Hexan extraktion med förbättrad effektivitet genom ultraljud

Ultraljud av sondtyp kan förbättra konventionell hexanextraktion genom att intensifiera processen och göra den betydligt effektivare. Ultraljud extraktion förbättrar massöverföring och stör celler för att frigöra riktade bioaktiva ämnen i lösningsmedlet, vilket resulterar i högre extraktionsutbyten jämfört med konventionella metoder ensam. Ultraljudsassisterad extraktion är mycket effektiv för att öka utbytet av oljeutvinning, inklusive rapsolja och linfröolja, vilket resulterar i en högkvalitativ fettsyrasammansättning och högre innehåll av bioaktiva komponenter.

Hexanextraktion förbättrad med Power Ultrasound

Ultraljud extraktion är en process intensifierande metod som kan förbättra fast-vätska och lösningsmedel extraktionsprocesser avsevärt.

Begränsningar för konventionell hexanextraktion

Hexanextraktion är en vanlig teknik som används för att extrahera organiska föreningar, särskilt opolära ämnen, från olika källor som växter, frön eller jord. Hexan är ett kolvätelösningsmedel som är mycket effektivt för att lösa upp och extrahera lipider, oljor och andra opolära föreningar. Hexan används i stor utsträckning för oljeextraktion på grund av dess solubiliserande förmåga för opolära föreningar (t.ex. oljor), enkel efterföljande oljeseparation och en smal kokpunkt (63–69 °C).
Effektiviteten hos hexanextraktionsprocesser kan dock variera kraftigt beroende på råvara och extraktion: Extraktionsutbyte och extraktionstid är till stor del korrelerade. Detta innebär att för ett högt extraktutbyte krävs en längre uppehållstid för biomassan i hexanlösningsmedlet. En annan begränsande faktor är ofta otillräcklig penetration av hexan i biomassamatrisen. Styva cellulära strukturer fuktas mestadels med hexan på ytan, medan cellens inre endast delvis kommer i kontakt med hexan. En sådan otillräcklig penetration resulterar i en ofullständig extraktionsprocess eftersom de riktade ämnena såsom lipider (dvs. fettsyror, fetter, oljor) stannar kvar i det inre av cellmatrisen.

Lösningen: Ultraljudsintensifierad hexanextraktion

Sond-typ ultraljudsbehandling, även känd som ultraljudssondbehandling, är en metod som använder högintensiva ultraljudsvågor för att skapa akustiska kavitationsbubblor i ett flytande medium. Dessa bubblor kollapsar snabbt, genererar intensiva lokala energifält och skapar mikroturbulenser och höga skjuvkrafter i lösningsmedlet.
På grund av dessa ultraljudsgenererade energitäta förhållanden kan sond-typ ultraljudsbehandling intensifiera och förbättra hexanextraktionsprocessen på flera sätt:

• Förbättrad massöverföring: Ultraljudsbehandling förbättrar massöverföringen mellan det fasta provet och lösningsmedlet. Mikroturbulensen och den snabba kollapsen av kavitationsbubblor skapar starka skjuvkrafter och lokala tryckförändringar. Detta stör gränsskiktet runt det fasta provet, vilket främjar frisättningen av målföreningarna i lösningsmedlet, vilket förbättrar extraktionseffektiviteten.
• Accelererad extrahering: Ultraljudsbehandling påskyndar extraktionskinetiken genom att öka kontaktytan mellan lösningsmedlet och det fasta provet. Kavitationsbubblorna ger omrörning och skapar en homogeniserad blandning, vilket säkerställer att lösningsmedlet kommer i nära kontakt med hela ytan på det fasta materialet, vilket leder till snabbare extraktionshastigheter.
• Störning av cellstrukturer: I växtbaserade extraktioner, ultraljudsbehandling kan störa de cellulära strukturerna, såsom cellväggar och membran, underlätta frisättningen av intracellulära komponenter. Detta möjliggör en effektivare extraktion av lipider och andra målföreningar som kan vara inneslutna i cellerna.
• Minskad extraktionstid: Genom att kombinera den ökade massöverföringen och accelererad extraktionskinetik kan sond-typ ultraljudsbehandling avsevärt minska den extraktionstid som krävs för att få önskat utbyte. Detta kan vara särskilt fördelaktigt vid bearbetning av stora volymer av prover eller arbete med tidskänsliga applikationer.

