Strategier för högre utbyte vid växtextraktion

För att producera växtextrakt av högsta kvalitet med hög effektivitet, dvs. höga utbyten av extrakt av högsta kvalitet inom en kort extraktionstid, krävs en högpresterande extraktionsteknik. Ultraljudsextraktion är en processintensifierande teknik som gör det möjligt att använda ett brett spektrum av råvaror och ger höga utbyten av överlägsna extrakt på ett snabbt och kostnadseffektivt sätt.

Växtextrakt av högsta kvalitet med effektultraljud

När en specifik bioaktiv förening eller en bioaktiv fraktion extraheras ur en växt påverkas extraktionsprocessen av flera faktorer. Utöver extraktionstekniken (t.ex. ultraljudsextraktion) är lösningsmedlets polaritet, råvaran och dess förbehandling, förhållandet mellan fast material och vätska (dvs. förhållandet mellan växtmaterial och lösningsmedel), extraktionstiden och temperaturen viktiga processfaktorer som måste övervägas noggrant. Ultraljudsassisterad extraktion (UAE) möjliggör idealiska processförhållanden som kännetecknas av både skonsamhet och hög effektivitet. Det fria valet av milda lösningsmedel eller kallvattenextraktion, låga temperaturer och korta bearbetningstider gör ultraljudsextraktion till den överlägsna extraktionstekniken, som förhindrar termisk eller kemisk nedbrytning av de bioaktiva molekylerna. Dessutom kan UAE frigöra hela den tillgängliga mängden bioaktiva molekyler från växtråvaran. Därför är ultraljudsbehandling den mest använda extraktionstekniken för produktion av högpotenta extrakt.

Vad gör ultraljudsextraktion överlägsen?

Ultraljudsassisterad extraktion (UAE) är en mycket effektiv extraktionsteknik som bygger på rent mekaniska krafter. Ultraljudskavitation eller akustisk kavitation kännetecknas av intensiva skjuvkrafter samt lokalt förekommande stora temperatur- och tryckskillnader. Dessa mycket intensiva kavitationskrafter orsakar så kallad sonoporation, vilket innebär att nya porer bildas och befintliga porer förstoras i cellmembranet, samt att växternas cellstrukturer bryts sönder. Det ultraljudsintensifierade flödet av lösningsmedel in i och ut ur cellernas inre bidrar till att växtämnena frigörs snabbt och fullständigt. Eftersom UAE enbart använder mekaniska krafter förändras inte växtmolekylerna genom kemikalier eller intensiv värmebehandling, vilket förhindrar kemiska eller värmeinducerade förändringar av de bioaktiva ämnen som finns i växter. Därmed ger ultraljudsextraktion högkvalitativa fullspektrumextrakt som erbjuder den fulla effekten av växtämnenas samverkan, känd som den så kallade entourageeffekten.
Ultraljudsextraktion: skonsam, icke-termisk men ändå mycket effektiv teknik för höga utbyten av extrakt av högsta kvalitet.

Jämförelse mellan ultraljudsextraktion och andra tekniker

Ultraljudsextraktion är en vanligt använd teknik för att frigöra och isolera bioaktiva föreningar som antioxidanter, polyfenoler, polysackarider, proteiner, lipider, cannabinoider och andra fytokemikalier ur växtmaterial.
Ultraljudsbehandling är den föredragna metoden tack vare många fördelar, såsom höga / fullständiga extraktionsutbyten, snabb, icke-termisk bearbetning, kompatibilitet med nästan alla lösningsmedel (t.ex. vatten, etanol, metanol, isopropanol, vegetabiliska oljor, glycerin osv.), enkel och säker drift samt lågt underhållsbehov, bland många andra.
Tabellen nedan jämför ultraljudsextraktion med andra konventionella extraktionsmetoder och framhäver fördelarna med UAE.

Varför är ultraljudsextraktion så effektiv?

