Дубоки еутектички растварачи за високо ефикасну екстракцију
Дубоки еутектички растварачи (ДЕС) и природни дубоки еутектички растварачи (НАДЕС) нуде предности као растварачи за екстракцију на многим нивоима и стога су обећавајућа алтернатива конвенционалним органским растварачима. Дубоки еутектички растварачи одлично делују у комбинацији са ултразвучном екстракцијом и дају високе приносе екстраката врхунског квалитета. Сазнајте више о ултразвучној екстракцији коришћењем природних дубоких еутектичких растварача.
Како ултразвук побољшава екстракцију помоћу дубоких еутектичких растварача?
Екстракција типа ултразвучне сонде користећи дубоке еутектичке раствараче и природне дубоке еутектичке раствараче може понудити неколико предности за екстракцију биоактивних једињења. Једна од главних предности је повећана ефикасност екстракције фенолних једињења и других фитокемикалија из природних извора. Дубоки еутектички растварачи су познати по високој ефикасности екстракције, која се чак може побољшати екстракцијом уз помоћ ултразвука. Због своје нетоксичности, одлична су опција растварача за фармацеутске и прехрамбене производе. Ово чини ултразвучну екстракцију коришћењем дубоких еутектичких растварача зеленом и одрживом методом за опоравак биоактивних једињења. Научно је доказано да синергетска употреба ултразвучне обраде са дубоким еутектичким растварачима доводи до већег приноса различитих биоактивних једињења. Све у свему, екстракција типа ултразвучне сонде коришћењем дубоких еутектичких растварача и природних дубоких еутектичких растварача обезбеђује ефикаснији и еколошки прихватљив приступ екстракцији биоактивних једињења.
Ултразвучна екстракција са (природним) дубоким еутектичким растварачима је високо ефикасан метод за врхунске ботаничке екстракте. На слици је ултразвучни процесор УП400Ст (400В) са шаржом од 8Л за ботаничку екстракцију.
- Високо ефикасан
- брз процес
- Нетоксичан
- Тачно подесиво према специфичном ботаничком
- Благи услови обраде
- Режим серије и протока
- Лако и сигурно
- Еколошки / биоразградиво
- Рецицлабле
- Незапаљив
- Јефтино
- Лако доступна
Шта су дубоки еутектички растварачи (ДЕС)?
Дубоки еутектички растварачи (ДЕС) су мешавине најмање једног акцептора водоничне везе (ХБА) и једног донора водоничне везе (ХБД), укључујући карбоксилне киселине и друга обновљива једињења. Према Цаи ет ал. (2019), „снажна интеракција водоничне везе између ХБА и ХБД је најважнији фактор за формирање ДЕС. [Цаи ет ал. 2019]
За доноре водоничне везе често се користе једињења као што су шећери, аминокиселине, карбоксилне киселине (нпр. бензојева киселина, лимунска киселина, јантарна киселина) или амини (нпр. уреа, бензамид). Потенцијал хемијске интеракције донора водоничне везе је главни фактор који доприноси формирању и ефикасности дубоких еутектичких растварача. Халидне соли као што су холин хлорид или цинк хлорид се такође могу користити заједно са донорима водоничне везе. Други дубоки еутектички растварачи на бази холин хлорида се формирају са малонском киселином, фенолом или глицерином. Као резултат јаких интеракција водоничне везе, тачка топљења дубоких еутектичких растварача је значајно смањена у поређењу са појединачним компонентама. За разлику од конвенционалних растварача (нпр. етанол, метанол, хексан, бутан итд.) дубоки еутектички растварачи су неиспарљиви, што значи да имају веома низак притисак паре и стога су тешко запаљиви. Токсичност дубоких еутектичких растварача је ниска, њихова биолошка разградљивост је висока, а неопходни прекурсори су јефтини, лако и у изобиљу доступни као и обновљиви.
Природни дубоки еутектички растварачи (НАДЕС) су још еколошки прихватљивији јер се сви прекурсори потичу из природних извора. Дубоки еутектички растварачи такође нуде прилагодљиву солвентност засновану на хемији растворене супстанце и врстама које се користе за стварање дубоких еутектичких растварача. Неки природни дубоки еутектички растварачи показују висок вискозитет и стога нису баш погодни за серијску екстракцију. Међутим, природни дубоки еутектички растварачи већег вискозитета могу се успешно применити као растварачи у ултразвучној проточној екстракцији.
Табела испод приказује неколико примерних састава природних дубоких еутектичких растварача (НАДЕС) за екстракцију фитокемикалија:
| НАДЕС Цомпоситион | Моларни однос |
|---|---|
| Холин хлорид: млечна киселина | 1:2 |
| Холин хлорид: Лимунска киселина: Вода | 1:1:2 |
| Холин хлорид: Јабучна киселина: Вода | 1:1:2 |
| Холин хлорид: винска киселина | 1:2 |
| Холин хлорид: глицерол | 1:2 |
| Холин хлорид: 1,2-пропандиол | 1:3 |
| Холин хлорид: сорбитол | 1:1 |
| Холин хлорид: Глукоза: Вода | 2:1:1 |
| Холин хлорид: Фруктоза: Вода | 2:1:1 |
| Холин хлорид: уреа | 1:2 |
Како функционише ултразвучна екстракција са дубоким еутектичким растварачима?
Ултразвучна екстракција се заснива на сономеханичким ефектима ултразвука високог интензитета, ниске фреквенције. Да би се промовисала и интензивирала екстракција ботаничких једињења (тј. биоактивних супстанци) ултразвуком, ултразвучни таласи велике снаге се спајају преко ултразвучне сонде (која се такође назива ултразвучни рог или сонотрода) у течни медијум, тј. материјал и (природни) дубоки еутектички растварач. Ултразвучни таласи путују кроз течност и стварају наизменичне циклусе ниског/високог притиска. Током циклуса ниског притиска стварају се ситни вакуумски мехурићи (тзв. кавитациони мехурићи), који расту током неколико циклуса притиска. Током тих циклуса раста мехурића, растворени гасови у течности улазе у вакуумски мехур, тако да се вакуумски мехур трансформише у растуће мехуриће гаса. Након раста током неколико циклуса, вакуумски мехурићи достижу одређену величину при којој не могу да апсорбују више енергије, тако да насилно имплодирају током циклуса високог притиска. Имплозију мехурића карактеришу интензивне кавитационе силе, укључујући веома високу температуру и притисак који достижу до 4000К и 1000атм, респективно; као и одговарајуће високе температуре и разлике притиска. Ове ултразвучно генерисане турбуленције и силе смицања разбијају биљне ћелије и ослобађају интрацелуларна биоактивна једињења у (природни) дубоки еутектички растварач. Ултразвучна екстракција отвара ћелијску структуру биљака и интензивира пренос масе између биљног материјала и растварача. Соникација на тај начин промовише ефикасност природних дубоких еутектичких растварача. Ултразвучна екстракција са (природним) дубоким еутектичким растварачима даје изузетно високе приносе у веома кратком времену обраде.
Снажни ултразвучни таласи ометају ћелијску структуру биљака, ослобађају биоактивна једињења и промовишу пренос масе између биљног материјала и растварача (нпр. дубоки еутектички растварачи).
Комбинација ултразвучне екстракције са (природним) дубоким еутектичким растварачима даје вам прилику да комбинујете моћ ултразвука за интензивирање процеса са изванредним ефектима растварања и изванредним дизајном дубоких еутектичких растварача. Због врхунске ефикасности ултразвучне екстракције, ултрасоникатори се такође успешно користе за екстракцију воде.
Контактирајте нас сада да сазнате више о моћној ултразвучној екстракцији помоћу дубоких еутектичких растварача!
ултразвучни екстрактор УИП2000хдТ (2кВ) за производњу ботаничких екстраката
Ултразвучни екстрактори високих перформанси за употребу дубоких еутектичких растварача
Ултразвучна екстракција је поуздана технологија обраде, која олакшава и убрзава производњу висококвалитетних екстраката из различитих биљних, као и свих растварача. Ултразвучна екстракција је веома компатибилна са (природним) дубоким еутектичким растварачима, који су повољни због своје одличне моћи растварања, могућности дизајна за екстракт, одрживости, биоразградљивости и еколошке прихватљивости. Комбинација интензивирања процеса ултразвука снаге са предностима (природних) дубоких еутектичких растварача даје овој процесној технологији супериорност на више нивоа. Хиелсцхер Ултрасоницс портфолио покрива читав спектар од компактних лабораторијских ултрасоникатора до индустријских система за екстракцију. Сви су наравно погодни за екстракцију са дубоким еутектичким растварачима.
Наше дугогодишње искусно особље ће вам помоћи од тестова изводљивости и оптимизације процеса до инсталације вашег ултразвучног система на коначном нивоу производње.
- ултразвук високе ефикасности
- висока поузданост
- веома велике амплитуде
- рад у пакетном и проточном режиму
- поновљиви / поновљиви резултати
- Операција 24/7/365
- робусност
- паметни софтвер
- Даљински управљач претраживача
- лакоћа
- ниски захтеви за одржавање
- Сигурност
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:
| Батцх Волуме | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | УП100Х |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20Л | 0.2 до 4Л/мин | УИП2000хдТ |
| 10 до 100 л | 2 до 10 л/мин | УИП4000хдТ |
| на | 10 до 100 л/мин | УИП16000 |
| на | већи | кластер оф УИП16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси за апликације за мешање, дисперзију, емулзификацију и екстракцију у лабораторијским, пилотским и индустријским размерама.
Литература / Референце
- Türker, D.A., Doğan, M. (2021): Application of deep eutectic solvents as a green and biodegradable media for extraction of anthocyanin from black carrots. LWT – Food Science and Technology, Volume 138, March 2021.
- Duygu Aslan Türker, Mahmut Doğan (2022): Ultrasound-assisted natural deep eutectic solvent extraction of anthocyanin from black carrots: Optimization, cytotoxicity, in-vitro bioavailability and stability. Food and Bioproducts Processing, Volume 132, 2022. 99-113.
- Sumbal Jamshaid, Dildar Ahmed (2022): Optimization of ultrasound-assisted extraction of valuable compounds from fruit of Melia azedarach with glycerol-choline chloride deep eutectic solvent. Sustainable Chemistry and Pharmacy, Volume 29, 2022.
- Křížek, et al. (2018): Menthol-based Hydrophobic Deep Eutectic Solvents: Towards Greener and Efficient Extraction of Phytocannabinoids. Journal of Cleaner Production, 193, 2018. 391-396.
- Chemat F, et al. (2019): Review of Alternative Solvents for Green Extraction of Food and Natural Products: Panorama, Principles, Applications and Prospects. Molecules, vol.24, no.16, 2019. 3007.
- Lores, H.; Romero, Vanesa; Costas Mora, Isabel; Bendicho, Carlos; Lavilla, Isela (2016): Natural deep eutectic solvents in combination with ultrasonic energy as a green approach for solubilisation of proteins: application to gluten determination by immunoassay. Talanta 2017. 453-459.
- Cai, et al. (2019): Green Extraction of Cannabidiol from Industrial Hemp (Cannabis sativa L.) Using Deep Eutectic Solvents Coupled with Further Enrichment and Recovery by Macroporous Resin. Journal of Molecular Liquids, 2019.
High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.