På grund av dessa förbättrade processfaktorer kan ultraljud av sondtyp förbättra hexanextraktion avsevärt. Ultraljudshexanextraktionen kan optimeras baserat på de specifika föreningarna och volymerna som extraheras. Ultraljudsintensitet (amplitud), varaktighet, temperatur, tryck och extraktionsinställningen kan justeras för optimalt extraktutbyte inom en förkortad extraktionsperiod.

• algolja
• Vegetabiliska oljor (soja, lin, raps, solros, riskli etc.)
• eteriska oljor
• karyofyllen
• Vaniljoleoresin från vaniljstång
• Lutein från äggula
• Astaxanthin från alger
• Avfettning av insekter

Ultraljudsintensifierad Soxhlet-extraktion med hexan som lösningsmedel

Ultraljudsintensifierad Soxhlet-extraktion är en process som kombinerar traditionell Soxhlet-extraktion med ultraljudsvågor för att förbättra effektiviteten i extraktionsprocessen. Soxhlet extractio är en procedur som ofta används i laboratorier och för produktion av mindre extraktvolymer, såsom eteriska oljor eller vissa bioaktiva föreningar.
Hexan är ett vanligt använt lösningsmedel för denna process, eftersom det är effektivt för att extrahera lipider från olika källor, inklusive fröoljor, algolja samt lipidbaserade bioaktiva föreningar. Ultraljud stör cellstrukturer och främjar utvinning av fast vätska genom ökad massöverföring och frisättning av föreningar i lösningsmedlet. Eftersom lösningsmedlet som hexan kan tränga in i det fasta materialet bättre och lösa upp oljorna (lipider, fettsyror) effektivt. Följaktligen påskyndas extraktionsprocessen, vilket minskar den tid som krävs för att extrahera de önskade föreningarna. Dessutom kan användningen av ultraljud minska mängden lösningsmedel som krävs, vilket gör det till ett mer miljövänligt alternativ.
 

Ultraljudsextraktion möjliggör användning av mildare, giftfria lösningsmedel

Ultraljud förbättrar inte bara hexanextraktion, det gör det också möjligt att använda mildare, giftfria lösningsmedel som etanol, vattenhaltig etanol, vatten eller naturliga djupa eutektiska lösningsmedel (DES, NADES). Den mycket effektiva cellstörningen och massöverföringen som tillhandahålls av ultraljudssondextraktorer ger utmärkta resultat med mildare lösningsmedel. Därmed möjliggör ultraljudsextraktion i kombination med mildare, giftfria, miljövänligare lösningsmedel högkvalitativa, livsmedelsklassade extrakt, kostnadsbesparingar och en grön extraktionsprocess.

Högpresterande ultraljudsapparater för förbättrad hexanextraktion

Hielscher Ultrasonics designar, tillverkar och levererar högpresterande ultraljudsextraktorer, som enkelt kan integreras i befintliga hexanextraktionsanläggningar eller Soxhlet-extraktorer. Förutom leverans, installation och underhållsservice konsulterar och vägleder Hielscher sina kunder under genomförbarhetstester, processoptimering och anläggningsdesign till den slutliga installationen och driftsättningen av extraktionsprocessen.
Stora fördelar med Hielscher ultraljudsapparater är full processkontroll, linjär skalbarhet, och förmågan hos alla industriella ultraljudsprocessorer att leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. Höga amplituder är särskilt viktiga när det gäller extraktion av hårdare cellstrukturer som frön och kärnor.
Vår tekniska personal och vårt fullt utrustade processlaboratorium hjälper dig med kunskap och vägledning!

Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland

Hielscher ultraljudsapparater är välkända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel drift möjliggör en smidig integration av våra ultraljudsapparater i industriella anläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultraljudsapparater.

Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken och användarvänligheten. Naturligtvis är Hielscher ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.

Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten för våra ultraljudstekniker: