การสกัดน้ําที่มีประสิทธิภาพสูงโดยใช้พลังงานอัลตราซาวนด์

การสกัดน้ําของสารประกอบทางพฤกษศาสตร์ (เช่นการสกัดน้ําเย็นหรือน้ําร้อนการสกัดน้ําแรงดันและการสกัดน้ําใต้น้ํา) สามารถปรับปรุงได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการ ultrasonication การสกัดน้ําช่วยอัลตราซาวนด์ไม่เพียง แต่ให้ผลผลิตที่สูงขึ้นและลดเวลาในการประมวลผล แต่ยังส่งผลให้การใช้พลังงานลดลงสภาพการสกัดที่อ่อนลงและสารสกัดคุณภาพสูงเมื่อเทียบกับเทคนิคการสกัดทั่วไป การสกัดน้ําอัลตราโซนิกประสบความสําเร็จในการสกัดสารประกอบที่ได้จากพืชจํานวนมากรวมถึงอัลคาลอยด์ฟลาโวนอยด์ไกลโคไซด์สารฟีนอลิกและโพลีแซคคาไรด์

การสกัดน้ําอัลตราโซนิกของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ

น้ําเป็นตัวทําละลายที่มีขั้วโลกมากที่สุดซึ่งทําให้เป็นตัวทําละลายที่ดีสําหรับสารประกอบขั้วโลก เนื่องจากเป็นธรรมชาติที่ไม่เป็นพิษและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมน้ําจึงเป็นตัวทําละลายที่เหมาะสําหรับสารสกัดจากพฤกษศาสตร์ใด ๆ อย่างไรก็ตามส่วนประกอบที่มีขั้วน้อยและไม่มีขั้วไม่ดีหรือไม่ละลายในน้ําเลย นอกจากนี้หากไม่มีการส่งเสริมการถ่ายโอนมวลกระบวนการสกัดในน้ําจะช้าอย่างไม่น่าเชื่อและไม่เป็นระบบ อัลตราซาวนด์ความถี่ต่ําความเข้มสูงเป็นเทคนิคการสกัดที่มีประสิทธิภาพมากซึ่งให้การผสมที่รุนแรงและการถ่ายโอนมวล ดังนั้นการสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นที่รู้จักกันดีเพื่อให้ข้อได้เปรียบที่สําคัญกว่าวิธีการสกัดแบบเดิม ข้อดีเหล่านี้รวมถึงผลตอบแทนที่สูงขึ้นการประมวลผลอย่างรวดเร็วการหมุนเวียนของแบทช์อย่างรวดเร็วอย่างรวดเร็วรวมถึงการสกัดแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่องการใช้ตัวทําละลายสีเขียวเงื่อนไขการสกัดที่ไม่รุนแรงซึ่งรักษาสารสกัดความปลอดภัยในการทํางานและความสามารถในการปรับขนาดได้ง่ายต่อปริมาณงานขนาดใหญ่สําหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ (cf เลย Zabot et al., 2021)

การสกัดด้วยน้ําร้อนดีขึ้นโดย Ultrasonication

พารามิเตอร์ที่กําหนดการสกัดพฤกษศาสตร์ในระหว่างการสกัดน้ําคืออุณหภูมิเวลาความดันและพื้นที่ผิวของวัสดุพืช สารสกัดจากน้ําร้อนสามารถเตรียมได้ในช่วงระยะเวลาที่ค่อนข้างสั้นเนื่องจากอุณหภูมิสูงของน้ํา
การแก้ไขปัญหา: ผลผลิตและอัตราการสกัดสามารถเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญเมื่อใช้การกวนล้ํา น้ําร้อนเพียงอย่างเดียวมีเพียงความสามารถในการทําลายโครงสร้างเซลล์และอุณหภูมิสูงมักจะทําลายหรือทําลายสารประกอบความร้อน labile เพื่อให้คุณภาพสารสกัดทนทุกข์ทรมาน เมื่อสกัดล้ํารวมกับการสกัดด้วยน้ําร้อนอุณหภูมิจะลดลงอย่างมาก (เช่นจาก 100 ° C ถึง 50 ° C) ซึ่งป้องกันการเสื่อมสภาพทางความร้อนของส่วนผสมทางพฤกษศาสตร์ที่สกัดเพิ่มผลผลิตทั้งหมดและประหยัดพลังงาน โพรงอากาศอัลตราโซนิกเป็นหลักการที่อยู่เบื้องหลังปรากฏการณ์การสกัดล้ํา โพรงอากาศอัลตราโซนิก (หรืออะคูสติก) เป็นกองกําลังกลอย่างหมดจดซึ่งทําลายผนังเซลล์ปล่อยสารประกอบเป้าหมายและปรับปรุงการถ่ายโอนมวลระหว่างภายในเซลล์และน้ํา (ตัวทําละลาย) ดังนั้นการสกัดน้ําอัลตราโซนิกให้ผลการสกัดที่ดีเยี่ยม

การสกัดน้ําเย็นดีขึ้นโดย ultrasonication

การสกัดน้ําเย็น (การแช่น้ําเย็น) นั้นไม่มีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างมีนัยสําคัญเนื่องจากหลีกเลี่ยงการใช้น้ําร้อน น้ําเย็นหรืออุณหภูมิห้องไม่ได้สกัดสารประกอบทางพฤกษศาสตร์ได้เป็นอย่างดีเนื่องจากน้ําเย็นถูกแช่อย่างช้าๆลงในวัสดุของพืชและการถ่ายเทมวลเกือบจะเล็กน้อย ข้อดีของการสกัดน้ําเย็นอยู่ในการหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นใด ๆ จึงป้องกันการย่อยสลายความร้อนของสารประกอบที่ไวต่อความร้อน อย่างไรก็ตามพลวัตการสกัดที่น่าสงสารมากทําให้การสกัดน้ําเย็นทั่วไปไม่สามารถทําได้สําหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ นั่นเป็นเหตุผลที่การแช่น้ําเย็นเกือบจะใช้เฉพาะในขั้นตอนการทดลองเนื่องจากความช้าและไม่มีประสิทธิภาพ
การแก้ไขปัญหา: ด้วยการแนะนําของ ultrasonication ในการสกัดน้ําเย็นความช้าและความไร้ประสิทธิภาพของการแช่น้ําเย็นสามารถเอาชนะได้อย่างง่ายดาย การสกัดน้ําเย็นที่ทวีความรุนแรงขึ้นอัลตราโซนิกช่วยให้สามารถรักษาอุณหภูมิการสกัดเย็นในขณะที่การมีเพศสัมพันธ์แรงเฉือนที่รุนแรงเข้าไปในสื่อที่เป็นของแข็งของเหลว อันเป็นผลมาจากกลไกการสกัดล้ําผนังเซลล์จะเปิดออกและสารประกอบทางพฤกษศาสตร์จะถูกปล่อยลงสู่น้ําอย่างรวดเร็ว การสกัดน้ําเย็นอัลตราโซนิกและการแช่เปลี่ยนการแช่เย็นเป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพสูงให้ผลผลิตสูงสารสกัดที่มีคุณภาพสูงภายในเวลาการสกัดสั้น ๆ

การสกัดน้ําแรงดันรวมกับ ultrasonication

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกมีลักษณะการผสมขนาดเล็กซึ่งผ่านการสั่นสะเทือนส่งเสริมการแพร่กระจายของตัวทําละลายมากขึ้นในอนุภาคและจากภายในของอนุภาคไปยังพื้นผิวทวีความรุนแรงการถ่ายโอนมวล นอกจากนี้ ultrasonication ช่วยลดขนาดอนุภาคของวัสดุเซลล์ซึ่งนําไปสู่ผลกระทบที่ดีขึ้นของการสกัดของเหลวแรงดันช่วย ultrasonically อนุภาคขนาดเล็กประมาณ 0.68 มม. ให้ผลผลิตสูงกว่าอนุภาคขนาดใหญ่ (ประมาณ 1.05 มม.) เนื่องจากพื้นที่ผิวที่สูงขึ้นช่วยให้สามารถถ่ายโอนมวลเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญและผลผลิตการสกัดที่ดีขึ้น (cf เลย Zabot et al., 2021)

การสกัดน้ําเย็นแรงดันที่มีประสิทธิภาพด้วยพลังงานอัลตราซาวนด์

ภายใต้แรงดันสูงการเจาะน้ําเย็นเข้าไปในเนื้อเยื่อพืชจะอํานวยความสะดวกและพฤกษเคมีที่ละลายน้ําได้จะละลายโดยไม่ทําให้เกิดการสลายตัวของความร้อน วิธีการสกัดน้ําเย็นแรงดันสูงสามารถควบคู่ไปกับอัลตราซาวนด์เพื่อการแยกที่ดีขึ้นของส่วนผสมทางพฤกษศาสตร์ขั้วโลกและไม่ใช่ขั้วโลก น้ําเป็นตัวทําละลายปลอดสารพิษราคาถูกและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสําหรับตัวทําละลายอินทรีย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงการผลิตอาหารที่ได้จากพืชการบําบัดและผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร
สําหรับการสกัดน้ําเย็นแรงดันอัดแรงล้ําอัลตราโซนิกโพรบอัลตราโซนิก (sonotrode) จะถูกรวมเข้ากับถังสกัดหรือเซลล์ไหล ถังหรือเซลล์ไหลมักจะมีแรงดันระหว่าง 5 และ 100 barg ขึ้นอยู่กับสารสกัดเป้าหมาย Hielscher Ultrasonics ซัพพลายแม้เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมที่กําหนดเองและเซลล์ไหลซึ่งสามารถแรงดันได้ถึง 300barg ช่วยให้สามารถตั้งค่าความดันที่ดีที่สุดของกระบวนการสกัดของคุณ

การสกัดน้ํา supercritical ปรับปรุงโดย sonication

การสกัดน้ํา subcritical เสริม ultrasonically เป็นอีกเทคนิคการทํางานร่วมกันที่อัลตราซาวนด์พลังงานช่วยเพิ่มการถ่ายโอนมวลระหว่างของแข็งและของเหลว การสกัดน้ําย่อย (SWE) – หรือที่เรียกว่าการสกัดน้ําร้อนแรงดันหรือการสกัดน้ําร้อนสูง – เป็นเทคนิคที่ใช้กันน้อยสําหรับการสกัดสารประกอบทางพฤกษศาสตร์ที่มีขั้วต่ํา ในการสกัดน้ํา subcritical น้ําในสถานะ supercritical ของมันจะถูกใช้เป็นตัวทําละลาย
น้ําย่อยคืออะไรและทําไมน้ํา subcritical เป็นตัวทําละลายที่ดีสําหรับการสกัดสารประกอบพืชที่มีขั้วน้อย? "น้ํามีคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์มากมายที่ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากอุณหภูมิและความดัน ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขสถานะทางกายภาพ (ของแข็งของเหลวหรือก๊าซ) พฤติกรรมทางความร้อนความหนาแน่นหรือความหนืดสามารถแก้ไขได้ โดยการเพิ่มอุณหภูมิและความดันเหนือจุดที่เรียกว่าจุดวิกฤติ (กําหนดที่ 221 บาร์และ 374 °C) น้ําสามารถบรรลุสถานะ supercritical ในสภาวะที่ต่ํากว่านั้นสอดคล้องกับอุณหภูมิระหว่าง 100 ° C และอุณหภูมิวิกฤต (374 ° C) และความดันระหว่าง 1 บาร์และความดันวิกฤต (221 บาร์) เพื่อหลีกเลี่ยงการระเหยขั้วน้ําลดลง มันทําให้น้ําเป็นตัวทําละลายที่ดีขึ้นสําหรับการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอินทรีย์ต่างๆ" (Li และ Chemat, 2019)
เมื่อ ultrasonics รวมกับการสกัดน้ํา subcritical ประสิทธิภาพการสกัดสามารถปรับปรุงได้โดยการเพิ่มผลผลิตสารสกัดและลดเวลาในการสกัด เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดความดันในเครื่องปฏิกรณ์ชุดแรงดันปิดหรือเครื่องปฏิกรณ์เซลล์ไหลควรสูงถึงอย่างน้อยสองเท่าของความดันไอของน้ํา (คุณสามารถค้นหาตารางความดันไอของน้ําที่ส่วนท้ายของหน้านี้)
Huang et al. (2010) ตรวจสอบผลการสกัดของความถี่ต่ําอัลตราซาวนด์พลังงานสูงร่วมกับการสกัดน้ํา subcritical โพรบอัลตราโซนิกจึงควบคู่ไปกับกาต้มน้ําของอุปกรณ์สกัดน้ํา subcritical เพื่อสกัดน้ํามันระเหยจาก Lithospermum erythrorhizon ผลการศึกษาพบว่าผลการเพิ่มประสิทธิภาพอัลตราซาวนด์ช่วย 20 KHz ดีกว่าที่ 36 KHz และเพิ่มขึ้นด้วยกําลังขับ (จาก 0 ถึง 250 W) ผลผลิตการสกัดน้ํา subcritical เพิ่มขึ้นจาก 1.87% เป็น 2.39% ผ่านการสั่นล้ํา (250 W, 20 KHz) ที่อุณหภูมิ 160 ° C และความดัน 5 MPa ในระหว่างขั้นตอนการสกัด 25 นาที Ultrasonication สามารถปรับปรุงไม่เพียง แต่ผลผลิตการสกัด แต่ยังอัตราการสกัดจึงช่วยประหยัดเวลา
การสกัดน้ําใต้พรมแดนที่ช่วย Ultrasonically สามารถทํางานที่ความดันต่ํา (เช่น 5barg) มากกว่าการสกัดน้ํา subcritical ทั่วไป (เช่น 10MPa) ซึ่งช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานและทําให้ขั้นตอนการสกัดปลอดภัยยิ่งขึ้น

ข้อดีของการสกัดด้วยพฤกษศาสตร์อัลตราโซนิก

ทั้งการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการใช้งานในอุตสาหกรรมแสดงให้เห็นว่าการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยเป็นเทคนิคที่เชื่อถือได้และใช้งานง่ายซึ่งไม่จําเป็นต้องมีพื้นฐานทางเทคนิคหรือการฝึกอบรมอย่างเข้มข้น ประสิทธิภาพการสกัดสูงมากผลตอบแทนสูงต้นทุนการดําเนินงานต่ํารวมถึงต้นทุนการลงทุนต่ํา (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับเทคนิคอื่น ๆ เช่น CO₂ เครื่องสกัด) และค่าใช้จ่ายพลังงานต่ําเป็นข้อได้เปรียบหลักของเครื่องสกัดอัลตราโซนิกชนิดโพรบ
ประโยชน์เพิ่มเติม, ซึ่งเปลี่ยนเทคโนโลยีการสกัดล้ําเป็นวิธีการที่ต้องการ, เป็นสารสกัดที่มีคุณภาพสูงเนื่องจากอุณหภูมิการสกัดต่ํา, ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้ (ทําซ้ํา / reproducibility),
"ข้อดีอื่น ๆ ที่เชื่อมโยงกับการใช้การสกัดชนิดโพรบอัลตราโซนิกคือการจัดการสารสกัดได้ง่ายการดําเนินการอย่างรวดเร็วไม่มีสารตกค้างผลผลิตสูงเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมคุณภาพที่เพิ่มขึ้นและป้องกันการย่อยสลายสารสกัด"
(cf เลย เชมาตและข่าน, 2011)

Ultrasonicators ประสิทธิภาพสูงสําหรับการสกัดน้ํา

เครื่องสกัด Hielscher Ultrasonics ได้รับการยอมรับอย่างดีในด้านการสกัดทางพฤกษศาสตร์ไม่ว่าจะใช้ตัวทําละลายอะไร แยกผู้ผลิต – ทั้ง, ขนาดเล็ก, ผู้ผลิตสารสกัดเฉพาะกลุ่มเช่นเดียวกับผู้ผลิตขนาดใหญ่- ขนาดใหญ่ – พบใน Hielscher 'พอร์ตโฟลิโออุปกรณ์กว้างอุปกรณ์สกัดล้ําที่เหมาะสําหรับความต้องการการผลิตของพวกเขา ชุดงานและการตั้งค่ากระบวนการแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่องจะพร้อมใช้งานและสามารถจัดส่งออกจากชั้นวางได้ เหมาะสําหรับการทํางานกับตัวทําละลายใด ๆ การสกัดล้ําสามารถใช้อย่างยืดหยุ่นสําหรับการสกัดวัสดุพืชใด ๆ การใช้น้ําเป็นตัวทําละลายช่วยให้สามารถผลิตสารสกัดที่ได้รับการรับรองอินทรีย์โดยไม่ต้องใช้เอทานอล "อินทรีย์" ที่มีราคาแพงมาก (แน่นอนว่าวัสดุจากพืชจะต้องเป็นลําดับการปลูกอินทรีย์เพื่อผลิตสารสกัดจากน้ําอินทรีย์)

การสกัดที่มีประสิทธิภาพสูงด้วย Ultrasonics Hielscher

เครื่องสกัด Hielscher Ultrasonic ได้อย่างมีประสิทธิภาพทําลายเซลล์พืชเพิ่มพื้นที่ผิวของวัสดุพืชสําหรับการเจาะตัวทําละลายและการถ่ายโอนมวลสําหรับการเปิดตัวของพฤกษเคมี (เมตาบอไลต์รอง) เครื่องสกัด Hielscher ได้รับการออกแบบโดยคํานึงถึงความเป็นมิตรต่อผู้ใช้และสามารถติดตั้งได้อย่างรวดเร็วและสามารถใช้งานอย่างปลอดภัยและใช้งานง่าย

ปฏิบัติตามมาตรฐานคุณภาพสูงสุด – ออกแบบ & ผลิตในประเทศเยอรมนี

ฮาร์ดแวร์ที่ซับซ้อนและซอฟต์แวร์อัจฉริยะของ Hielscher ultrasonicators ได้รับการออกแบบมาเพื่อรับประกันผลการสกัดล้ําที่เชื่อถือได้จากวัตถุดิบพฤกษศาสตร์ของคุณด้วยผลลัพธ์ที่ทําซ้ําได้และใช้งานง่ายและการดําเนินงานที่ปลอดภัย ความทนทานความน่าเชื่อถือการดําเนินงานตลอด 24 ชั่วโมงภายใต้ภาระเต็มที่และการทํางานที่ง่ายจากมุมมองของคนงานเป็นปัจจัยคุณภาพเพิ่มเติมซึ่งทําให้ Hielscher ultrasonicators ดี
เครื่องสกัดด้วยอัลตราโซนิก Hielscher ใช้ทั่วโลกในการสกัดพฤกษเคมีคุณภาพสูง พิสูจน์แล้วว่าให้ผลผลิตสารประกอบทางพฤกษศาสตร์ที่มีคุณภาพสูงเครื่องสกัดอัลตราโซนิก Hielscher ไม่เพียง แต่ใช้โดยช่างฝีมือขนาดเล็กของสารสกัดพิเศษและบูติก แต่ส่วนใหญ่ในการผลิตอุตสาหกรรมของสารสกัดที่มีจําหน่ายอย่างกว้างขวางผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและการรักษา เนื่องจากฮาร์ดแวร์ที่แข็งแกร่งและซอฟต์แวร์อัจฉริยะโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก Hielscher สามารถใช้งานและตรวจสอบได้อย่างง่ายดาย

โพรโทคอลข้อมูลอัตโนมัติ

เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานการผลิตของอาหารผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและผลิตภัณฑ์รักษากระบวนการผลิตจะต้องได้รับการตรวจสอบและบันทึกรายละเอียด Hielscher Ultrasonics อุปกรณ์อัลตราโซนิกดิจิตอลมีโปรโตคอลข้อมูลอัตโนมัติ เนื่องจากคุณสมบัติที่ชาญฉลาดนี้พารามิเตอร์กระบวนการที่สําคัญทั้งหมดเช่นพลังงานอัลตราโซนิก (พลังงานรวมและพลังงานสุทธิ) อุณหภูมิความดันและเวลาจะถูกเก็บไว้ในการ์ด SD ในตัวโดยอัตโนมัติทันทีที่อุปกรณ์เปิดอยู่ การตรวจสอบกระบวนการและการบันทึกข้อมูลมีความสําคัญต่อมาตรฐานกระบวนการและคุณภาพของผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง ด้วยการเข้าถึงข้อมูลกระบวนการที่บันทึกไว้โดยอัตโนมัติคุณสามารถแก้ไขการรัน sonication ก่อนหน้านี้และประเมินผลที่ได้
อีกคุณสมบัติที่ใช้งานง่ายคือการควบคุมระยะไกลของเบราว์เซอร์ของระบบอัลตราโซนิกดิจิตอลของเรา ผ่านการควบคุมเบราว์เซอร์ระยะไกลคุณสามารถเริ่มต้นหยุดปรับและตรวจสอบโปรเซสเซอร์ล้ําเสียงของคุณจากระยะไกลจากที่ใดก็ได้
ต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อดีของการสกัดน้ําอัลตราโซนิกจากวัสดุจากพืชหรือไม่? ติดต่อเราตอนนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับกระบวนการผลิตสารสกัดจากพฤกษศาสตร์ของคุณ! พนักงานที่มีประสบการณ์ดีของเรายินดีที่จะแบ่งปันข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสกัดล้ําระบบอัลตราโซนิกของเราและการกําหนดราคา!

ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา:

ข้อมูลทางเทคนิคเกี่ยวกับการสกัดน้ําอัลตราโซนิก

วิธีการสกัดแบบเดิมเช่น maceration, การแช่, percolation, ยาต้ม, การสกัดกรดไหลย้อน, การกลั่นไอน้ํา, ระเหิดและการกดมักใช้ในการสกัดสารประกอบยาจากพืช ข้อเสียของวิธีการเหล่านี้รวมถึงกระบวนการที่ใช้เวลานานความบริสุทธิ์ที่ไม่ดีและมีประสิทธิภาพต่ํา

พารามิเตอร์กระบวนการมีอิทธิพลต่อการสกัดอัลตราโซนิก

การสกัดด้วย Ultrasonically ช่วยเป็นที่รู้จักสําหรับคุณสมบัติที่ไม่ซ้ํากันและข้อดีซึ่งทําให้ sonication เทคนิคการสกัดที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการสกัดทั่วไปของสารประกอบพฤกษศาสตร์ ข้อได้เปรียบที่สําคัญของการสกัดอัลตราซาวนด์ช่วยอยู่ในการปรับตัวที่แม่นยําของปัจจัยการประมวลผลอัลตราโซนิก (เช่นแอมพลิจูดเวลาอุณหภูมิความดัน) ซึ่งช่วยให้สามารถปรับแต่งกระบวนการอัลตราโซนิกได้อย่างเหมาะสมกับสารประกอบเป้าหมาย วัสดุพืชแต่ละชนิดมีพารามิเตอร์การสกัดในอุดมคติซึ่งได้ผลผลิตคุณภาพและอัตราการสกัดที่ดีที่สุด กระบวนการสกัดล้ําช่วยให้สามารถปรับเงื่อนไขการสกัดที่ดีที่สุดเหล่านี้ได้อย่างสมบูรณ์แบบ

ล้ำกว้าง

แอมพลิจูดคือการกระจัดของการสั่นสะเทือนของโพรบอัลตราโซนิก (sonotrode) ยิ่งแอมพลิจูดสูงเท่าไหร่การสั่นสะเทือนและโพรงอากาศในของเหลวโซนิคก็จะยิ่งรุนแรงขึ้นเท่านั้น Hielscher Ultrasonics เป็น spezialized ใน ultrasonicators ชนิดโพรบประสิทธิภาพสูงซึ่งสามารถจัดหาแอมพลิจูดที่ปรับได้อย่างแม่นยํา หัววัดที่กําหนดเองซึ่งสามารถให้ได้ถึง 200μm ในการดําเนินงานอย่างต่อเนื่อง 24/7 พร้อมใช้งานจากชั้นวาง สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้น sonotrodes อัลตราโซนิกที่กําหนดเองสามารถผลิตได้อย่างง่ายดายเกินไป
แอมพลิจูดเป็นหนึ่งเดียว – ถ้าไม่ใช่หนึ่งเดียวมากที่สุด – พารามิเตอร์ที่สําคัญสําหรับการสกัดพืชที่มีประสิทธิภาพของ แอมพลิจูดสูงสร้างแรงที่ต้องการเพื่อทําลายผนังเซลล์และปล่อยวัสดุภายในเซลล์ ดังนั้น ultrasonication ประสิทธิภาพสูงจะกลายเป็นประสิทธิภาพในการสกัดพฤกษศาสตร์

เวลา / ระยะเวลาของการรักษาอัลตราโซนิก

การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยมักจะสั้นกว่าวิธีการแบบดั้งเดิมมากเนื่องจาก sonication ปล่อยสารประกอบทางพฤกษศาสตร์ในอัตราการสกัดที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ Ultrasonication ช่วยให้ขั้นตอนการสกัดสั้นลงซึ่งรักษาสารประกอบที่สกัดจากการประมวลผลมากเกินไป การประมวลผลที่สั้นลงเนื่องจากอัลตราซาวนด์หมายถึงปริมาณงานที่สูงขึ้นและคุณภาพสารสกัดที่สูงขึ้น

การรักษาอัลตราโซนิกพัลส์

การเต้นของอัลตราโซนิกเป็นโหมดการรักษาที่การรักษาอัลตราซาวนด์จะถูกยกเลิกโดยรอบการหยุดชั่วคราวที่กําหนดไว้ (เช่นรอบหน้าที่ 50%: 30 วินาที ON, 30 วินาที ปิด; 100% หน้าที่ cyle: sonication อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องหยุดชั่วคราว) วงจรหน้าที่ของอัลตราซาวนด์ (หรือที่เรียกว่าโหมดชีพจรหรือรอบการเต้นอัลตราโซนิก) หมายถึงเปอร์เซ็นต์ของเวลาในระหว่างที่อัลตราซาวนด์จะควบคู่ไปกับระยะกลาง (ระยะเวลาชีพจร) ในช่วงชีพจรหนึ่ง ตัวอย่างเช่นโหมดรอบ 50% จะเป็น 30 วินาที เปิด 30 วินาที ปิด ในระหว่างรอบการหยุดชั่วคราวของรอบหน้าที่ของเหลว sonicated มาเป็นเวลาที่กําหนด (เช่น 30 วินาที) กลับสู่สถานะที่ไม่ถูกรบกวนซึ่งเป็นสิ่งที่ดีสําหรับการกระจายความร้อนเพื่อรักษาอุณหภูมิการประมวลผลเป้าหมาย วงจรหน้าที่ของ sonication เป็นวงจรหน้าที่ที่สําคัญน้อยกว่าสําหรับประสิทธิภาพการสกัด แต่จะใช้เพื่อรักษาอุณหภูมิของกระบวนการบางอย่าง

ความดันอุทกสถิต

ความดันเป็นอีกพารามิเตอร์ที่สําคัญมากสําหรับกระบวนการอัลตราโซนิก การใช้แรงดันอุทกสถิตกับสื่อ sonicated มีผลต่อความเข้มของโพรงอากาศ ภายใต้สภาวะความดันที่สูงขึ้นความเข้มของโพรงอากาศอัลตราโซนิก (อะคูสติก) จะเพิ่มขึ้น Hielscher Ultrasonics มีเครื่องปฏิกรณ์ชุดอัลตราโซนิกและเซลล์ไหลหลายประเภทซึ่งสามารถแรงดันสําหรับผล sonication ทวีความรุนแรง

อุณหภูมิการสกัด

เช่นเดียวกับการรักษาเชิงกลใด ๆ ultrasonication ทําให้เกิดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิซึ่งเป็นไปตามกฎข้อที่ 2 ของเทอร์โมไดนามิกส์ อย่างไรก็ตาม ultrasonication เป็นเทคนิคการรักษาที่ไม่ใช่ความร้อนเนื่องจากการรักษาด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยจะขึ้นอยู่กับแรงกลอย่างหมดจด (หรือที่เรียกว่ากองกําลัง sonomechanical) อุณหภูมิการสกัดในระหว่างการสกัดล้ําสามารถควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพและบํารุงรักษาภายในช่วงอุณหภูมิที่เลือกบางอย่าง โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกดิจิตอล Hielscher ทั้งหมดมีการติดตั้งเซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบเสียบได้และซอฟต์แวร์อัจฉริยะซึ่งสามารถตั้งค่าช่วงอุณหภูมิที่แน่นอนสําหรับกระบวนการได้ เมื่อใดก็ตามที่เกินช่วงอุณหภูมินี้ ultrasonicator จะหยุดชั่วคราวจนกว่าอุณหภูมิจะอยู่ในช่วงที่เลือกอีกครั้งและดําเนินการต่อจากนั้นขั้นตอน sonication โดยอัตโนมัติ คุณสมบัติที่ชาญฉลาดของ Ultrasonicators Hielscher นี้ช่วยให้กระบวนการ sonication ที่ควบคุมได้อย่างแม่นยําและผลลัพธ์ที่เหมาะ
เนื่องจากอุณหภูมิการสกัดอาจแตกต่างกันสารประกอบพฤกษศาสตร์และพืชใด ๆ อุณหภูมิเป็นปัจจัยสําคัญซึ่งไม่ควรละเลยในระหว่างการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการอัลตราโซนิก ตัวอย่างเช่น, 80 °Cพบว่าเหมาะที่จะบรรลุผลผลิตสูงสุดของฟลาโวนอยด์จาก Sophora flavescens, ในขณะที่ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดได้รับที่ 50 °Cสําหรับการสกัด arabinoxylan จากรําข้าวสาลี.

