Sonikimi tejkalon metodat e tjera të ekstraktimit për nga shpejtësia

Procedura e shpejtë e ekstraktimit me ultratinguj dhe kursimi i kohës që rrjedh prej saj në prodhimin e ekstrakteve janë një nga avantazhet e shumta të ekstraktimit me ultratinguj të përbërjeve bioaktive nga bimët. Ekstraktimi me ultratinguj është krahasuar shkencërisht me teknika alternative të ekstraktimit, si ekstraktimi me CO2 superkritik, macerimi, ekstraktimi me refluks termik, ekstraktimi Soxhlet ose ekstraktimi me mikrovalë, dhe rezultatet e kërkimeve vërtetojnë avantazhin e konsiderueshëm të sonikimit për sa i përket shpejtësisë dhe rendimentit të ekstraktimit.

Sonikimi si procedurë e shpejtë ekstraktimi

Ekstraktimi me ultratinguj i përbërjeve bioaktive njihet mirë për rendimentet e larta, ekstraktet me cilësi të lartë, kohën e shkurtër të ekstraktimit, konsumin e ulët të energjisë dhe aftësinë për të punuar me tretës shumë të butë. Të gjithë këta faktorë kontribuojnë në efikasitetin e jashtëzakonshëm të përgjithshëm të ekstraktimit me ultratinguj të përbërësve bioaktivë nga materialet bimore.
Më poshtë mund të gjeni një përzgjedhje raportesh kërkimore shkencore, në të cilat ekstraktimi me ultratinguj (gjithashtu ekstraktimi i asistuar nga ultratingujt / UAE) u krahasua me teknika të tjera ekstraktimi, si macerimi, ekstraktimi Soxhlet, ekstraktimi me refluks termik, ekstraktimi me CO₂ superkritik dhe ekstraktimi me mikrovalë.

Ekstraktimi me ultratinguj tejkalon teknikat e tjera të ekstraktimit për nga shpejtësia e lartë (kohëzgjatja e shkurtuar), rendimentet më të larta dhe cilësia më e lartë e ekstraktit.

Sonikatori UP400St për ekstraktimin me shpejtësi të lartë të materialeve bimore në mënyrë periodike

Zbatimi i ekstraktimit	Koha e ekstraktimit me ultratinguj	Koha e metodës alternative të ekstraktimit	Informacion shtesë	Burimi
Ekstraktimi i antocianinave nga kokrrat e mërsinës	5 min	15 min mikrovalë	sonikatori UP200S	Gonzalez et al., 2019
Ekstraktimi i gjetheve të boldos	5–30 min	15–90 min macerim	sonikatori UIP1000hdT “Mund të shohim se me 5 deri në 30 min sonikim, rendimenti është i barabartë me rendimentin e macerimit konvencional për 15 deri në 90 min: UAE kërkon një të tretën e kohës së macerimit konvencional për të ekstraktuar materialin e tretshëm të gjetheve.”	Petigny et al., 2013
Ekstraktimi i fenoleve totale dhe flavonoideve nga sherebela	11 min	30 min ekstraktim konvencional me tundës në banjë ujore në 60ºC	ekstraktorë me ultratinguj UP100H, UP400S	Dent et al., 2015
Ekstraktimi i polifenoleve të gjetheve të ullirit	21 min	60min ekstraktim konvencional me refluks termik	sonikatori UP400S	Dobrinčić et al., 2020
Ekstraktimi i përbërjeve fenolike bioaktive nga gjethet e Malva sylvestris	49 min 48°C me 110W	5 h ekstraktim në shtrat të trazuar me 150 rpm	Sonikatori UP200S Analiza HPLC tregoi se përqendrimi i përbërjeve fenolike bioaktive u rrit ndjeshëm (p≺0,05) në kushtet optimale të UAE .	Bimakr et al., 2017
Ekstraktimi i lipideve nga farat e pjeprit dimëror (Benincasa hispida)	∼36 min	Ekstraktimi me dioksid karboni superkritik i kombinuar me teknikën e luhatjes së presionit (SCE-PST) (∼50 min), ekstraktimi me CO₂ (∼97 min) dhe ekstraktimi konvencional Soxhlet (∼360 min)	Krahasimi i ekstraktimit me dioksid karboni superkritik (sCO₂), ekstraktimit të asistuar nga ultratingujt (UAE), ekstraktimit me dioksid karboni superkritik të kombinuar me teknikën e luhatjes së presionit (SCE-PST) dhe ekstraktimit Soxhlet tregon se UAE është teknika më efikase dhe më e shpejtë e ekstraktimit.	Bimakr et al. (2015)

Ekstraktimi me ultratinguj është dukshëm më efikas dhe më i shpejtë se teknikat alternative të ekstraktimit, si ekstraktimi me dioksid karboni superkritik (SCO2) dhe ekstraktimi Soxhlet.

