Ultraljud utkonkurrensar andra extraktionsmetoder med hastighet
Det snabba förfarandet för ultraljud extraktion och den därav följande tidsbesparingar i extraktproduktion är en av många fördelar med ultraljud extraktion av bioaktiva föreningar från växter. Ultraljud extraktion har vetenskapligt jämförts med alternativa extraktion tekniker såsom superkritisk CO2 extraktion, maceration, värme-reflux, Soxhlet, eller mikrovåg extraktion och forskningsresultat visar den betydande fördelen med ultraljud när det gäller extraktion hastighet och avkastning.
Ultraljud som snabb extraktionsprocedur
Ultraljud extraktion av bioaktiva föreningar är välkänd för sina höga utbyten, högkvalitativa extrakt, kort extraktionstid, låg energiförbrukning och förmågan att arbeta med mycket milda lösningsmedel. Alla dessa faktorer bidrar till den extraordinära totala effektiviteten av ultraljud utvinning av bioaktiva beståndsdelar från växtmaterial.
Nedan hittar du ett urval av vetenskapliga forskningsrapporter, där ultraljudsextraktion (även ultraljudsassisterad extraktion / UAE) jämfördes med andra extraktionstekniker som maceration, Soxhlet, värmereflux, superkritisk CO2, och mikrovågsutsugning.
ultraljudsapparat UP400St för höghastighetsutvinning av växter i batchläge
| Extraheringsapplikation | Ultraljud extraktionstid | Alternativ extraktionsmetodtid | Ytterligare information | Källa |
|---|---|---|---|---|
| Antocyanin extrakt från myrten bär | 5 min | 15 min Mikrovågsugn |
Ultrasonicator UP200S | Gonzalez et al., 2019 |
| Boldo lämnar extraktion | 5-30 min | 15-90 min Maceration |
ultraljud UIP1000hdT "Vi kan se att från 5 till 30 min ultraljudsbehandling motsvarar utbytet av konventionell maceration vid 15 till 90 min: UAE kräver en tredjedel av tiden för att extrahera bladens lösliga material i konventionell maceration." |
Petigny et al., 2013 |
| Extraktion av totala fenoler och flavonoider från salvia | 11 min | 30 min konventionell extraktion med vattenbad shaker vid 60ºC |
ultraljuds~~POS=TRUNC Extraktorer UP100H, UP400S |
Dent et al., 2015 |
| Extraktion av polyfenoler i olivblad | 21 min | 60 min konventionell värmerefluxutvinning |
ultrasonicator UP400S | Dobrinčić et al., 2020 |
| Extraktion av bioaktiv fenolik från Malva sylvestris löv | 49 min 48°C vid 110W |
5 h omrörd sängutsugning vid 150 varv/min |
Ultrasonicator UP200S HPLC-analysen visade att koncentrationen av bioaktiv fenolik ökade betydligt (p≺0,05) under den optimala UAE Villkor. |
Bimakr et al., 2017 |
| Extraktion av lipider från vintermelon (Benincasa hispida) Frö | ∼36 min | Superkritisk koldioxidutvinning i kombination med trycksvängningsteknik (SCE-PST) (∼50 min), superkritisk CO2 (∼97 min), och konventionell Soxhlet-extraktion (∼360 min) | jämförelse av superkritisk koldioxid (sCO2), ultraljudsassisterad extraktion (UAE), superkritisk koldioxidutvinning i kombination med trycksvängningsteknik (SCE-PST) och Soxhlet-extraktion visar att Förenade Arabemiraten är den mest effektiva och snabba extraktionstekniken. | (2015) |
jämförelse av superkritisk koldioxid (sCO2), ultraljudsassisterad extraktion (UAE), superkritisk koldioxidutvinning i kombination med trycksvängningsteknik (SCE-PST) och Soxhlet-extraktion visar att UAE är den mest effektiva och snabba extraktionstekniken.
