Djupa eutectic lösningsmedel (DES) och naturliga djupa eutectic lösningsmedel (NADES) erbjuder fördelar som extraktion lösningsmedel på många nivåer och är därmed ett lovande alternativ till konventionella organiska lösningsmedel. Djupt eutectic lösningsmedel fungerar utmärkt i kombination med ultraljud utvinning och ger höga utbyten av premium kvalitet extrakt. Läs mer om ultraljud extraktion med naturliga djupa eutectic lösningsmedel.

Hur förbättrar ultraljud extraktionen med djupa eutektiska lösningsmedel?

Ultraljud sond-typ utvinning med hjälp av djupa eutektiska lösningsmedel och naturliga djupa eutektiska lösningsmedel kan erbjuda flera fördelar för utvinning av bioaktiva föreningar. En av de främsta fördelarna är den ökade extraktionseffektiviteten av fenolföreningar och andra fytokemikalier från naturliga källor. Djupa eutektiska lösningsmedel är kända för hög extraktionseffektivitet, vilket kan förbättras även genom ultraljudsassisterad extraktion. På grund av deras icke-toxicitet är de ett utmärkt lösningsmedelsalternativ för läkemedels- och livsmedelsprodukter. Detta gör ultraljud utvinning med djupa eutektiska lösningsmedel en grön och hållbar metod för återvinning av bioaktiva föreningar. Den synergiska användningen av ultraljud med djupa eutektiska lösningsmedel har vetenskapligt visat sig resultera i högre utbyten av olika bioaktiva föreningar. Övergripande, ultraljud sond-typ utvinning med hjälp av djupa eutektiska lösningsmedel och naturliga djupa eutektiska lösningsmedel ger en mer effektiv och miljövänlig metod för utvinning av bioaktiva föreningar.

Vad är deep eutectic solvents (DES)?

Djupa eutektiska lösningsmedel (DES) är blandningar av minst en vätebindningsacceptor (HBA) och en vätebindningsgivare (HBD), inklusive karboxylsyror och andra förnybara föreningar. Enligt Cai et al. (2019) är "den starka vätebindningsinteraktionen mellan HBA och HBD den viktigaste faktorn för bildandet av DES." [Cai et al. 2019]
För vätebindningsdonatorer används ofta föreningar såsom sockerarter, aminosyror, karboxylsyror (t.ex. bensoesyra, citronsyra, bärnstenssyra) eller aminer (t.ex. urea, bensamid). Den kemiska interaktionspotentialen hos vätebindningsdonatorer är de viktigaste faktorerna som bidrar till bildning och effektivitet av djupa eutektiska lösningsmedel. Halidsalter såsom kolinklorid eller zinkklorid kan också användas tillsammans med vätebindningsgivarna. Andra kolinkloridbaserade djupa eutektiska lösningsmedel bildas med malonsyra, fenol eller glycerin. Som ett resultat av de starka vätebindningsinteraktionerna reduceras smältpunkten för djupa eutektiska lösningsmedel avsevärt jämfört med dess enskilda komponenter. Till skillnad från konventionella lösningsmedel (t.ex. etanol, metanol, hexan, butan etc.) är djupa eutektiska lösningsmedel icke-flyktiga, vilket innebär att de har ett mycket lågt ångtryck och därmed knappast är brandfarliga. Toxiciteten hos djupa eutektiska lösningsmedel är låg, deras biologiska nedbrytbarhet är hög och de nödvändiga prekursorerna är billiga, lättillgängliga och rikliga, såväl som förnybara.
Naturliga djupa eutektiska lösningsmedel (NADES) är ännu mer miljövänliga eftersom alla prekursorer kommer från naturliga källor. Djupa eutektiska lösningsmedel erbjuder också en avstämbar solvens baserad på lösningsmedlets kemi och de arter som används för att skapa djupa eutektiska lösningsmedel. Vissa naturliga djupa eutektiska lösningsmedel uppvisar en hög viskositet och de är därför inte särskilt lämpliga för batchextraktion. Emellertid, naturliga djupa eutektiska lösningsmedel med högre viskositeter kan framgångsrikt tillämpas som lösningsmedel i ultraljud flow-through extraktion.

