Djupa eutektiska lösningsmedel för mycket effektiv extraktion
Djupa eutektiska lösningsmedel (DES) och naturliga djupa eutektiska lösningsmedel (NADES) erbjuder fördelar som extraktionsmedel på många nivåer och är därmed ett lovande alternativ till konventionella organiska lösningsmedel. Djupt eutektiskt lösningsmedel fungerar utmärkt i kombination med ultraljudsextraktion och ger höga utbyten av extrakt av högsta kvalitet. Ta reda på mer om ultraljud extraktion med hjälp av naturliga djupa eutektiska lösningsmedel.
Hur förbättrar ultraljud extraktionen med djupa eutektiska lösningsmedel?
Extraktion av ultraljudssond med hjälp av djupa eutektiska lösningsmedel och naturliga djupa eutektiska lösningsmedel kan erbjuda flera fördelar för extraktion av bioaktiva föreningar. En av de största fördelarna är den ökade extraktionseffektiviteten av fenolföreningar och andra fytokemikalier från naturliga källor. Djupa eutektiska lösningsmedel är kända för hög extraktionseffektivitet, som till och med kan förbättras genom ultraljudsassisterad extraktion. På grund av deras giftfria egenskaper är de ett utmärkt lösningsmedelsalternativ för läkemedels- och livsmedelsprodukter. Detta gör ultraljudsextraktion med djupa eutektiska lösningsmedel till en grön och hållbar metod för återvinning av bioaktiva föreningar. Den synergetiska användningen av ultraljud med djupa eutektiska lösningsmedel har vetenskapligt visat sig resultera i högre utbyten av olika bioaktiva föreningar. Sammantaget ger extraktion av ultraljudssondtyp med hjälp av djupa eutektiska lösningsmedel och naturliga djupa eutektiska lösningsmedel ett mer effektivt och miljövänligt tillvägagångssätt för extraktion av bioaktiva föreningar.

Ultraljudsextraktion med (naturliga) djupa eutektiska lösningsmedel är en mycket effektiv metod för överlägsna botaniska extrakt. Bilden visar ultraljudsprocessorn UP400St (400W) med en sats på 8 liter för botanisk extraktion.
- Mycket effektiv
- Snabb process
- Ej giftig
- Exakt avstämbar till den specifika botaniska
- Milda bearbetningsförhållanden
- Batch- och flödesläge
- Enkelt och säkert
- Miljövänlig / biologiskt nedbrytbar
- Återvinningsbar
- Ej brandfarlig
- Billig
- Lättillgänglig
Vad är djupa eutektiska lösningsmedel (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 som 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. Halogenidsalter som 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 är svårantändliga. Toxiciteten hos djupa eutektiska lösningsmedel är låg, deras biologiska nedbrytbarhet är hög och de nödvändiga prekursorerna är billiga, lätt och rikligt tillgängliga samt förnybara.
Naturliga djupa eutektiska lösningsmedel (NADES) är ännu mer miljövänliga eftersom alla prekursorer kommer från naturliga källor. Djupa eutektiska lösningsmedel erbjuder också en justerbar solvens baserad på kemin hos det lösta ämnet 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 satsvis extraktion. Emellertid kan naturliga djupa eutektiska lösningsmedel med högre viskositeter framgångsrikt appliceras som lösningsmedel vid ultraljudsflödesextraktion.
Tabellen nedan visar några exempel på sammansättningar av naturliga djupa eutektiska lösningsmedel (NADES) för extraktion av fytokemikalier:
NADES sammansättning | Molförhållande |
---|---|
Kolinklorid: Mjölksyra | 1:2 |
Kolinklorid: Citronsyra: Vatten | 1:1:2 |
Kolinklorid:Äppelsyra:Vatten | 1:1:2 |
Kolinklorid: Vinsyra | 1:2 |
Kolinklorid: Glycerol | 1:2 |
Kolinklorid: 1,2-propandiol | 1:3 |
Kolinklorid: Sorbitol | 1:1 |
Kolinklorid:Glukos:Vatten | 2:1:1 |
Kolinklorid:Fruktos:Vatten | 2:1:1 |
Kolinklorid: Urea | 1:2 |
Hur fungerar ultraljudsextraktion med djupa eutektiska lösningsmedel?
Ultraljudsextraktion är baserad på de sonomekaniska effekterna av högintensivt, lågfrekvent ultraljud. För att främja och intensifiera extraktionen av botaniska föreningar (dvs. bioaktiva ämnen) via ultraljud, kopplas ultraljudsvågor med hög effekt via en ultraljudssond (även kallad ultraljudshorn eller sonotrode) in i det flytande mediet, dvs den uppslamning som består av det botaniska råmaterialet och det (naturliga) djupa eutektiska lösningsmedlet. Ultraljudsvågorna färdas genom vätskan och skapar omväxlande cykler med lågt tryck / högt tryck. Under lågtryckscykler skapas små 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 vid vilken 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; samt motsvarande höga temperatur- och tryckskillnader. Dessa ultraljudsgenererade turbulenser och skjuvkrafter bryter ner växtceller och frigör de intracellulära bioaktiva föreningarna i det (naturliga) djupa eutektiska lösningsmedlet. Ultraljudsextraktion öppnar cellstrukturen hos växter och intensifierar massöverföringen mellan växtmaterial och lösningsmedel. Ultraljudsbehandling främjar därmed effekten av naturliga djupa eutektiska lösningsmedel. Ultraljudsextraktion med (naturliga) djupa eutektiska lösningsmedel resulterar i exceptionellt höga utbyten inom en mycket kort bearbetningstid.

Kraftfulla ultraljudsvågor stör cellstrukturen hos växter, frigör de bioaktiva föreningarna och främjar massöverföringen mellan växtmaterialet och lösningsmedlet (t.ex. djupa eutektiska lösningsmedel).
Kombinationen av ultraljudsextraktion med (naturliga) djupa eutektiska lösningsmedel ger dig möjlighet att kombinera den processintensifierande kraften hos ultraljud med de anmärkningsvärda solubiliserande effekterna och enastående designbarheten hos djupa eutektiska lösningsmedel. På grund av den överlägsna effektiviteten av ultraljudsextraktion, Ultraljudsapparater används också framgångsrikt för vattenutvinning.
Kontakta oss nu för att lära dig mer om den kraftfulla ultraljudsextraktionsapplikationen med djupa eutektiska lösningsmedel!

Ultraljud utsug UIP2000hdT (2kW) för framställning av botaniska extrakter
Högpresterande ultraljudsextraktorer för användning av djupa eutektiska lösningsmedel
Ultraljudsextraktion är en pålitlig bearbetningsteknik som underlättar och påskyndar produktionen av högkvalitativa extrakt från olika botaniska såväl som alla lösningsmedel. Ultraljudsextraktion är mycket kompatibel med (naturliga) djupa eutektiska lösningsmedel, som är gynnsamma på grund av deras utmärkta solubiliseringsförmåga, designbarhet till extraktet, hållbarhet, biologisk nedbrytbarhet och miljövänlighet. Kombinationen av processintensifieringen av kraftultraljud med fördelarna med (naturliga) djupa eutektiska lösningsmedel ger denna processteknik överlägsenhet på många nivåer. Hielscher Ultrasonics portfölj täcker hela sortimentet från kompakta labb ultraljudsapparater till industriella extraktionssystem. Alla är naturligtvis lämpliga för extraktion med djupa eutektiska lösningsmedel.
Vår erfarna personal hjälper dig från genomförbarhetstester och processoptimering till installation av ditt ultraljudssystem på slutproduktionsnivå.
- Högeffektiv kraft-ultraljud
- Hög tillförlitlighet
- mycket höga amplituder
- Drift i batch- och flödesläge
- Repeterbara / reproducerbara resultat
- Drift 24/7/365
- robusthet
- Smart programvara
- Fjärrkontroll för webbläsare
- användarvänlighet
- Låga underhållskrav
- Säkerhet
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:
Batchvolym | Flöde | Rekommenderade enheter |
---|---|---|
1 till 500 ml | 10 till 200 ml/min | UP100H |
10 till 2000 ml | 20 till 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 till 20L | 0.2 till 4L/min | UIP2000hdT |
10 till 100L | 2 till 10L/min | UIP4000hdT |
N.A. | 10 till 100 L/min | UIP16000 |
N.A. | Större | kluster av UIP16000 |
Kontakta oss! / Fråga oss!
Litteratur / Referenser
- 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.

Högpresterande ultraljud! Hielschers produktsortiment täcker hela spektrumet från den kompakta laboratorieultraljudsapparaten över bänkenheter till fullindustriella ultraljudssystem.