Bitkisel Ekstraksiyonda Daha Yüksek Verim İçin Stratejiler
Bitkisel hammaddelerden yüksek verimlilikle üstün kaliteli ekstraktlar üretmek, yani kısa bir ekstraksiyon süresinde yüksek miktarda üstün kaliteli ekstrakt elde etmek için yüksek performanslı bir ekstraksiyon tekniği gerekir. Ultrasonik ekstraksiyon, geniş bir hammadde yelpazesinin kullanılmasına olanak tanıyan ve hızlı, uygun maliyetli bir şekilde yüksek miktarda üstün nitelikli ekstrakt üreten bir proses yoğunlaştırma tekniğidir.
Güç Ultrasoniği ile Üstün Kaliteli Bitkisel Ekstraktlar
Bitkisel bir hammaddeden belirli bir biyoaktif bileşik veya biyoaktif fraksiyon ekstrakte edilirken çeşitli faktörler ekstraksiyon prosesini etkiler. Ekstraksiyon teknolojisinin (örn. ultrasonik ekstraksiyon) yanı sıra çözücünün polaritesi, hammadde ve ön işlemi, katı / sıvı oranı (yani bitkisel madde / çözücü oranı), ekstraksiyon süresi ve sıcaklık, dikkatle değerlendirilmesi gereken önemli proses faktörleridir. Ultrasonik destekli ekstraksiyon (UAE), aynı anda hem yumuşak koşullarla hem de yüksek verimlilikle karakterize edilen ideal işleme koşullarına olanak tanır. Yumuşak etkili çözücülerin serbestçe seçilebilmesi veya soğuk su ekstraksiyonu, düşük sıcaklıklar ve kısa işlem süreleri, ultrasonik ekstraksiyonu biyoaktif moleküllerin termal veya kimyasal bozunmasını önleyen üstün ekstraksiyon tekniği haline getirir. Ayrıca UAE, bitkisel hammaddede bulunan biyoaktif moleküllerin mevcut miktarının tamamını serbest bırakabilir. Bu nedenle sonikasyon, yüksek etkinliğe sahip ekstraktların üretiminde en yaygın kullanılan ekstraksiyon teknolojisidir.
Bitkisel ekstraksiyon: UP400St (400W, 24kHz) ile
Ultrasonik Ekstraksiyonu Üstün Kılan Nedir?
Ultrasonik destekli ekstraksiyon (UAE), yalnızca mekanik kuvvetlere dayanan, yüksek verimliliğe sahip bir ekstraksiyon tekniğidir. Ultrasonik veya akustik kavitasyon, yoğun kesme kuvvetlerinin yanı sıra yerel olarak oluşan yüksek sıcaklık ve basınç farklarıyla karakterize edilir. Bu son derece yoğun kavitasyon kuvvetleri, hücre zarında yeni gözeneklerin oluşması ve mevcut gözeneklerin genişlemesi anlamına gelen sonoporasyonun yanı sıra bitki hücre yapılarının parçalanmasına neden olur. Çözücünün hücrenin içine ve dışına doğru ultrasonik olarak yoğunlaştırılan akışı, bitkisel maddelerin hızlı ve tam olarak serbest bırakılmasına katkıda bulunur. Yalnızca mekanik kuvvetler kullanan UAE, bitkisel molekülleri kimyasallar veya yoğun ısıl işlem yoluyla değiştirmez ve böylece bitkilerde bulunan biyoaktif maddelerin kimyasal veya ısı kaynaklı değişimlerini önler. Sonuç olarak ultrasonik ekstraksiyon, birlikte bulunan bitkisel maddelerin, entourage etkisi olarak bilinen birleşik etkilerinin tamamını sunan yüksek kaliteli, tam spektrumlu ekstraktlar üretir.
Ultrasonik Ekstraksiyon: yüksek miktarda üstün kaliteli ekstrakt elde etmek için yumuşak koşullarda uygulanan, termal olmayan, ancak yüksek verimliliğe sahip bir teknik.
Ultrasonik Ekstraksiyonun Diğer Tekniklerle Karşılaştırılması
Ultrasonik ekstraksiyon, antioksidanlar, polifenoller, polisakkaritler, proteinler, lipitler, kanabinoidler ve diğer fitokimyasallar gibi biyoaktif bileşiklerin bitkisel materyallerden serbest bırakılması ve izole edilmesi için yaygın olarak kullanılan bir tekniktir.
Sonikasyon; yüksek / tam ekstraksiyon verimi, hızlı ve termal olmayan işleme, hemen hemen her çözücüyle uyumluluk (örn. su, etanol, metanol, izopropanol, bitkisel yağlar, gliserin vb.), basit ve güvenli kullanım ve düşük bakım gereksinimi gibi çok sayıda avantaj nedeniyle tercih edilen yöntemdir.
Aşağıdaki tablo, UAE’nin avantajlarını vurgulayarak ultrasonik ekstraksiyonu diğer geleneksel ekstraksiyon yöntemleriyle karşılaştırır.