Krahasimi i ekstraktimit me dioksid karboni superkritik (sCO₂), ekstraktimit të asistuar nga ultratingujt (UAE), ekstraktimit me dioksid karboni superkritik të kombinuar me teknikën e luhatjes së presionit (SCE-PST) dhe ekstraktimit Soxhlet tregon se UAE është teknika më efikase dhe më e shpejtë e ekstraktimit.

Avantazhet e ekstraktimit me ultratinguj të materialeve bimore

Efikasitet i lartë i ekstraktimit
Rendimente superiore të ekstraktimit
Proces i shpejtë
Temperatura të ulëta
I përshtatshëm për ekstraktimin e përbërjeve termolabile
I pajtueshëm me çdo tretës
Konsum i ulët i energjisë
Teknikë ekologjike ekstraktimi
Përdorim i lehtë dhe i sigurt
Kosto të ulëta investimi dhe operimi
Funksionim 24/7 në kushte të rënda pune

Ekstraktorë me ultratinguj me performancë të lartë për izolimin shumë të shpejtë të përbërjeve

Pajisjet me ultratinguj të teknologjisë më të fundit të Hielscher mundësojnë ekstraktimin e shpejtë të biomolekulave me cilësi të lartë nga bimët. Kontrolli i plotë mbi parametrat e procesit, si amplituda, temperatura, presioni dhe energjia e futur, mundëson kushtet më efikase dhe më të buta të ekstraktimit, duke prodhuar ekstrakte të padëmtuara dhe me bioaktivitet të lartë. Parametrat e ekstraktimit me ultratinguj, si madhësia e grimcave të lëndës së parë, lloji i tretësit, raporti i lëndës së ngurtë ndaj tretësit dhe koha e ekstraktimit, mund të optimizohen për efikasitetin më të lartë dhe rezultatet më të mira të përgjithshme. Meqenëse ekstraktimi me ultratinguj është një metodë jotermike ekstraktimi, degradimi termik i përbërësve bioaktivë mund të shmanget, duke siguruar cilësi superiore të ekstraktit.
Në përgjithësi, avantazhe si rendimenti i lartë, koha e shkurtër e ekstraktimit, temperatura e ulët e ekstraktimit dhe nevoja e reduktuar për tretës e bëjnë sonikimin metodën e preferuar të ekstraktimit.

Ekstraktimi ultrasonik i lëndëve bimore jep rendimente më të larta. Homogjenizuesi Hielscher UIP2000hdT me 2000 vat është mjaftueshëm i fuqishëm për të kryer lehtësisht ekstraktimin në sasi nga 10 litra deri në 120 litra.

Krahasimi i ekstraktimit me ultratinguj dhe atij me mikrovalë tregon se ekstraktimi i antocianinave nga kokrrat e mërsinës është më efikas kur përdoret sonikimi.

Sonikimi tejkalon mikrovalët në ekstraktimin e antocianinave nga kokrrat e mërsinës. Sonikimi është tri herë më i shpejtë se ekstraktimi me mikrovalë.

Ekstraktimi me ultratinguj i fenoleve totale dhe flavonoideve nga sherebela është ndjeshëm më i shpejtë se ekstraktimi konvencional me tundës në banjë ujore

Krahasimi i ekstraktimit me ultratinguj me ekstraktimin konvencional me tundës në banjë ujore tregon një kohë ndjeshëm më të shkurtër të ekstraktimit të fenoleve totale dhe flavonoideve nga sherebela kur përdoret ekstraktimi me ultratinguj. Ekstraktimi me ultratinguj kërkon vetëm një të tretën e kohës së ekstraktimit me tundës në banjë ujore.

