Yüksek verimli ekstraksiyon için derin ötektik çözücüler
Derin ötektik çözücüler (DES'ler) ve doğal derin ötektik çözücüler (NADES), ekstraksiyon çözücüleri olarak birçok düzeyde avantajlar sunar ve bu nedenle geleneksel organik çözücülere umut verici bir alternatiftir. Derin ötektik çözücü, ultrasonik ekstraksiyon ile birlikte mükemmel çalışır ve yüksek verim sağlayan üstün kaliteli özler verir. Doğal derin ötektik çözücüler kullanarak ultrasonik ekstraksiyon hakkında daha fazla bilgi edinin.
Ultrasonication Derin Ötektik Çözücüler ile Ekstraksiyonu Nasıl İyileştirir?
Derin ötektik çözücüler ve doğal derin ötektik çözücüler kullanılarak yapılan ultrasonik prob tipi ekstraksiyon, biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyonu için çeşitli avantajlar sunabilir. Başlıca avantajlardan biri, fenolik bileşiklerin ve diğer fitokimyasalların doğal kaynaklardan elde edilen ekstraksiyon verimliliğinin artmasıdır. Derin ötektik çözücüler, ultrasonik destekli ekstraksiyon ile bile geliştirilebilen yüksek ekstraksiyon verimliliği ile bilinir. Toksik olmamaları nedeniyle, farmasötik ve gıda ürünleri için mükemmel bir çözücü seçeneğidir. Bu, derin ötektik çözücüler kullanarak ultrasonik ekstraksiyonu biyoaktif bileşiklerin geri kazanımı için yeşil ve sürdürülebilir bir yöntem haline getirir. Ultrasonikasyonun derin ötektik çözücülerle sinerjik kullanımının, çeşitli biyoaktif bileşiklerin daha yüksek verimine yol açtığı bilimsel olarak kanıtlanmıştır. Genel olarak, derin ötektik çözücüler ve doğal derin ötektik çözücüler kullanan ultrasonik prob tipi ekstraksiyon, biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyonuna daha verimli ve çevre dostu bir yaklaşım sağlar.
(Doğal) derin ötektik çözücülerle ultrasonik ekstraksiyon, üstün botanik ekstraktlar için oldukça verimli bir yöntemdir. Resimde ultrasonik işlemci UP400St (400W) gösterilmektedir botanik ekstraksiyon için 8 litrelik bir parti ile.
Bitkisel gliserin, toksik olmayan, tahriş edici olmayan özellikleri ve hassas biyoaktif bileşiklerin stabilitesini ve gücünü koruma kabiliyeti nedeniyle ideal bir ekstraksiyon çözücüsüdür. Hem saf gliserin hem de gliserin-su karışımları, takviyeler ve nutrasötikler, aroma özleri, gıda katkı maddeleri ve kozmetikler için ekstraktların üretimi için yararlı çözücülerdir.
- Yüksek verimli
- Hızlı Süreç
- Toksik olmayan
- Belirli bir botanik için tam olarak ayarlanabilir
- Hafif işleme koşulları
- Toplu iş ve akış modu
- Kolay ve güvenli
- Çevre dostu / biyolojik olarak parçalanabilir
- Geri dönüştürülebilir
- Yanıcı değildir
- Ucuz
- Kolayca erişilebilir
Derin Ötektik Çözücüler (DES) Nedir?
Derin ötektik çözücüler (DES'ler), karboksilik asitler ve diğer yenilenebilir bileşikler dahil olmak üzere en az bir hidrojen bağı alıcısı (HBA) ve bir hidrojen bağı vericisinin (HBD) karışımlarıdır. Cai ve ark. (2019), "HBA ve HBD arasındaki güçlü hidrojen bağı etkileşimi, DES'lerin oluşumu için en önemli faktördür." [Cai ve ark. 2019]
Hidrojen bağı donörleri için şekerler, amino asitler, karboksilik asitler (örneğin benzoik asit, sitrik asit, süksinik asit) veya aminler (örneğin üre, benzamid) gibi bileşikler sıklıkla kullanılır. Hidrojen bağı donörlerinin kimyasal etkileşim potansiyeli, derin ötektik çözücülerin oluşumuna ve verimliliğine katkıda bulunan ana faktörlerdir. Kolin klorür veya çinko klorür gibi halojenür tuzları da hidrojen bağı donörleri ile birlikte kullanılabilir. Diğer kolin klorür bazlı derin ötektik çözücüler, malonik asit, fenol veya gliserin ile oluşturulur. Güçlü hidrojen-bağlanma etkileşimlerinin bir sonucu olarak, derin ötektik çözücülerin erime noktası, tek tek bileşenleriyle karşılaştırıldığında önemli ölçüde azalır. Konvansiyonel çözücülerin (örn. etanol, metanol, heksan, bütan vb.) aksine, derin ötektik çözücüler uçucu değildir, bu da çok düşük buhar basıncına sahip oldukları ve bu nedenle neredeyse hiç yanıcı olmadıkları anlamına gelir. Derin ötektik çözücülerin toksisitesi düşüktür, biyolojik olarak parçalanabilirlikleri yüksektir ve gerekli öncüller ucuz, kolay ve bol miktarda bulunur ve aynı zamanda yenilenebilirdir.
Doğal derin ötektik çözücüler (NADES), tüm öncüller doğal kaynaklardan elde edildiğinden daha da çevre dostudur. Derin ötektik çözücüler ayrıca, çözünen maddenin kimyasına ve derin ötektik çözücüler oluşturmak için kullanılan türlere dayalı olarak ayarlanabilir bir çözücülük sunar. Bazı doğal derin ötektik çözücüler yüksek viskozite sergiler ve bu nedenle toplu ekstraksiyon için çok uygun değildirler. Bununla birlikte, daha yüksek viskozitelere sahip doğal derin ötektik çözücüler, ultrasonik akış yoluyla ekstraksiyonda çözücüler olarak başarıyla uygulanabilir.
Aşağıdaki tablo, fitokimyasalların ekstraksiyonu için Doğal Derin Ötektik Çözücülerin (NADES) birkaç örnek bileşimini göstermektedir:
| NADES Bileşimi | Molar Oran |
|---|---|
| Kolin klorür: Laktik asit | 1:2 |
| Kolin klorür: Sitrik asit: Su | 1:1:2 |
| Kolin klorür: Malik asit: Su | 1:1:2 |
| Kolin klorür: Tartarik asit | 1:2 |
| Kolin klorür: Gliserol | 1:2 |
| Kolin klorür: 1,2-propandiol | 1:3 |
| Kolin klorür: Sorbitol | 1:1 |
| Kolin klorür: Glikoz: Su | 2:1:1 |
| Kolin klorür: Fruktoz: Su | 2:1:1 |
| Kolin klorür: Üre | 1:2 |
Derin Ötektik Çözücülerle Ultrasonik Ekstraksiyon Nasıl Çalışır?
Ultrasonik ekstraksiyon, yüksek yoğunluklu, düşük frekanslı ultrasonun sonomekanik etkilerine dayanır. Botanik bileşiklerin (yani biyoaktif maddelerin) ultrasonikasyon yoluyla ekstraksiyonunu teşvik etmek ve yoğunlaştırmak için, yüksek güçlü ultrason dalgaları bir ultrasonik prob (ultrasonik korna veya sonotrot olarak da adlandırılır) aracılığıyla sıvı ortama, yani botanik hammaddeden oluşan bulamaç ve (doğal) derin ötektik çözücü. Ultrason dalgaları sıvının içinden geçer ve alternatif düşük basınç / yüksek basınç döngüleri oluşturur. Düşük basınç döngüleri sırasında, birkaç basınç döngüsü boyunca büyüyen küçük vakum kabarcıkları (kavitasyon kabarcıkları olarak adlandırılır) oluşturulur. Bu kabarcık büyüme döngüleri sırasında, sıvıdaki çözünmüş gazlar vakum kabarcığına girer, böylece vakum kabarcığı büyüyen gaz kabarcıklarına dönüşür. Birkaç döngü boyunca büyüdükten sonra, vakum kabarcıkları daha fazla enerji ememeyecekleri belirli bir boyuta ulaşır, böylece yüksek basınçlı bir döngü sırasında şiddetli bir şekilde patlarlar. Kabarcık patlaması, sırasıyla 4000K ve 1000atm'ye ulaşan çok yüksek sıcaklık ve basınç dahil olmak üzere yoğun kavitasyon kuvvetleri ile karakterize edilir; karşılık gelen yüksek sıcaklık ve basınç farklarının yanı sıra. Ultrasonik olarak üretilen bu türbülanslar ve kesme kuvvetleri, bitki hücrelerini parçalar ve hücre içi biyoaktif bileşikleri (doğal) derin ötektik çözücüye bırakır. Ultrasonik ekstraksiyon, botaniklerin hücre yapısını açar ve bitki materyali ile çözücü arasındaki kütle transferini yoğunlaştırır. Sonikasyon, doğal derin ötektik çözücülerin etkinliğini arttırır. (Doğal) derin ötektik çözücülerle ultrasonik ekstraksiyon, çok kısa bir işlem süresi içinde olağanüstü yüksek verim sağlar.
