การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก
ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก (DES) และตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกจากธรรมชาติ (NADES) เป็นตัวกลางการสกัดที่มีประสิทธิภาพสูง ปรับคุณสมบัติได้ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สำหรับวัตถุดิบจากพืช อาหาร ผลิตภัณฑ์โภชนเภสัช เครื่องสำอาง และส่วนผสมทางเภสัชกรรม เครื่องอัลตราซาวนด์แบบโพรบของ Hielscher เพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการสกัดด้วย DES โดยเร่งการถ่ายเทมวล ทำลายโครงสร้างเซลล์พืช และเพิ่มการแทรกซึมของตัวทำละลาย – แม้เมื่อใช้ระบบตัวทำละลายที่มีความหนืด เช่น NADES ที่มีกลีเซอรอลเป็นองค์ประกอบหลัก
ไม่ว่าคุณกำลังคัดกรองสูตรตัวทำละลายในห้องปฏิบัติการ ปรับพารามิเตอร์การสกัดให้เหมาะสมกับสารพฤกษเคมีชนิดใดชนิดหนึ่ง หรือขยายขนาดสู่การผลิตแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่อง เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ของ Hielscher ให้การควบคุมแอมพลิจูดที่ทำซ้ำได้ การทำงานที่ทนทานตลอด 24/7 และการประมวลผลที่ขยายขนาดได้ตั้งแต่ปริมาตรระดับมิลลิลิตรจนถึงอัตราการไหลระดับอุตสาหกรรม
เหตุผลที่ผู้ผลิตสารสกัดเลือก Hielscher สำหรับการสกัดด้วย DES
- ประสิทธิภาพการสกัดที่สูงขึ้นสำหรับพอลิฟีนอล ฟลาโวนอยด์ แคนนาบินอยด์ เทอร์พีน แอนโทไซยานิน และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ
- การสกัดที่รวดเร็วกว่าการแช่สกัดและการสกัดด้วยตัวทำละลายในถังกวนแบบดั้งเดิม
- ใช้งานร่วมกับ DES, NADES, กลีเซอรีน น้ำ เอทานอล และระบบตัวทำละลายผสมได้
- ประมวลผลตัวทำละลายที่มีความหนืดสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการใช้อัลตราซาวนด์แบบโพรบที่มีแอมพลิจูดสูง
- รูปแบบการติดตั้งสำหรับการทำงานแบบแบตช์ แบบหมุนเวียนกลับ และแบบไหลผ่านอย่างต่อเนื่อง
- ควบคุมแอมพลิจูด พลังงานที่ป้อน อุณหภูมิ และระยะเวลากระบวนการได้อย่างแม่นยำ
- ขยายขนาดได้ง่ายจากการทดสอบความเป็นไปได้สู่การผลิตระดับนำร่องและระดับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก (จากธรรมชาติ) เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงในการผลิตสารสกัดจากพืชที่มีคุณภาพเหนือกว่า ภาพแสดงเครื่องประมวลผลด้วยอัลตราซาวนด์ UP400St (400W) พร้อมแบตช์ขนาด 8L สำหรับการสกัดจากพืช
เหตุผลที่การใช้อัลตราซาวนด์ช่วยปรับปรุงการสกัดด้วย DES และ NADES
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์แบบโพรบโดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกและตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกจากธรรมชาติสามารถให้ข้อดีหลายประการในการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ ข้อดีหลักประการหนึ่งคือประสิทธิภาพการสกัดสารประกอบฟีนอลิกและสารพฤกษเคมีอื่น ๆ จากแหล่งธรรมชาติที่เพิ่มขึ้น ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกเป็นที่รู้จักในด้านประสิทธิภาพการสกัดที่สูง ซึ่งสามารถเพิ่มให้สูงขึ้นได้อีกด้วยการสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย เนื่องจากไม่มีความเป็นพิษ จึงเป็นตัวเลือกตัวทำละลายที่ดีเยี่ยมสำหรับผลิตภัณฑ์ทางเภสัชกรรมและอาหาร ด้วยเหตุนี้ การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกจึงเป็นวิธีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืนในการนำสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพกลับมาใช้ประโยชน์ การใช้อัลตราซาวนด์ร่วมกับตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกอย่างเสริมฤทธิ์กันได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์แล้วว่าให้ผลได้ของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพชนิดต่าง ๆ สูงขึ้น โดยรวมแล้ว การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์แบบโพรบโดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกและตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกจากธรรมชาติเป็นแนวทางที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ
การสกัดแอนโทไซยานินด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ DES
แอนโทไซยานินเป็นรงควัตถุธรรมชาติและสารต้านอนุมูลอิสระที่มีคุณค่า พบในแครอตดำ ผลไม้ตระกูลเบอร์รี องุ่น ข้าวโพดม่วง และวัตถุดิบจากพืชอื่น ๆ ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสกัดแอนโทไซยานิน เนื่องจากสามารถปรับโครงข่ายพันธะไฮโดรเจนให้สอดคล้องกับข้อกำหนดด้านความมีขั้วและความคงตัวของสารให้สีเหล่านี้ได้ เมื่อใช้ร่วมกับอัลตราซาวนด์แบบโพรบ การสกัดด้วย DES จะมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยคาวิเทชันจากอัลตราซาวนด์ทำลายโครงสร้างเซลล์พืช เพิ่มการแทรกซึมของตัวทำละลาย และเร่งการปลดปล่อยแอนโทไซยานินเข้าสู่ตัวกลางการสกัด การศึกษาแอนโทไซยานินจากแครอตดำโดยใช้เครื่องอัลตราซาวนด์ UP400St แสดงให้เห็นว่า DES ที่มีโคลีนคลอไรด์เป็นองค์ประกอบหลัก โดยเฉพาะเมื่อใช้ร่วมกับการสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย สามารถเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนและมีประสิทธิภาพแทนการสกัดแบบดั้งเดิมด้วยเอทานอลหรือเมทานอลที่ปรับให้เป็นกรดได้ (เทียบกับ Türker et al., 2021)
การสกัดพอลิฟีนอลด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ DES
พอลิฟีนอล ซึ่งรวมถึงฟลาโวนอยด์ กรดฟีนอลิก และสารต้านอนุมูลอิสระที่เกี่ยวข้อง เป็นโมเลกุลเป้าหมายที่สำคัญในการสกัดสำหรับวัตถุดิบจากพืช อาหาร ผลิตภัณฑ์โภชนเภสัช และเครื่องสำอาง ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกที่มีกลีเซอรอลเป็นองค์ประกอบหลักน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับการนำพอลิฟีนอลกลับมาใช้ประโยชน์ เนื่องจากความมีขั้วและความสามารถในการสร้างพันธะไฮโดรเจนช่วยให้สารประกอบฟีนอลิกละลายได้ อัลตราซาวนด์แบบโพรบเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการให้มากขึ้นด้วยการเพิ่มการถ่ายเทมวล ลดระยะเวลาการสกัด และเพิ่มการสัมผัสระหว่าง DES กับเมทริกซ์ของพืช
งานวิจัยหนึ่งใช้ DES ที่ประกอบด้วยกลีเซอรอลและแอมโมเนียมแอซีเตตร่วมกับการสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย ภายใต้พารามิเตอร์ที่ปรับให้เหมาะสม เช่น อุณหภูมิ ความเข้มข้นของ DES และแอมพลิจูดของอัลตราซาวนด์ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ DES ช่วยให้ได้สารฟีนอลรวม ฟลาโวนอยด์ และฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระจากผลเลี่ยนอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งแสดงถึงศักยภาพของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ DES ในฐานะวิธีสกัดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับการแปรรูปวัตถุดิบจากพืชในระดับอุตสาหกรรม (เทียบกับ Jamshed et al., 2022)
- มีประสิทธิภาพสูง
- กระบวนการรวดเร็ว
- ไม่เป็นพิษ
- ปรับคุณสมบัติให้ตรงกับวัตถุดิบจากพืชแต่ละชนิดได้อย่างแม่นยำ
- สภาวะการประมวลผลที่อ่อนโยน
- โหมดแบตช์และโหมดการไหล
- ง่ายและปลอดภัย
- เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม / ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
- นำกลับมาใช้ใหม่ได้
- ไม่ติดไฟ
- ราคาไม่แพง
- หาได้ง่าย
ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก (DES) คืออะไร?
ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก (DESs) เป็นสารผสมที่ประกอบด้วยสารรับพันธะไฮโดรเจน (HBA) อย่างน้อยหนึ่งชนิด และสารให้พันธะไฮโดรเจน (HBD) หนึ่งชนิด ซึ่งรวมถึงกรดคาร์บอกซิลิกและสารประกอบอื่น ๆ จากทรัพยากรหมุนเวียน ตามที่ Cai et al. (2019) ระบุไว้ว่า “อันตรกิริยาพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแรงระหว่าง HBA และ HBD เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการเกิด DESs” [Cai et al. 2019]
สารประกอบที่มักใช้เป็นสารให้พันธะไฮโดรเจน ได้แก่ น้ำตาล กรดอะมิโน กรดคาร์บอกซิลิก (เช่น กรดเบนโซอิก กรดซิตริก กรดซักซินิก) หรือเอมีน (เช่น ยูเรีย เบนซาไมด์) ศักยภาพในการเกิดอันตรกิริยาทางเคมีของสารให้พันธะไฮโดรเจนเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการเกิดและประสิทธิภาพของตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก เกลือแฮไลด์ เช่น โคลีนคลอไรด์หรือซิงก์คลอไรด์ สามารถใช้ร่วมกับสารให้พันธะไฮโดรเจนได้เช่นกัน ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกชนิดอื่นที่มีโคลีนคลอไรด์เป็นองค์ประกอบหลักเกิดจากการใช้ร่วมกับกรดมาโลนิก ฟีนอล หรือกลีเซอรีน อันตรกิริยาพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแรงทำให้จุดหลอมเหลวของตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับองค์ประกอบแต่ละชนิด แตกต่างจากตัวทำละลายทั่วไป (เช่น เอทานอล เมทานอล เฮกเซน บิวเทน เป็นต้น) ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกไม่ระเหย ซึ่งหมายความว่ามีความดันไอต่ำมากและจึงติดไฟได้ยาก ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกมีความเป็นพิษต่ำ มีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพสูง และสารตั้งต้นที่จำเป็นมีราคาไม่แพง หาได้ง่ายและมีอยู่อย่างอุดมสมบูรณ์ อีกทั้งได้จากทรัพยากรหมุนเวียน
ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกจากธรรมชาติ (NADES) เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากยิ่งขึ้น เนื่องจากสารตั้งต้นทั้งหมดได้มาจากแหล่งธรรมชาติ ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกยังมีความสามารถในการละลายที่ปรับได้ตามลักษณะทางเคมีของตัวถูกละลายและชนิดของสารที่ใช้สร้างตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกจากธรรมชาติบางชนิดมีความหนืดสูง จึงไม่เหมาะนักสำหรับการสกัดแบบแบตช์ อย่างไรก็ตาม ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกจากธรรมชาติที่มีความหนืดสูงกว่าสามารถใช้เป็นตัวทำละลายในการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์แบบไหลผ่านได้อย่างประสบผลสำเร็จ
ตารางด้านล่างแสดงตัวอย่างองค์ประกอบของตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกจากธรรมชาติ (NADES) บางสูตรสำหรับการสกัดสารพฤกษเคมี:
| NADES Composition | Molar Ratio |
|---|---|
| Choline chloride:Lactic acid | 1:2 |
| Choline chloride:Citric acid:Water | 1:1:2 |
| Choline chloride:Malic acid:Water | 1:1:2 |
| Choline chloride:Tartaric acid | 1:2 |
| Choline chloride:Glycerol | 1:2 |
| Choline chloride:1,2-propanediol | 1:3 |
| Choline chloride:Sorbitol | 1:1 |
| Choline chloride:Glucose:Water | 2:1:1 |
| Choline chloride:Fructose:Water | 2:1:1 |
| Choline chloride:Urea | 1:2 |
เครื่องอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรม UIP4000hdT พร้อมเซลล์การไหลสำหรับการสกัดแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่อง
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกทำงานอย่างไร?
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์อาศัยผลเชิงกลจากคลื่นอัลตราซาวนด์ที่มีความเข้มสูงและความถี่ต่ำ เพื่อส่งเสริมและเพิ่มความเข้มข้นของการสกัดสารประกอบจากพืช (กล่าวคือ สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ) ด้วยอัลตราซาวนด์ คลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูงจะถูกส่งผ่านโพรบอัลตราซาวนด์ (เรียกอีกอย่างว่าฮอร์นอัลตราซาวนด์หรือโซโนโทรด) เข้าสู่ตัวกลางของเหลว ซึ่งก็คือสารแขวนลอยข้นที่ประกอบด้วยวัตถุดิบจากพืชและตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก (จากธรรมชาติ) คลื่นอัลตราซาวนด์เดินทางผ่านของเหลวและสร้างวัฏจักรความดันต่ำ / ความดันสูงสลับกัน ในช่วงวัฏจักรความดันต่ำ จะเกิดฟองสุญญากาศขนาดเล็กมาก (ที่เรียกว่าฟองคาวิเทชัน) ซึ่งขยายตัวตลอดหลายวัฏจักรความดัน ในช่วงวัฏจักรที่ฟองขยายตัว ก๊าซที่ละลายอยู่ในของเหลวจะเข้าสู่ฟองสุญญากาศ ทำให้ฟองสุญญากาศเปลี่ยนเป็นฟองก๊าซที่ขยายตัว หลังจากขยายตัวหลายวัฏจักร ฟองสุญญากาศจะมีขนาดถึงระดับหนึ่งที่ไม่สามารถดูดซับพลังงานเพิ่มได้ จึงยุบตัวอย่างรุนแรงในช่วงวัฏจักรความดันสูง การยุบตัวของฟองมีลักษณะเด่นคือแรงคาวิเทชันที่รุนแรง รวมถึงอุณหภูมิและความดันที่สูงมาก ซึ่งสูงได้ถึง 4000K และ 1000atm ตามลำดับ ตลอดจนความแตกต่างของอุณหภูมิและความดันที่สูงตามไปด้วย ความปั่นป่วนและแรงเฉือนที่เกิดจากอัลตราซาวนด์เหล่านี้ทำให้เซลล์พืชแตกออกและปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพภายในเซลล์เข้าสู่ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก (จากธรรมชาติ) การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เปิดโครงสร้างเซลล์ของวัตถุดิบจากพืชและเพิ่มการถ่ายเทมวลระหว่างวัตถุดิบจากพืชกับตัวทำละลาย การใช้อัลตราซาวนด์จึงช่วยเพิ่มประสิทธิผลของตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกจากธรรมชาติ การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก (จากธรรมชาติ) ให้ผลได้สูงเป็นพิเศษภายในระยะเวลาการประมวลผลที่สั้นมาก
คลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูงทำลายโครงสร้างเซลล์ของวัตถุดิบจากพืช ปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ และส่งเสริมการถ่ายเทมวลระหว่างวัตถุดิบจากพืชกับตัวทำละลาย (เช่น ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก)
การใช้การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ร่วมกับตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก (จากธรรมชาติ) เปิดโอกาสให้คุณผสานพลังในการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการจากอัลตราซาวนด์เข้ากับผลในการช่วยละลายที่โดดเด่นและความสามารถในการออกแบบคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก ด้วยประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ เครื่องอัลตราซาวนด์จึงถูกนำมาใช้ในการสกัดด้วยน้ำได้อย่างประสบผลสำเร็จเช่นกัน.
ติดต่อเราตอนนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ที่มีประสิทธิภาพสูงโดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก!
เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ UIP2000hdT (2kW) สำหรับการผลิตสารสกัดจากพืช
เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สำหรับการสกัดด้วย DES ในห้องปฏิบัติการ ระดับนำร่อง และระดับอุตสาหกรรม
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเทคโนโลยีการประมวลผลที่เชื่อถือได้ ซึ่งช่วยให้การผลิตสารสกัดคุณภาพสูงจากวัตถุดิบจากพืชหลากหลายชนิดโดยใช้ตัวทำละลายใดก็ได้เป็นไปได้ง่ายขึ้นและรวดเร็วขึ้น การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เข้ากันได้อย่างดีกับตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก (จากธรรมชาติ) ซึ่งเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมเนื่องจากมีความสามารถในการช่วยละลายที่ดีเยี่ยม สามารถออกแบบคุณสมบัติให้เหมาะกับสารสกัดได้ มีความยั่งยืน ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม การผสานการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการด้วยอัลตราซาวนด์กำลังสูงเข้ากับข้อดีของตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก (จากธรรมชาติ) ทำให้เทคโนโลยีกระบวนการนี้มีความเหนือกว่าในหลายด้าน กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมทุกระดับ ตั้งแต่เครื่องอัลตราซาวนด์ขนาดกะทัดรัดสำหรับห้องปฏิบัติการจนถึงระบบสกัดระดับอุตสาหกรรม แน่นอนว่าทุกรุ่นเหมาะสำหรับการสกัดด้วยตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก
บุคลากรของเราที่มีประสบการณ์ยาวนานจะช่วยเหลือคุณตั้งแต่การทดสอบความเป็นไปได้และการปรับกระบวนการให้เหมาะสม ไปจนถึงการติดตั้งระบบอัลตราซาวนด์ของคุณในระดับการผลิตขั้นสุดท้าย
| ปริมาตรการสกัด | เครื่องอัลตราซาวนด์ที่แนะนำ |
|---|---|
| การพัฒนาวิธีการ การวิจัยและพัฒนา การคัดกรอง | UP100H (100W), UP200Ht (200W), UP400St (400W) |
| แบตช์ DES/NADES ที่มีความหนืด | UIP500hdT (500W), UIP1000hdT (1000W) |
| การผลิตระดับนำร่อง | UIP1000hdT หรือ UIP2000hdT (2000W) |
| การสกัดระดับอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง | UIP4000hdT (4000W), UIP6000hdT (6000W), UIP16000hdT (16kW) หรือชุดเครื่องที่ทำงานร่วมกัน |
ติดต่อเรา! / สอบถามเรา!
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกคืออะไร?
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกผสานการใช้อัลตราซาวนด์แบบโพรบเข้ากับระบบตัวทำละลาย DES หรือ NADES โพรบอัลตราซาวนด์ส่งคลื่นเสียงความเข้มสูงเข้าสู่สารแขวนลอยข้นของวัตถุดิบจากพืชและตัวทำละลาย คาวิเทชันที่เกิดขึ้นทำลายโครงสร้างเซลล์พืช เพิ่มการแทรกซึมของตัวทำละลาย และเร่งการถ่ายเทสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเข้าสู่ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก
เหตุใดจึงใช้อัลตราซาวนด์ในการสกัดด้วย DES และ NADES?
อัลตราซาวนด์ช่วยปรับปรุงการสกัดด้วย DES และ NADES โดยเพิ่มการถ่ายเทมวล ลดระยะเวลาการสกัด และช่วยให้ตัวทำละลายเข้าถึงสารประกอบภายในเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งมีประโยชน์เป็นพิเศษสำหรับวัตถุดิบจากพืชที่มีสารเป้าหมายติดอยู่ภายในเซลล์พืช เส้นใย หรือโครงสร้างที่มีเรซิน
สารประกอบชนิดใดที่สามารถสกัดด้วย DES และ NADES โดยใช้อัลตราซาวนด์?
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ DES และ NADES สามารถใช้กับสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพหลายชนิด รวมถึงพอลิฟีนอล ฟลาโวนอยด์ แอนโทไซยานิน เทอร์พีน แคนนาบินอยด์ แอลคาลอยด์ สารต้านอนุมูลอิสระ รงควัตถุ สารให้กลิ่น และสารพฤกษเคมีอื่น ๆ ควรเลือกองค์ประกอบของตัวทำละลายตามความมีขั้ว ความคงตัว และความสามารถในการละลายของสารเป้าหมาย
ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกใช้งานร่วมกับเครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ของ Hielscher ได้หรือไม่?
ได้ เครื่องอัลตราซาวนด์แบบโพรบของ Hielscher เหมาะสำหรับการสกัดด้วยตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึก ตัวทำละลายยูเทกติกเชิงลึกจากธรรมชาติ ระบบตัวทำละลายที่มีกลีเซอรีนเป็นองค์ประกอบหลัก น้ำ เอทานอล และตัวกลางการสกัดอื่น ๆ อีกหลายชนิด สำหรับระบบ DES หรือ NADES ที่มีความหนืด เครื่องอัลตราซาวนด์แบบโพรบกำลังสูงมีประโยชน์เป็นพิเศษ เนื่องจากทำให้เกิดการผสม คาวิเทชัน และการถ่ายเทมวลอย่างเข้มข้นโดยตรงภายในของเหลว
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ DES สามารถประมวลผลตัวทำละลายที่มีความหนืดสูงได้หรือไม่?
ได้ สูตร DES และ NADES หลายสูตรมีความหนืดสูงกว่าตัวทำละลายทั่วไป เครื่องประมวลผลด้วยอัลตราซาวนด์ของ Hielscher เหมาะอย่างยิ่งสำหรับตัวกลางการสกัดที่มีความหนืด เนื่องจากโซโนโทรดส่งอัลตราซาวนด์ที่มีแอมพลิจูดสูงเข้าสู่สารผสมของตัวทำละลายและวัตถุดิบโดยตรง สำหรับปริมาตรที่มากขึ้นหรือการประมวลผลอย่างต่อเนื่อง เครื่องปฏิกรณ์แบบไหลผ่านสามารถช่วยปรับปรุงการผสม การควบคุมความร้อน และความสม่ำเสมอของกระบวนการได้
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ DES เหมาะสำหรับการผลิตอาหาร ผลิตภัณฑ์โภชนเภสัช และเครื่องสำอางหรือไม่?