ใช้ตัวทําละลายใด ๆ สําหรับการสกัดล้ํา

สารประกอบทางพฤกษศาสตร์ที่แตกต่างกันมีขั้วที่แตกต่างกันซึ่งมีผลต่อการละลายในตัวทําละลายต่างๆ ตัวอย่างเช่นซาโปนินและโพลีแซคคาไรด์มีขั้วโลกมากขึ้นและแสดงให้เห็นถึงการละลายที่ดีในน้ําเนื่องจากน้ํามีขั้วสูง สารประกอบฟีนอลเช่นแอนโธไซยานินและกรดคลอโรจีนิกในทางกลับกันค่อนข้างไม่ขั้วและละลายดังนั้นจึงดีกว่าตัวทําละลายที่มีขั้วน้อยเช่นเอทานอล ดังนั้นการเลือกตัวทําละลายควรทําตามความสามารถในการละลายของสารประกอบเป้าหมายเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการสกัดสูง ตัวอย่างเช่นน้ําเป็นตัวทําละลายที่ดีสําหรับการสกัดสารประกอบขั้วโลกเช่น psilocybin จากเห็ดเช่นเดียวกับ oligosaccharides ไกลโคไซด์และฟลาวานอยด์ ในขณะที่ส่วนผสมของเอทานอลน้ํากับและความเข้มข้นเอทานอลของ 60% (v / v) เหมาะสําหรับการสกัดช่วย ultrasonically ของเช่น, apigenin, baicalin และสารประกอบลูทีโอลิน.
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวทําละลายขั้วตัวทําละลายและตัวทําละลายที่เหมาะสมที่สุดสําหรับการสกัดล้ํา!

น้ําเป็นตัวทําละลายสกัด

น้ําเป็นตัวทําละลายที่มีขั้วโลกมากที่สุดและเหมาะสําหรับการสกัดสารประกอบขั้วโลกที่หลากหลาย ข้อได้เปรียบที่สําคัญของมันรวมถึงความสามารถในการละลายสารที่หลากหลาย นอกจากนี้ยังมีราคาถูกปลอดสารพิษปลอดภัยและไม่ติดไฟ ข้อเสียของมันรวมถึงการเลือกที่แข็งแกร่งสําหรับสารประกอบขั้วโลกเนื่องจากขั้วสูง เนื่องจากจุดเดือดสูง 100 ° C ความเข้มข้นของสารสกัด (เช่นผ่านการกลั่นหรือการระเหยของโรเตอร์) ต้องใช้พลังงานจํานวนมาก นอกจากนี้น้ํามีแนวโน้มที่จะเติบโตของแบคทีเรียและเชื้อรา

ความถี่อัลตราโซนิก

ความถี่อัลตราโซนิกรอบ 20kHz ได้รับการจัดตั้งขึ้นมีประสิทธิภาพมากที่สุดและมีประสิทธิภาพสําหรับการสกัดพฤกษศาสตร์ ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของการสกัดอัลตราซาวนด์ช่วยในการสกัดสารประกอบยาจากพืช โดยทั่วไปความถี่อัลตราโซนิกต่ํา (เช่นที่ประมาณ 20kHz) สร้างโพรงอากาศที่รุนแรงมากขึ้น (ผล sonomechanical) ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพของขั้นตอนการสกัดสูงขึ้น

วัสดุพืช

วัสดุจากพืชอาจแตกต่างกันอย่างมากในโครงสร้างและความแข็งแกร่งของเซลล์ของพวกเขา ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของผนังเซลล์ซึ่งอาจมีเซลลูโลสเฮมิเซลลูโลสลิกนินโพลีแซคคาไรด์เพคติกโปรตีนสารฟีนอลิกและไม่ใช่เซลลูโลสและน้ําผนังเซลล์สามารถแข็งแรงหรืออ่อนนุ่ม พืชประเภทและชิ้นส่วนที่แตกต่างกันมีประเภทที่แตกต่างกันและปริมาณของส่วนประกอบผนังเซลล์เหล่านี้ นั่นเป็นเหตุผลที่โรงงานแต่ละประเภทต้องการพารามิเตอร์การประมวลผลที่เฉพาะเจาะจงเพื่อผลลัพธ์การสกัดที่ดีที่สุด
ในฐานะที่เป็นความเข้มสามารถปรับแต่งได้อย่างแม่นยํา Hielscher สกัดล้ําสามารถทําลายได้อย่างน่าเชื่อถือนุ่มและผนังเซลล์แข็ง ผนังเซลล์อ่อนอาจต้องการ ultrasonication รุนแรงน้อยในขณะที่โครงสร้างเซลล์ที่แข็งแรงได้รับประโยชน์จากการรักษาที่รุนแรงมากขึ้น
วัตถุดิบสําหรับการสกัดทางพฤกษศาสตร์สามารถเก็บเกี่ยวสด (เปียก) หรือแห้ง การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเหมาะสําหรับทั้งพืชสด / เปียกและแห้ง ขนาดอนุภาคของแข็งของพืชเป็นอีกปัจจัยสําคัญ: พื้นที่ผิวสูง (เช่นขนาดอนุภาคขนาดเล็ก) เป็นประโยชน์เนื่องจากให้พื้นที่สัมผัสขนาดใหญ่สําหรับแรงเฉือนโพรงอากาศอัลตราโซนิกส่งผลให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ดังนั้นวัสดุจากพืชจึงถูกหมักหรือบดเป็นชิ้นเล็ก ๆ (ประมาณ 3-5 มม.)

ทำไมอัลตราโซนิกการสกัดวิธีที่ดีที่สุด?

อย่างมีประสิทธิภาพ

• อัตราผลตอบแทนที่สูงขึ้น
• กระบวนการสกัดอย่างรวดเร็ว – ภายในไม่กี่นาที
• สารสกัดที่มีคุณภาพสูง – อ่อน, การสกัดที่ไม่ใช่ความร้อน
• ตัวทําละลายสีเขียว (น้ํา, เอทานอล, กลีเซอรีน, น้ํามันพืช, NADES ฯลฯ )

เรียบ ง่าย

• ติดตั้งและใช้งานได้ภายในไม่กี่นาที
• ปริมาณงานสูง–สำหรับการผลิตสารสกัดจากขนาดใหญ่
• การทำงานแบบอินไลน์ที่ชาญฉลาดหรือต่อเนื่อง
• ติดตั้งง่ายและเริ่มต้น
• แบบพกพา/เคลื่อนย้ายได้–หน่วยแบบพกพาหรือที่สร้างขึ้นบนล้อ
• ขนาดเชิงเส้นขึ้น–เพิ่มระบบอัลตราโซนิกที่อื่นในแบบคู่ขนานเพื่อเพิ่มความจุ
• การตรวจสอบและการควบคุมระยะไกล-ผ่าน PC, โทรศัพท์สมาร์ทหรือแท็บเล็ต
• ไม่มีการควบคุมกระบวนการที่จำเป็น–การตั้งค่าและการทำงาน
• ประสิทธิภาพสูง–ออกแบบมาเพื่อการผลิต24/7 อย่างต่อเนื่อง
• ความทนทานและการบำรุงรักษาต่ำ
• คุณภาพสูง – ออกแบบและสร้างขึ้นในเยอรมนี
• โหลดอย่างรวดเร็วและปล่อยระหว่างล็อต
• ทำความสะอาดง่าย

ความปลอดภัย

• ง่ายและปลอดภัยในการทำงาน
• ตัวทำละลาย-น้อยหรือตัวทำละลายตามการสกัด (น้ำเอทานอล, น้ำมันพืช, กลีเซอรีน, ฯลฯ)
• ไม่มีแรงดันสูงและอุณหภูมิ
• ระบบป้องกันการระเบิดที่ได้รับการรับรองจาก ATEX
• ง่ายต่อการควบคุม (ยังผ่านการควบคุมระยะไกล)

---

---

วรรณกรรม / อ้างอิง

• Ping-ping Huang, Ri-fu Yang, Tai-qiu Qiu, Wei Zhang & Chun-mei Li (2010): Ultrasound-Enhanced Subcritical Water Extraction of Volatile Oil from Lithospermum erythrorhizon. Separation Science and Technology, 45:10, 1433-1439.
• Zabot, G. L., Viganó, J., & Silva, E. K. (2021): Low-Frequency Ultrasound Coupled with High-Pressure Technologies: Impact of Hybridized Techniques on the Recovery of Phytochemical Compounds. Molecules, 26(17), 2021. 5117.
• Li, Ying; Chemat, Farid (2019): Plant Based “Green Chemistry 2.0”: Moving from Evolutionary to Revolutionary. Springer Science 2019.
• 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.
• Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
• Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk (2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.