Den extraktionsintensifierande mekanismen hos effektultraljud tillskrivs främst fenomenet akustisk kavitation. Ultraljudskavitation orsakar kollisioner mellan partiklar i växtbiomassan, vilket leder till fragmentering mellan partiklar och minskad partikelstorlek. När kavitationsbubblor kollapsar på ytan av det fasta växtmaterialet ökar erosion och sonoporation partikelytan ytterligare. Den därigenom intensifierade massöverföringen underlättar frisättningen av molekyler såsom proteiner, lipider, sockerarter, vitaminer, antioxidanter, fytokemikalier och kostfibrer. Skjuvkrafter som genereras av ultraljud förbättrar lösningsmedlets inträngning i växtmaterialets cellmatris respektive cellmembranens genomsläpplighet. Dessa mekanismer hos effektultraljud ligger bakom den betydande processintensifiering som uppnås när ultraljudsbehandling används för växtextraktion.

Få teknisk information om Hielschers ultraljudsextraktorer och deras fördelar!

Hielscher Ultrasonics utvecklar, tillverkar och distribuerar högpresterande ultraljudsextraktorer för satsvis och kontinuerlig bearbetning i alla produktionsskalor. Utöver högsta tekniska standard, enastående robusthet och drift 24/7/365 för högeffektiv bearbetning är Hielschers ultraljudsapparater enkla och tillförlitliga att använda. Hög effektivitet, smart programvara, intuitiv meny, automatisk dataloggning och fjärrstyrning via webbläsare är bara några av de funktioner som skiljer Hielschers extraktorer från annan extraktionsutrustning.

Fördelar med Hielschers ultraljudsextraktorer

Effektivitet

• Högre utbyten
• Snabb extraktionsprocess – inom några minuter
• Extrakt av hög kvalitet – skonsam, icke-termisk extraktion
• Miljövänliga lösningsmedel (vatten, etanol, glycerin, vegetabiliska oljor osv.)

Enkelhet

• Anslut och kör – installation och utbildning inom några timmar
• Hög genomströmningskapacitet – för storskalig extraktproduktion
• Satsvis eller kontinuerlig inlinedrift
• Enkel installation – stöder flera spänningar och kräver endast anslutning av fyra slangar
• Flyttbar
• Linjär uppskalning – lägg till ytterligare ett ultraljudssystem parallellt för att öka kapaciteten
• Fjärrövervakning och fjärrstyrning – via PC, smarttelefon eller surfplatta
• Ingen processövervakning krävs – installera och kör
• Hög prestanda – utformad för kontinuerlig produktion dygnet runt, alla dagar i veckan
• Robusthet och lågt underhållsbehov
• Hög kvalitet – konstruerad och tillverkad i Tyskland
• Snabb påfyllning och tömning mellan satser
• Lätt att rengöra

Säkerhet

• Enkel och säker att använda
• Lösningsmedelsfri eller lösningsmedelsbaserad extraktion (vatten, etanol, vegetabiliska oljor, glycerin osv.)
• Inga höga tryck och temperaturer
• ATEX-certifierade explosionssäkra system finns tillgängliga
• Enkel att styra (även via fjärrstyrning)

Lösningsmedel för ultraljudsextraktion
Välj det idealiska lösningsmedlet för din extraktionsprocess: vatten, vatten–alkoholblandning, isopropylalkohol, hexan, etanol, metanol, butan, vegetabiliska oljor, glycerol,
icke-toxiska lösningsmedel samt alla andra vanliga lösningsmedel är kompatibla med ultraljudsextraktion.
Ultraljudsextraktion med kallt vatten: Även om vatten tekniskt sett är ett lösningsmedel, det så kallade universella lösningsmedlet, betraktas vattenbaserad extraktion i allmänhet som extraktion utan lösningsmedel. Lösningsmedelsfri ultraljudsextraktion kräver inga främmande ämnen. Suspensionen av vatten och växtmaterial behandlas med ultraljud för att bryta sönder växtens cellväggar så att de bioaktiva molekylerna frigörs i vattnet (lösningsmedlet). Ultraljudsbehandling är en rent mekanisk metod som inte förändrar råmaterialet och extraktet kemiskt. Därför är ultraljudsextraktion den föredragna tekniken för att framställa växtextrakt av hög kvalitet.

Ultraljudsapparat av sondtyp UIP1000hdT med omrörare för framställning av växtextrakt såsom cannabinoider (t.ex. CBD, THC, CBG)

 
Tabellen nedan ger en uppfattning om den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsextraktorer (satsvis bearbetning och genomflödesbearbetning):