Tabellen nedan visar några exemplifierande kompositioner av naturliga djupa eutektiska lösningsmedel (NADES) för extraktion av fytokemikalier:

Hur fungerar ultraljud extraktion med djupa eutectic lösningsmedel?

Ultraljud utvinning är baserat på sonomekaniska effekter av högintensiva, lågfrekvent ultraljud. För att främja och intensifiera utvinningen av botaniska föreningar (dvs. bioaktiva ämnen) via ultraljud, hög effekt ultraljud vågor kopplas via en ultraljud sond (även kallad ultraljud horn eller sonotrode) i flytande medium, dvs slam som består av botaniska råvaror och (naturliga) djupa eutectic lösningsmedel. Ultraljudsvågorna färdas genom vätskan och skapar växlande lågtrycks-/högtryckscykler. Under lågtryckscykler skapas minimala vakuumbubblor (så kallade kavitationsbubblor), som växer över flera tryckcykler. Under dessa cykler av bubbeltillväxt kommer de upplösta gaserna i vätskan in i vakuumbubblan, så att vakuumbubblan omvandlas till växande gasbubblor. Efter att ha vuxit under flera cykler når vakuumbubblorna en viss storlek där de inte kan absorbera mer energi, så att de imploderar våldsamt under en högtryckscykel. Bubbelimplosionen kännetecknas av intensiva kavitationskrafter, inklusive mycket hög temperatur och tryck som når upp till 4000K respektive 1000atm; motsvarande högtemperatur- och tryckskillnader. Dessa ultraljud genererade turbulenser och savkrafter bryta växtceller upp och släppa de intracellulära bioaktiva föreningarna i (naturliga) djupa eutectic lösningsmedel. Ultraljud extraktion öppnar cellstrukturen av växter och intensifierar massöverföring mellan växtmaterial och lösningsmedel. Ultraljudsbehandling främjar därmed effektiviteten av naturliga djupa eutectic lösningsmedel. Ultraljud extraktion med (naturliga) djupa eutectic lösningsmedel resulterar i exceptionellt höga utbyten inom en mycket kort bearbetningstid.

Kraft ultraljud vågor störa cellstrukturen av växter, släppa bioaktiva föreningar och främja massöverföringen mellan växtmaterialet och lösningsmedlet (t.ex. djupa eutectic lösningsmedel).

Kombinationen av ultraljud utvinning med (naturliga) djupa eutektiska lösningsmedel ger dig möjlighet att kombinera processen intensifierande kraften i ultraljud med de anmärkningsvärda solubiliserande effekterna och enastående designbarhet av djupa eutektiska lösningsmedel. På grund av den överlägsna effektiviteten av ultraljud utvinning, ultrasonicators används också framgångsrikt för vattenutvinning.
Kontakta oss nu för att lära dig mer om den kraftfulla ultraljud extraktion ansökan med djupa eutectic lösningsmedel!

Högpresterande ultraljud extraktorer för användning av djupa eutektiska lösningsmedel

Ultraljud utvinning är en tillförlitlig bearbetning teknik, som underlättar och påskyndar produktionen av högkvalitativa extrakt från olika botaniska samt eventuella lösningsmedel. Ultraljud utvinning är mycket kompatibel med (naturliga) djupa eutectic lösningsmedel, som är gynnsamma på grund av deras utmärkta löslighet makt, designability till extrakt, hållbarhet, biologisk nedbrytbarhet och ekovänlighet. Kombinationen av processen intensifiering av kraft ultraljud med fördelarna med (naturliga) djupa eutectic lösningsmedel ger denna process teknik överlägsenhet på många nivåer. Hielscher Ultrasonics portfölj täcker hela sortimentet från kompakta lab ultrasonicators till industriella utvinningssystem. Alla är naturligtvis lämpliga för extraktion med djupa eutectic lösningsmedel.
Vår långvariga erfarna personal hjälper dig från genomförbarhetstester och processoptimering till installation av ditt ultraljudssystem på slutlig produktionsnivå.

Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera: