Екстракција хексаном са побољшаном ефикасношћу применом ултразвука

Ултразвучна обрада сондом може побољшати конвенционалну екстракцију хексаном интензивирањем процеса и значајним повећањем његове ефикасности. Ултразвучна екстракција побољшава пренос масе и разара ћелије како би се циљне биоактивне супстанце ослободиле у растварач, што доводи до већих приноса екстракције у поређењу са применом само конвенционалних метода. Екстракција потпомогнута ултразвуком веома је ефикасна у повећању приноса екстракције уља, укључујући уље уљане репице и уље семена лана, при чему се добијају висококвалитетан састав масних киселина и већи садржај биоактивних компоненти.

Екстракција хексаном побољшана ултразвуком велике снаге

Ултразвучна екстракција је метода интензивирања процеса која може значајно побољшати процесе екстракције чврсто–течно и екстракције растварачем.

Ограничења конвенционалне екстракције хексаном

Екстракција хексаном је уобичајена техника за екстракцију органских једињења, нарочито неполарних супстанци, из различитих извора као што су биљке, семена или земљиште. Хексан је угљоводонични растварач који веома ефикасно раствара и екстрахује липиде, уља и друга неполарна једињења. Хексан се широко користи за екстракцију уља због своје способности растварања неполарних једињења (нпр. уља), лаког накнадног одвајања уља и уске тачке кључања (63–69°C).
Међутим, ефикасност процеса екстракције хексаном може знатно варирати у зависности од сировине и екстракције: принос екстракције и време екстракције у великој су мери повезани. То значи да је за висок принос екстракта потребно дуже време задржавања биомасе у хексану као растварачу. Још један ограничавајући фактор често је недовољно продирање хексана у матрикс биомасе. Круте ћелијске структуре углавном се квасе хексаном на површини, док унутрашњост ћелије само делимично долази у додир са хексаном. Такво недовољно продирање доводи до непотпуне екстракције јер циљне супстанце, као што су липиди (тј. масне киселине, масти, уља), остају у унутрашњости ћелијског матрикса.

Решење: екстракција хексаном интензивирана ултразвуком

Соникација сондом, позната и као соникација ултразвучном сондом, јесте метода која користи ултразвучне таласе високог интензитета за стварање мехурића акустичне кавитације у течној средини. Ови мехурићи брзо колабирају, стварајући интензивна локализована енергетска поља, микротурбуленције и јаке силе смицања у растварачу.
Захваљујући овим условима високе густине енергије створеним ултразвуком, соникација сондом може интензивирати и побољшати процес екстракције хексаном на неколико начина:

• Побољшан пренос масе: Соникација побољшава пренос масе између чврстог узорка и растварача. Микротурбуленције и брзо колабирање кавитационих мехурића стварају јаке силе смицања и локализоване промене притиска. То нарушава гранични слој око чврстог узорка, подстичући ослобађање циљних једињења у растварач и тиме побољшавајући ефикасност екстракције.
• Убрзана екстракција: Соникација убрзава кинетику екстракције повећањем контактне површине између растварача и чврстог узорка. Кавитациони мехурићи изазивају мешање и стварају хомогенизовану смешу, обезбеђујући да растварач дође у присан додир са целом површином чврстог материјала, што доводи до веће брзине екстракције.
• Разарање ћелијских структура: При екстракцији из биљног материјала, соникација може разорити ћелијске структуре, као што су ћелијски зидови и мембране, олакшавајући ослобађање унутарћелијских компоненти. То омогућава ефикаснију екстракцију липида и других циљних једињења која могу бити затворена унутар ћелија.
• Скраћено време екстракције: Комбиновањем повећаног преноса масе и убрзане кинетике екстракције, соникација сондом може значајно скратити време екстракције потребно за постизање жељеног приноса. То може бити нарочито корисно при обради великих запремина узорака или у применама у којима је време пресудно.

Захваљујући овим побољшаним процесним факторима, ултразвучна обрада сондом може значајно унапредити екстракцију хексаном. Ултразвучна екстракција хексаном може се оптимизовати према конкретним једињењима која се екстрахују и запреминама које се обрађују. Интензитет ултразвука (амплитуда), трајање, температура, притисак и поставка екстракције могу се подесити тако да се постигну оптимални приноси екстракта у скраћеном периоду екстракције.

• Уље алги
• Биљна уља (соје, лана, уљане репице, сунцокрета, пиринчаних мекиња итд.)
• Етарска уља
• Кариофилен
• Олеорезин ваниле из махуна ваниле
• Лутеин из жуманцета
• Астаксантин из алги
• Одмашћивање инсеката

Сокслетова екстракција интензивирана ултразвуком уз употребу хексана као растварача

Сокслетова екстракција интензивирана ултразвуком је процес који комбинује традиционалну Сокслетову екстракцију са ултразвучним таласима ради побољшања ефикасности процеса екстракције. Сокслетова екстракција је поступак који се уобичајено користи у лабораторијама и за производњу мањих запремина екстраката, као што су етарска уља или одређена биоактивна једињења.
Хексан је растварач који се често користи у овом процесу јер ефикасно екстрахује липиде из различитих извора, укључујући уља семена, уље алги, као и биоактивна једињења на бази липида. Ултразвучна обрада разара ћелијске структуре и подстиче екстракцију чврсто–течно повећањем преноса масе и ослобађањем једињења у растварач. На тај начин растварач као што је хексан може боље продрети у чврст материјал и ефикасно растворити уља (липиде, масне киселине). Последично, процес екстракције се убрзава, чиме се скраћује време потребно за екстракцију жељених једињења. Поред тога, употреба ултразвука може смањити потребну количину растварача, што овај поступак чини еколошки прихватљивијом опцијом.
 

Ултразвучна екстракција омогућава употребу блажих, нетоксичних растварача

Ултразвучна обрада не само да побољшава екстракцију хексаном већ омогућава и употребу блажих, нетоксичних растварача као што су етанол, водени раствор етанола, вода или природни дубоки еутектички растварачи (DES, NADES). Веома ефикасно разарање ћелија и пренос масе које обезбеђују ултразвучни екстрактори са сондом дају одличне резултате уз употребу блажих растварача. Тиме ултразвучна екстракција у комбинацији са блажим, нетоксичним, еколошки прихватљивијим растварачима омогућава добијање висококвалитетних екстраката прехрамбеног квалитета, уштеду трошкова и еколошки прихватљив процес екстракције.

Ултразвучни уређаји високих перформанси за побољшану екстракцију хексаном

Hielscher Ultrasonics пројектује, производи и испоручује ултразвучне екстракторе високих перформанси који се лако могу интегрисати у постојећа постројења за екстракцију хексаном или Сокслетове екстракторе. Поред испоруке, уградње и услуга одржавања, Hielscher саветује и усмерава своје купце током испитивања изводљивости, оптимизације процеса и пројектовања постројења, све до коначне уградње и пуштања процеса екстракције у рад.
Главне предности ултразвучних уређаја Hielscher јесу потпуна контрола процеса, линеарна скалабилност и способност свих индустријских ултразвучних процесора да остваре веома високе амплитуде. Амплитуде до 200µm могу се лако одржавати непрекидно у режиму рада 24/7. Високе амплитуде су нарочито важне при екстракцији из тврђих ћелијских структура као што су семена и језгра.
Наше техничко особље и наша потпуно опремљена процесна лабораторија помоћи ће вам својим знањем и смерницама!

Пројектовање, производња и консалтинг – квалитет произведен у Немачкој

Ултразвучни уређаји Hielscher добро су познати по највишим стандардима квалитета и пројектовања. Робусност и једноставно руковање омогућавају несметану интеграцију наших ултразвучних уређаја у индустријска постројења. Ултразвучни уређаји Hielscher лако подносе тешке услове рада и захтевна окружења.

Hielscher Ultrasonics је компанија са ISO сертификатом која посебан нагласак ставља на ултразвучне уређаје високих перформанси са најсавременијом технологијом и једноставном употребом. Наравно, ултразвучни уређаји Hielscher усаглашени су са CE захтевима и испуњавају захтеве UL, CSA и RoHs.

Табела у наставку даје вам увид у приближан капацитет обраде наших соникатора: