Hielscher Ultrasonics
Vi diskuterar gärna din process.
Ring oss: +49 3328 437-420
Maila oss: info@hielscher.com

Lösningsmedel för ultraljud extraktion från växter

  • Ultraljud extraktion har många fördelar såsom hög avkastning, snabba utvinningshastigheter, miljövänlighet och låg energiförbrukning.
  • En av de starkaste fördelarna är användningen av vatten som extraktionsmedium. Emellertid, ultraljudsbehandling kan användas med mångfaldiga lösningsmedelssystem för att leverera överlägsna resultat för den riktade extraktet.
  • Det optimala lösningsmedlet för ultraljud extraktion av vegetabiliska bioaktiva ämnen väljs med hänsyn till råvaran.

Ultraljud extraktion

Ultraljud är välkänt för att störa cellstrukturer och förbättra massöverföringen, vilket ökar extraherbarheten av bioföreningar (t.ex. fenoler, karotenoider).
Eftersom de mekaniska effekterna av ultraljudsbehandling förbättra extraktionsprocessen på grund av förbättrad massöverföring kraftigt, är användningen av organiska lösningsmedel ofta överflödig. Detta innebär att för ultraljud extraktion, vatten är ofta ett tillräckligt extraktionsmedium som har många fördelar som att vara billigt, ofarligt, lättillgängligt och miljövänligt.
Emellertid, för specifika bioaktiva föreningar kan bästa resultat uppnås genom ultraljud extraktion i kombination med ett flyktigt lösningsmedel.
För att välja rätt lösningsmedel måste man ta hänsyn till råmaterialet (t.ex. färskt eller torkat, macererat/malet eller pulveriserat växtmaterial) och de riktade ämnena (t.ex. lipofilt, hydrofilt).
 

I den här videon visar vi dig fördelarna med att extrahera potenta bioaktiva föreningar från växtbaserade blad i glycerin med hjälp av en sond-typ sonikator. Utmaningen är den höga viskositeten hos vegetabiliskt glycerin, cirka 1400cP vid rumstemperatur, vilket kan vara en viskositet som många ultraljudare inte kan hantera. Emellertid, den 400watt kraftfulla sond-typ sond typ sonikator UP400St hanterar utan ansträngning detta viskösa lösningsmedel, vilket säkerställer noggrann blandning och effektiv extraktion även med rent vegetabiliskt glycerin.
Vegetabiliskt glycerin är ett idealiskt extraktionsmedel på grund av dess giftfria, icke-irriterande egenskaper och dess förmåga att bevara stabiliteten och styrkan hos känsliga bioaktiva föreningar. Både rent glycerin och glycerin-vattenblandningar är användbara lösningsmedel för produktion av extrakt för kosttillskott och nutraceuticals, smakextrakt, livsmedelstillsatser och kosmetika.

Ultraljud botanisk extraktion med glycerin som lösningsmedel - UP400St

Miniatyr av video

 

Ultraljud bänk topp sonikator UIP2000hdT för botanisk utvinning från blad och blommor. Denna sonikator arbetar med en frekvens på 20kHz och levererar 2000 watt för den mest effektiva utvinningen av bioaktiva föreningar.

UIP2000hdT ultraljudsapparat för botanisk extraktion i stora satser eller inline-drift

Begäran om information




Observera vår integritetspolicy.




Följande tabell listar flera lösningsmedel, som är väletablerade extraktionslösningsmedel och används för ultraljudsextraktion från växtmaterial.

etanol Ett av de vanligaste lösningsmedlen för botanisk extraktion. Som ett polärt lösningsmedel löser etanol polära föreningar såsom alkaloider och flavonoider.
Vatten Det universella lösningsmedlet, som ofta används för att extrahera hydrofila föreningar som polysackarider, proteiner och vissa glykosider.
Vattenhaltig etanol En blandning av etanol och vatten, detta lösningsmedel kan extrahera ett brett spektrum av polära och måttligt polära föreningar, vilket ger en balans mellan etanolens lösningsmedelskraft och vattnets förmåga att extrahera hydrofila föreningar. Vattenhaltig etanol kan framställas i olika förhållanden för att justera upplösningskapaciteten till målföreningar.
glycerin Ett mycket polärt lösningsmedel som är användbart för att extrahera polära föreningar och kan vara ett säkrare alternativ till andra polära lösningsmedel, som ofta används i tinkturer och extrakt avsedda för intern konsumtion. Läs mer om att extrahera fytokemikalier i glycerin med hjälp av ultraljudsbehandling!
metanol Ett mycket polärt lösningsmedel som är effektivt för att extrahera ett brett spektrum av växtföreningar, inklusive fenoler, flavonoider och vissa alkaloider.
hexan Ett opolärt lösningsmedel som främst används för att extrahera opolära föreningar som lipider, vaxer och eteriska oljor.
aceton Aceton är ett polärt aprotiskt lösningsmedel som är effektivt för att extrahera ett brett spektrum av botaniska föreningar, särskilt de som är mindre polära än de som extraheras med vatten eller metanol.
Isopropanol Ett polärt lösningsmedel som liknar etanol, som vanligtvis används för att extrahera eteriska oljor, hartser och vissa alkaloider.
Kloroform Ett opolärt lösningsmedel som är effektivt för att extrahera alkaloider, terpenoider och vissa glykosider. Det används mindre ofta på grund av dess toxicitet.
etylacetat Ett måttligt polärt lösningsmedel som används för att extrahera en rad föreningar, inklusive flavonoider, alkaloider och fenoler.
toluen Ett opolärt lösningsmedel som används för att extrahera opolära föreningar som eteriska oljor, terpener och vaxer.
Butanol Ett måttligt polärt lösningsmedel som är effektivt vid extraktion av föreningar med medelpolaritet, inklusive vissa glykosider och saponiner.
Petroleumeter Ett opolärt lösningsmedel som främst används för att extrahera fetter, oljor och andra opolära föreningar från växtmaterial.

 

I den här presentationen introducerar vi dig till tillverkning av botaniska extrakt. Vi förklarar utmaningarna med att producera högkvalitativa botaniska extrakt och hur en ultraljudsbehandling kan hjälpa dig att övervinna dessa utmaningar. Den här presentationen kommer att visa dig hur ultraljudsextraktion fungerar. Du kommer att lära dig, vilka fördelar du kan förvänta dig att använda en sonikator för extraktion och hur du kan implementera en ultraljud extraktor i din extrakt produktion.

Ultraljud botanisk extraktion - Hur man använder ultraljudstekniker för att extrahera botaniska föreningar

Miniatyr av video

 

Ultraljud extraktion fungerar genom att störa cellstrukturer och främja massöverföring. Denna arbetsprincip för ultraljud används av Hielscher Ultrasonics-utrustning för mycket effektiv extraktion av bioaktiva föreningar från växter.

Kraftfulla ultraljudsvågor stör cellmatrisen av biologiska strukturer och frigör de bioaktiva föreningarna. Massöverföringen mellan växtmaterialet och lösningsmedlet intensifieras. På grund av dessa mekanismer är ultraljudsextraktion mycket effektiv för botanisk extraktion.

UP400ST ultraljudshomogenisator för örtextraktion. UP400St hanterar lösningsmedel med högre viskositet, t.ex. 100 % glycerin.

UP400ST homogenisator med ultraljud För växtbaserad extraktion kan du använda det lösningsmedel du väljer.

Ultraljudsapparater för extraktion

Industriell ultraljudsbehandling för storskalig botanisk utvinningFrån ultraljudsenheter för laboratorier och stationära datorer upp till fullindustriella ultraljudsutsugningssystem – Hielscher Ultrasonics är din långvariga erfarna partner när det gäller kraftfulla och pålitliga ultraljudsenheter för framgångsrika extraktionsprocesser.
Våra ultraljudssystem används i stor utsträckning i biokemiska laboratorier och farmaceutiska produktionsanläggningar. Ultraljudssonotrodes och reaktorer är autoklaverbara och uppfyller standarderna för farmaceutisk produktion.

Hielscher industriella sonikatorer kan leverera mycket höga amplituder för att störa cellmatriser och för att frigöra riktade ämnen. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. Kraften och robustheten hos Hielscher ultraljudsapparater säkerställer höga utbyten, snabba utvinningshastigheter och mer fullständig extraktion – som utmärker sig i konventionella extraktionsprocesser.
Våra ultraljudsprocessorer kan kombineras med konventionella extraktionsmetoder som t.ex. Soxhlet extraktion eller superkritisk CO2-extraktion. Eftermontering i befintliga produktionslinjer kan enkelt utföras.

Kontakta oss! / Fråga oss!

Använd formuläret nedan om du vill ha mer information om ultraljudshomogenisering. Vi kommer gärna att erbjuda dig ett ultraljudssystem som uppfyller dina krav.









Observera våra integritetspolicy.






Litteratur / Referenser

I det här korta videoklippet visar vi dig den snabba ultraljudsinfusionen av sprit med lila blommor. Ultraljud infusion och extraktion används för att överföra de underbara smakbuketterna av blommor och blommor till sprit, cocktails och alkoholfria drycker. Se hur UP200Ht sonikator frigör aromen och smakerna av syren i gin.

Syreninfunderad Gin för utsökta smaker med hjälp av sond-typ Sonicator UP200Ht

Miniatyr av video

Fakta som är värda att veta

Ultraljud extraktion genom kavitation

Intensiva ultraljudsvågor genererar akustisk kavitation i vätskor. De kavitationella skjuvkrafterna bryter sönder cellvägg och membran så att det intracellulära materialet frigörs. Ultraljud extraktion uppnår större penetration av lösningsmedlet i en vegetabilisk vävnad och förbättrar massöverföringen. Därmed intensifierar ultraljud extraktionsprocessen avsevärt vilket resulterar i högre utbyten, snabbare utvinningshastigheter och en mer fullständig extraktion.

System för lösningsmedel

För extraktion av bioaktiva föreningar från vegetabiliskt material finns olika lösningsmedelssystem tillgängliga. För extraktion av hydrofila föreningar väljs mestadels polära lösningsmedel som metanol, etanol eller etylacetat, medan för extraktion av lipofila föreningar (t.ex. lipider) är lösningsmedelssystem som diklormetan eller diklormetan/metanol (v/v 1:1) att föredra. Hexan används ofta som lösningsmedel för klorofyllextraktion.

Vad är bioaktiva föreningar?

Bioaktiva föreningar eller fytokemikalier definieras som ämnen som har inverkan på levande organismer, vävnader eller celler. Biologiskt aktiva substanser inkluderar antibiotika, enzymer och vitaminer. Bioaktiva ämnen som karotenoider och polyfenoler kan utvinnas t.ex. från frukt, blad och grönsaker, medan fytosteroler finns i vegetabiliska oljor.
Växtbaserade bioaktiva föreningar inkluderar flavonoider, koffein, karotenoider, kolin, ditioltioner, fytosteroler, polysackarider, fytoöstrogener, glukosinolater, polyfenoler och antocyaniner. Många bioaktiva ämnen är uppskattade för att fungera som antioxidanter och anses därför vara hälsofördelaktiga.

Hur väljer jag det bästa extraktionslösningsmedlet?

Riktlinjerna nedan hjälper dig att välja ett lämpligt lösningsmedel för ultraljud botanisk extraktion. Eftersom ultraljudsbehandling är kompatibel med alla vanliga lösningsmedel, kan du välja det lösningsmedel som är mest idealiskt för din växt råmaterial, de riktade fytokemikalierna och kostnadseffektiviteten.

  • Selektivitet: Välj ett lösningsmedel som specifikt löser upp de önskade föreningarna samtidigt som oönskade komponenter lämnas kvar. Använd till exempel etanol för polära föreningar som alkaloider och flavonoider.
  • Löslighet: På grundval av principen om “lika upplöses som,” Välj ett lösningsmedel med en polaritet som liknar den för det lösta ämnet. Polära lösningsmedel (t.ex. vatten, etanol) löser upp polära föreningar, medan icke-polära lösningsmedel (t.ex. hexan) löser upp opolära föreningar som lipider och oljor.
  • Kostnad: Tänk på lösningsmedlets kostnadseffektivitet. Vissa lösningsmedel kan vara dyrare men ger högre avkastning eller bättre selektivitet, vilket balanserar den totala extraktionskostnaden.
  • Säkerhet: Se till att lösningsmedlet är säkert att använda och hantera. Faktorer inkluderar toxicitet, brandfarlighet och miljöpåverkan. Till exempel är vatten och etanol säkrare val jämfört med kloroform eller toluen.

Val av polaritet och lösningsmedel
Enligt lagen om likhet och intermiscbilitet kommer lösningsmedel med ett polaritetsvärde nära polariteten hos det lösta ämnet sannolikt att prestera bättre. Här är några exempel:

  • Polära lösningsmedel: Vatten, etanol, metanol – Används för att extrahera polära föreningar som alkaloider, flavonoider, glykosider och proteiner.
  • Måttligt polära lösningsmedel: aceton, etylacetat, isopropanol – Lämplig för att extrahera ett brett spektrum av föreningar, inklusive fenoler och vissa alkaloider.
  • Icke-polära lösningsmedel: Hexan, toluen, petroleumeter – Idealisk för att extrahera opolära föreningar som lipider, vaxer, terpener och eteriska oljor.

Exempel på användning av lösningsmedel

  • Etanol: Ett av de vanligaste lösningsmedlen för botanisk extraktion. Som ett polärt lösningsmedel löser etanol polära föreningar såsom alkaloider och flavonoider.
  • Vatten: Det universella lösningsmedlet, som ofta används för att extrahera hydrofila föreningar som polysackarider, proteiner och vissa glykosider.
  • Metanol: Ett mycket polärt lösningsmedel som är effektivt för att extrahera ett brett spektrum av växtföreningar, inklusive fenoler, flavonoider och vissa alkaloider.
  • Hexan: Ett opolärt lösningsmedel som främst används för att extrahera opolära föreningar som lipider, vaxer och eteriska oljor.
  • Aceton: Aceton är ett polärt aprotiskt lösningsmedel som är effektivt för att extrahera ett brett spektrum av botaniska föreningar, särskilt de som är mindre polära än de som extraheras med vatten eller metanol.
  • Isopropanol: Ett polärt lösningsmedel som liknar etanol, som vanligtvis används för att extrahera eteriska oljor, hartser och vissa alkaloider.
  • Kloroform: Ett opolärt lösningsmedel som är effektivt för att extrahera alkaloider, terpenoider och vissa glykosider. Det används mindre ofta på grund av dess toxicitet.
  • Etylacetat: Ett måttligt polärt lösningsmedel som används för att extrahera en rad föreningar, inklusive flavonoider, alkaloider och fenoler.
  • Toluen: Ett opolärt lösningsmedel som används för att extrahera opolära föreningar som eteriska oljor, terpener och vaxer.
  • Butanol: Ett måttligt polärt lösningsmedel som är effektivt vid extraktion av föreningar med medelpolaritet, inklusive vissa glykosider och saponiner.
  • Petroleumeter: Ett opolärt lösningsmedel som främst används för att extrahera fetter, oljor och andra opolära föreningar från växtmaterial.

Följande lösningsmedel testades i forskningsstudier som undersökte ultraljudsextraktion av specifika växtmaterial och fytokemikalier.

lösningsmedel Växt Typ av vävnad
Ättiksyra / karbamid / cetyltrim-etylammoniumbromid ris kli
Vattenhaltig etanol Dranka korn
Vattenhaltig isopropanol sojaböna, raps Frön
etanol Saccharina japonica
Isättande aktisk syra durra
Fenol Tomat / Potatis / Aloe Vera / Sojabönor pollen / knöl / blad / frö
Fenol/ammoniumacetat korn / banan rot / blad
Fenol/ammoniumacetat Avokado / tomat / apelsin / banan / päron / druva / äpple / jordgubbe Frukter
Fenol/metanol-ammoniumacetat barrträd / banan / äpple / potatis Frö / Frukter
Natriumdodecylsulfat/aceton barrträd / potatis Frö / knöl
Natriumdodecylsulfat/TCA/aceton äpple / banan vävnad
TCA bönor ståndarknapp
TCA/aceton citrus / sojabönor / aloe vera Blad
TCA/aceton sojabönor / barrträd Frön
TCA/aceton tomat pollen korn
TCA/aceton/fenol oliv / bambu / druva / citron Blad
TCA/aceton/fenol äpple / apelsin / tomat Frukter
Tiourea/urea sojaböna frö
Tiourea/urea äpple / banan Vävnader
Tris-HCL-buffert tomat pollen korn

Vad är organiska lösningsmedel?

Ett organiskt lösningsmedel är en typ av flyktig organisk förening (VOC). VOC är organiska kemikalier som förångas vid rumstemperatur.
Organiska föreningar som används som lösningsmedel inkluderar:

  • aromatiska föreningar, t.ex. bensen och toluen
  • alkoholer, t.ex. metanol
  • estrar och etrar
  • ketoner, t.ex. aceton
  • Amines
  • nitrerade och halogenerade kolväten

Många organiska lösningsmedel är klassificerade som giftiga eller cancerframkallande. Vid felaktig hantering kan de vara farliga för människor och kan förorena luft, vatten och mark. På grund av den kraftfulla mekanismen för ultraljudsextraktion kan användningen av organiska lösningsmedel undvikas genom att ersätta dem med mildare, giftfria lösningsmedel.

Vi diskuterar gärna din process.

Låt oss ta kontakt.