Güçlü ultrason dalgaları botaniklerin hücre yapısını bozar, biyoaktif bileşikleri serbest bırakır ve bitki materyali ile çözücü (örneğin, derin ötektik çözücüler) arasındaki kütle transferini teşvik eder.
Ultrasonik ekstraksiyonun (doğal) derin ötektik çözücülerle kombinasyonu, ultrasonun işlem yoğunlaştırma gücünü, derin ötektik çözücülerin olağanüstü çözündürücü etkileri ve olağanüstü tasarlanabilirliği ile birleştirme fırsatı verir. Ultrasonik ekstraksiyonun üstün verimliliği nedeniyle, Ultrasonicators ayrıca su ekstraksiyonu için başarıyla kullanılır.
Derin ötektik çözücüler kullanan güçlü ultrasonik ekstraksiyon uygulaması hakkında daha fazla bilgi edinmek için şimdi bizimle iletişime geçin!
ultrasonik çıkarıcı UIP2000hdT (2kW) botanik özlerin üretimi için
Derin ötektik çözücülerin kullanımı için yüksek performanslı ultrasonik çıkarıcılar
Ultrasonik ekstraksiyon, çeşitli botaniklerden ve herhangi bir çözücüden yüksek kaliteli ekstraktların üretimini kolaylaştıran ve hızlandıran güvenilir bir işleme teknolojisidir. Ultrasonik ekstraksiyon, mükemmel çözündürme gücü, ekstrakt için tasarlanabilirlik, sürdürülebilirlik, biyolojik olarak parçalanabilirlik ve çevre dostu olmaları nedeniyle elverişli olan (doğal) derin ötektik çözücülerle son derece uyumludur. Güç ultrasonunun işlem yoğunlaştırmasının (doğal) derin ötektik çözücülerin avantajlarıyla kombinasyonu, bu işlem teknolojisine birçok düzeyde üstünlük sağlar. Hielscher Ultrasonik portföyü, kompakt laboratuvar ultrasonicators endüstriyel ekstraksiyon sistemleri için tüm aralığı kapsar. Hepsi elbette derin ötektik çözücülerle ekstraksiyon için uygundur.
Uzun süreli deneyimli personelimiz, fizibilite testlerinden ve proses optimizasyonundan ultrasonik sisteminizin nihai üretim seviyesine kurulumuna kadar size yardımcı olacaktır.
- Yüksek Verimli Güç-Ultrason
- Yüksek güvenilirlik
- çok yüksek genlikler
- Toplu ve akış modunda çalışma
- Tekrarlanabilir / tekrarlanabilir sonuçlar
- 7/24/365 çalışma
- sağlamlık
- Akıllı Yazılım
- Tarayıcı Uzaktan Kumandası
- Kullanıcı dostu
- Düşük bakım gereksinimi
- Emniyet
Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir:
| Numune Hacmi | Akış Oranı | Önerilen Cihaz |
|---|---|---|
| 1 - 500mL | 10 - 200mL/min | UP100H |
| 10 - 2000mL | 20 - 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 - 20L | 0,2 - 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 - 100L | 2 - 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 - 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | daha büyük | grubu UIP16000 |
Bizimle İletişime Geçin! / Bize Sor!
Ultrasonik ekstraksiyondan yararlanın ve eşsiz verimlilik ve sürdürülebilirlik ile botanik ekstraksiyon için bir Hielscher sonicator kullanın!
Hielscher Ultrasonics, laboratuvar, pilot ve endüstriyel ölçekte karıştırma uygulamaları, dispersiyon, emülsifikasyon ve ekstraksiyon için yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretmektedir.
Literatür / Referanslar
- 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 Jamshaid, 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.
Yüksek performanslı ultrasonik! Hielscher'ın ürün yelpazesi, kompakt laboratuvar ultrasonicator'dan tezgah üstü ünitelere kadar tam endüstriyel ultrasonik sistemlere kadar tüm spektrumu kapsar.