Ekstraktimi me ultratinguj: i konsoliduar në laborator dhe industri

Ekstraktimi me ultratinguj përdoret gjerësisht për ekstraktimin e çdo lloji përbërjeje bioaktive nga materialet bimore, kërpudhat, algat, bakteret dhe qelizat e gjitarëve. Ekstraktimi me ultratinguj është konsoliduar si një metodë e thjeshtë, ekonomike dhe shumë efikase, e cila tejkalon teknikat e tjera tradicionale të ekstraktimit me rendimente më të larta ekstraktimi dhe kohë më të shkurtër përpunimi.
Me sisteme me ultratinguj për laborator, për tavolinë pune dhe plotësisht industriale lehtësisht të disponueshme, ekstraktimi me ultratinguj është sot një teknologji e konsoliduar dhe e besueshme. Ekstraktorët me ultratinguj Hielscher janë instaluar në mbarë botën në impiante të përpunimit industrial për prodhimin e përbërjeve bioaktive të cilësisë ushqimore dhe farmaceutike.
Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të sonikatorëve tanë:

Vëllimi i ngarkesës	Prurja	Pajisjet e rekomanduara
1 deri në 500mL	10 deri në 200mL/min	UP100H
10 deri në 2000mL	20 deri në 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 deri në 20L	0,2 deri në 4L/min	UIP2000hdT
10 deri në 100L	2 deri në 10L/min	UIP4000hdT
n.a.	10 deri në 100L/min	UIP16000
n.a.	më e lartë	grup pajisjesh UIP16000

Na kontaktoni! / Na pyesni!

Homogjenizuesit me ultratinguj me forca të larta prerëse përdoren në përpunimin laboratorik, në tavolinë pune, pilot dhe industrial.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues me ultratinguj me performancë të lartë për zbatime të përzierjes, dispergimit, emulsifikimit dhe ekstraktimit në shkallë laboratorike, pilot dhe industriale.

Tema të lidhura

Literatura / Referencat

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.

Fakte që ia vlen të dini

Parimi i punës së ekstraktimit me ultratinguj

Ekstraktimi me ultratinguj është një metodë e përdorur gjerësisht për izolimin dhe ndarjen e përbërësve bioaktivë nga materialet bimore. Meqenëse sonikimi është i pajtueshëm me çdo lloj tretësi, procedura e ekstraktimit me ultratinguj mund të projektohet në mënyrë optimale duke marrë parasysh përbërjet bioaktive (d.m.th., përbërjet e synuara), polaritetin, tretshmërinë, ndjeshmërinë e tyre ndaj nxehtësisë dhe faktorë të tjerë. Duke përshtatur procesin e sonikimit posaçërisht për një përbërje të caktuar ose për disa përbërje, mund të zgjidhet konfigurimi më ideal për të përftuar një ekstrakt me cilësi jashtëzakonisht të lartë.
Valët e ultratingujve të transmetuara në një lëng ose suspension krijojnë dridhje intensive dhe kavitacion akustik. Kavitacioni akustik, i njohur edhe si kavitacion me ultratinguj, përcaktohet nga diferenca jashtëzakonisht të larta presioni që shfaqen lokalisht, forca prerëse dhe rryma të vrullshme lëngu. Këto forca çajnë muret qelizore, shpërbëjnë qelizat bimore dhe intensifikojnë transferimin e masës ndërmjet brendësisë së qelizës dhe tretësit. Në këtë mënyrë, përbërësit bioaktivë çlirohen me efikasitet në tretësin përreth, prej të cilit molekulat e synuara mund të izolohen dhe pastrohen lehtësisht (p.sh., me avullim rrotullues, distilim me avull ose HPLC).

Pajisjet shpërbërëse me ultratinguj përdoren për ekstraktime nga burime bimore (p.sh. bimë, alga, kërpudha)

Ekstraktimi me ultratinguj nga qelizat bimore: prerja tërthore mikroskopike (TS) tregon mekanizmin e veprimeve gjatë ekstraktimit me ultratinguj nga qelizat (zmadhim 2000x)
[burimi: Vilkhu et al. 2011]

Teknologji me ultratinguj me performancë të lartë! Gama e produkteve të Hielscher mbulon të gjithë spektrin, nga sonikatori kompakt laboratorik, te njësitë për tavolinë pune e deri te sistemet me ultratinguj plotësisht industriale.

Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues me ultratinguj me performancë të lartë nga përmasat laboratorike deri në përmasat industriale.