- Hög extraktionseffektivitet
- Överlägsen extraktionsavkastning
- snabb process
- Låga temperaturer
- Lämplig för att extrahera termolabila föreningar
- Kompatibel med alla lösningsmedel
- Låg energiförbrukning
- Grön extraktionsteknik
- Enkel och säker drift
- Låga investerings-och drifts kostnader
- 24/7 drift under tunga last-
Högpresterande ultraljudsutsugare för expressisolering av föreningar
Hielschers toppmoderna ultraljudsutrustning möjliggör en snabb extraktion av högkvalitativa biomolekyler från växter. Full kontroll över processparametrarna som amplitud, temperatur, tryck och energitillförsel möjliggör de mest effektiva och mildaste extraktionsförhållandena som producerar oskadade, mycket bioaktiva extrakt. Optimera ultraljud extraktion parametrar såsom råmaterial partikel storlek, lösningsmedel typ, fast-till-lösningsmedel förhållande, och extraktion tid kan optimeras för högsta effektivitet och bästa övergripande resultat. Eftersom ultraljud extraktion är en icke-termisk extraktionsmetod, termisk nedbrytning av bioaktiva ingredienser kan undvikas vilket resulterar i överlägsen extrakt kvalitet.
Sammantaget gör fördelar som hög avkastning, kort extraktionstid, låg extraktionstemperatur och de reducerade lösningsmedelskraven ultraljudsbehandling den föredragna extraktionsmetoden.
Ultraljud konkurrerar ut mikrovågsugn i antocyanin extraktion från myrten bär. Ultraljudsbehandling är tre gånger snabbare än mikrovågs extraktion.
Jämförelsen av ultraljud vs konventionell med en vattenbad shaker visar en betydligt minskad extraktionstid för totala fenoler och flavonoider från salvia när ultraljud extraktion används. Ultraljud extraktion kräver endast en tredjedel av extraktionstiden med en vattenbad shaker.
Ultraljud utvinning: Etablerade i labb och industri
Ultraljud extraktion tillämpas ofta för extraktion av någon form av bioaktiv förening från växter, svampar, alger, bakterier och däggdjursceller. Ultraljud extraktion har fastställts som en enkel, kostnadseffektiv och mycket effektiv som utmärker andra traditionella extraktionstekniker genom högre extraktionsutbyten och kortare bearbetning varaktighet.
Med labb, bänk-top och fullt industriella ultraljud system lätt tillgängliga, ultraljud extraktion är nuförtiden en väletablerad och betrodd teknik. Hielscher ultraljud extraktorer installeras över hela världen i industriella bearbetningsanläggningar för produktion av livsmedels- och farmakotverk bioaktiva föreningar.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:
| batch Volym | Flödeshastighet | Rekommenderade Devices |
|---|---|---|
| 1 till 500 ml | 10 till 200 ml / min | UP100H |
| 10 till 2000 ml | 20 till 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 till 20L | 0.2 till 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 till 100 liter | 2 till 10 1 / min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 till 100 l / min | UIP16000 |
| n.a. | större | kluster av UIP16000 |
Kontakta oss! / Fråga oss!
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer för blandning av applikationer, spridning, emulgering och utvinning på labb, pilot och industriell skala.
Litteratur / Referenser
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Fakta Värt att veta
Arbetsprincip för ultraljud extraktion
Ultraljud extraktion är en allmänt används metod för att isolera och separera bioaktiva komponenter från växtmaterial. Eftersom ultraljudsbehandling är kompatibel med någon form av lösningsmedel, ultraljud extraktion förfarandet kan vara optimalt utformad när det gäller bioaktiva föreningar (dvs. de riktade föreningarna), deras polaritet, löslighet, värmekänslighet och andra faktorer. Anpassa ultraljudsbehandlingsprocessen specifikt till en viss förening eller olika föreningar, den mest idealiska inställningen kan väljas för att få ett extrakt av utomordentligt hög kvalitet.
Ultraljudsvågor kopplade till en vätska eller uppslamning skapar intensiva vibrationer och akustisk kavitation. Akustisk aka ultraljud kavitation bestäms av lokalt förekommande extremt höga tryck differentialer, skjuvning krafter och flytande jets. Dessa krafter bryter cellväggar, stör vegetabiliska celler och intensifierar massöverföringen mellan cellinteriör och lösningsmedel. Därmed frigörs bioaktiva ingredienser effektivt i det omgivande lösningsmedlet, varifrån målmolekyler lätt kan isoleras och renas (t.ex. genom rotoravdunstning, ångdestillation eller HPLC).
Ultraljud extraktion från växtceller: den mikroskopiska tvärgående delen (TS) visar verkningsmekanismen under ultraljud extraktion från celler (förstoring 2000x)
[källa: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljud homogenisatorer från Labb till industriell storlek.