เหมาะ DES และ NADES มักได้รับเลือกสำหรับการใช้งานที่ให้ความสำคัญกับการระเหยต่ำ อันตรายจากตัวทำละลายที่ลดลง และสมรรถนะการสกัดที่ปรับได้ การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ DES สามารถใช้สำหรับส่วนผสมอาหาร สารสกัดสำหรับผลิตภัณฑ์โภชนเภสัช สารออกฤทธิ์ในเครื่องสำอาง สารเข้มข้นจากพืช และสารสกัดเกรดวิจัย ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของตัวทำละลายที่เลือกและข้อกำหนดทางกฎหมาย
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ DES สามารถขยายขนาดได้หรือไม่?
ได้ การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สามารถขยายขนาดได้อย่างมาก เนื่องจากสามารถถ่ายโอนพารามิเตอร์กระบวนการเดียวกัน – เช่น แอมพลิจูด พลังงานที่ป้อน เวลาพำนัก อุณหภูมิ และอัตราส่วนของแข็งต่อของเหลว – จากการทดลองในห้องปฏิบัติการสู่การผลิตระดับนำร่องและระดับอุตสาหกรรมได้ Hielscher จัดหาเครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สำหรับตัวอย่างขนาดเล็กในห้องปฏิบัติการ การปรับสภาวะให้เหมาะสมด้วยเครื่องตั้งโต๊ะ แบตช์ระดับนำร่อง และการสกัดแบบไหลผ่านอย่างต่อเนื่องในระดับอุตสาหกรรม
ควรใช้การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์แบบแบตช์หรือแบบอินไลน์สำหรับกระบวนการ DES?
การสกัดแบบแบตช์มักเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการทดสอบในห้องปฏิบัติการ การคัดกรองสูตร และการผลิตในปริมาณน้อย การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์แบบอินไลน์มักเป็นทางเลือกที่นิยมสำหรับการผลิตระดับนำร่องและระดับอุตสาหกรรม เนื่องจากให้เวลาพำนักที่ควบคุมได้ ความสามารถในการทำซ้ำที่ดีขึ้น การทำความเย็นที่ง่ายขึ้น และการประมวลผลปริมาณงานได้อย่างต่อเนื่อง รูปแบบการติดตั้งที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับความหนืด วัตถุดิบจากพืช อัตราส่วนตัวทำละลาย สารเป้าหมาย และกำลังการผลิต
จะเลือกเครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ที่เหมาะสมสำหรับการสกัดด้วย DES ได้อย่างไร?
เครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับปริมาตรตัวอย่าง ขนาดแบตช์ อัตราการไหล ความหนืดของตัวทำละลาย สารเป้าหมาย อุณหภูมิการสกัด และเป้าหมายการผลิตของคุณ เครื่องขนาดเล็กสำหรับห้องปฏิบัติการเหมาะสำหรับการพัฒนาวิธีการ ส่วนเครื่องอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรมตระกูล UIP ใช้สำหรับการสกัดด้วย DES ในระดับนำร่องและระดับการผลิต Hielscher สามารถแนะนำการจัดชุดอุปกรณ์ตามวัตถุดิบ ระบบตัวทำละลาย และปริมาณการประมวลผลต่อหน่วยเวลาที่คุณต้องการ
พารามิเตอร์กระบวนการใดมีความสำคัญต่อการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ DES?
พารามิเตอร์ที่สำคัญ ได้แก่ แอมพลิจูดของอัลตราซาวนด์ พลังงานที่ป้อน ระยะเวลาการสกัด อุณหภูมิ องค์ประกอบของ DES หรือ NADES ปริมาณน้ำ อัตราส่วนของแข็งต่อของเหลว ขนาดอนุภาค ความหนืด และอัตราการไหล ควรปรับพารามิเตอร์เหล่านี้ให้เหมาะสมกับวัตถุดิบจากพืชและสารเป้าหมายแต่ละชนิด เพื่อให้ได้ผลได้สูง สารสกัดมีคุณภาพดี และการผลิตที่ทำซ้ำได้
วรรณกรรม / เอกสารอ้างอิง
- 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 Jamshed, 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.
อัลตราซาวนด์สมรรถนะสูง! กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher ครอบคลุมทุกระดับ ตั้งแต่เครื่องอัลตราซาวนด์ขนาดกะทัดรัดสำหรับห้องปฏิบัติการ เครื่องตั้งโต๊ะ ไปจนถึงระบบอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