe për bimë të thara. Madhësia e grimcave të lëndëve të ngurta bimore është një tjetër faktor i rëndësishëm: një sipërfaqe e madhe (d.m.th., madhësi e vogël grimcash) është e dobishme, pasi siguron një sipërfaqe të madhe kontakti për forcat prerëse të kavitacionit ultrasonik, duke sjellë efikasitet më të lartë. Prandaj, materiali bimor macerohet ose bluhet në copa të vogla (afërsisht 3–5mm).

Pse është ekstraktimi me ultratinguj metoda më e mirë?

Efikasiteti

• Rendimente më të larta
• Proces i shpejtë ekstraktimi – brenda pak minutash
• Ekstrakte me cilësi të lartë – ekstraktim i butë, jotermik
• Tretës të gjelbër (ujë, etanol, glicerinë, vajra bimore, NADES etj.)

Thjeshtësia

• Lidheni dhe përdoreni – Instalojeni dhe vëreni në punë brenda pak minutash
• Kapacitet i lartë përpunimi – Për prodhimin e ekstrakteve në shkallë të gjerë
• Funksionim me lote ose i vazhdueshëm në linjë
• Instalim dhe vënie në punë të thjeshta
• I transportueshëm / I lëvizshëm – Njësi të transportueshme ose të montuara mbi rrota
• Rritje lineare e shkallës së prodhimit – shtoni paralelisht një sistem tjetër me ultratinguj për të rritur kapacitetin
• Monitorim dhe kontroll në distancë – përmes kompjuterit, telefonit inteligjent ose tabletit
• Nuk kërkohet mbikëqyrje e procesit – Instalojeni dhe vëreni në punë
• Performancë e lartë – projektuar për prodhim të vazhdueshëm 24/7
• Qëndrueshmëri dhe pak nevojë për mirëmbajtje
• Cilësi e lartë – projektuar dhe prodhuar në Gjermani
• Ngarkim dhe shkarkim i shpejtë ndërmjet loteve
• I lehtë për t’u pastruar

Siguria

• I thjeshtë dhe i sigurt për t’u përdorur
• Ekstraktim pa tretës ose me tretës (ujë, etanol, vajra bimore, glicerinë etj.)
• Pa presione dhe temperatura të larta
• Disponohen sisteme të mbrojtura nga shpërthimi, të certifikuara sipas ATEX
• I lehtë për t’u kontrolluar (edhe përmes komandimit në distancë)

Literatura / Referencat

• Ping-ping Huang, Ri-fu Yang, Tai-qiu Qiu, Wei Zhang & Chun-mei Li (2010): Ultrasound-Enhanced Subcritical Water Extraction of Volatile Oil from Lithospermum erythrorhizon. Separation Science and Technology, 45:10, 1433-1439.
• Zabot, G. L., Viganó, J., & Silva, E. K. (2021): Low-Frequency Ultrasound Coupled with High-Pressure Technologies: Impact of Hybridized Techniques on the Recovery of Phytochemical Compounds. Molecules, 26(17), 2021. 5117.
• Li, Ying; Chemat, Farid (2019): Plant Based “Green Chemistry 2.0”: Moving from Evolutionary to Revolutionary. Springer Science 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.
• 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.
• 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.