Hielscher ultrasonik ekstraktörleri verimlilik, güvenilirlik ve kullanım kolaylığı açısından üstünlük gösterir
| Ultrasonik Ekstraksiyon | Maserasyon | CO2 Ekstraksiyonu | Soxhlet | Perkolasyon | |
|---|---|---|---|---|---|
| Çözücü | hemen hemen her çözücüyle uyumlu | su, sulu ve susuz çözücüler | CO2 | su, sulu ve susuz çözücüler | organik çözücüler |
| Sıcaklık | termal olmayan ekstraksiyon, hassas sıcaklık kontrolü |
ortam sıcaklığı | ısı altında | ortam sıcaklığı, zaman zaman ısı uygulanır |
kritik sıcaklık olan 31°C’nin üzerinde |
| Basınç | hem atmosferik hem de yükseltilmiş basınç mümkündür |
atmosferik | atmosferik | atmosferik | çok yüksek basınçlar (74 bar olan kritik basıncın üzerinde) |
| İşlem Süresi | hızlı | çok yavaş | yavaş | çok yavaş | orta |
| Çözücü Miktarı | düşük, özellikle bir akış hücresi düzeneği kullanıldığında çözücü içinde yüksek miktarda katı bitkisel materyal yüklemesi |
yüksek | orta | yüksek | büyük miktarlarda süperkritik CO2 |
| Doğal Ekstraktın Polaritesi | çözücüye bağlı; apolar ve polar bileşikleri ekstrakte etmek için iki çözücü kullanılan iki aşamalı bir ekstraksiyon önerilir |
çözücüye bağlı | çözücüye bağlı | çözücüye bağlı | basınca bağlı (daha yüksek basınçlarda daha polar) |
| Esneklik / Ölçeklenebilirlik | kesikli ve hat içi ekstraksiyon için, doğrusal ölçeklenebilirlik |
yalnızca kesikli ekstraksiyon, sınırlı ölçeklenebilirlik |
yalnızca kesikli ekstraksiyon, sınırlı ölçeklenebilirlik |
yalnızca kesikli ekstraksiyon, sınırlı ölçeklenebilirlik |
yalnızca kesikli ekstraksiyon, sınırlı doğrusal ölçeklenebilirlik, çok pahalı |
Ultrasonik Ekstraksiyon Neden Bu Kadar Verimlidir?
Güç ultrasoniğinin ekstraksiyonu yoğunlaştırma mekanizması esas olarak akustik kavitasyon olgusuna bağlanır. Ultrasonik kavitasyon, bitkisel biyokütle parçacıkları arasında çarpışmalara neden olur; bu da parçacıklar arası çarpışmalarla parçalanmaya ve parçacık boyutunun küçülmesine yol açar. Kavitasyon kabarcıkları bitkisel katıların yüzeyinde çöktüğünde, erozyon ve sonoporasyon parçacık yüzeyini daha da genişletir. Böylece yoğunlaşan kütle transferi; proteinler, lipitler, şekerler, vitaminler, antioksidanlar, fitokimyasallar ve besin lifleri gibi moleküllerin serbest bırakılmasını kolaylaştırır. Ultrasonik olarak oluşturulan kesme kuvvetleri, çözücünün bitkisel materyalin hücresel matrisine nüfuz etmesini ve hücre zarlarının geçirgenliğini artırır. Güç ultrasoniğinin bu mekanizmaları, bitkisel ekstraksiyon için sonikasyon uygulandığında elde edilen önemli proses yoğunlaşmasını sağlar.
- yüksek verim
- üstün kaliteli ekstraktlar
- yüksek verimliliğe sahip, hızlı proses
- düşük işletme maliyetleri
- tekrarlanabilir sonuçlar
- doğrusal ölçeklenebilirlik
- basit ve güvenli kullanım
- sağlamlık
Hielscher Ultrasonik Ekstraktörleri ve Avantajları Hakkında Teknik Bilgi Edinin!
Hielscher Ultrasonics, her üretim ölçeğinde kesikli ve sürekli işleme için yüksek performanslı ultrasonik ekstraktörler tasarlar, üretir ve dağıtır. Yüksek verimlilikle çalışma için en yüksek teknik standartların, olağanüstü sağlamlığın ve 24/7/365 çalışmanın yanı sıra Hielscher sonikatörlerinin kullanımı kolay ve güvenilirdir. Yüksek verimlilik, akıllı yazılım, sezgisel menü, otomatik veri kaydı ve tarayıcı üzerinden uzaktan kontrol, Hielscher ekstraktörlerini diğer ekstraksiyon ekipmanlarından ayıran özelliklerden yalnızca birkaçıdır.
Hielscher Ultrasonik Ekstraktörlerinin Avantajları
Verimlilik
- Daha yüksek verim
- Hızlı ekstraksiyon prosesi – dakikalar içinde
- Yüksek kaliteli ekstraktlar – yumuşak koşullarda, termal olmayan ekstraksiyon
- Çevre dostu çözücüler (su, etanol, gliserin, bitkisel yağlar vb.)
Basitlik
- Tak ve çalıştır – Saatler içinde kurulum ve eğitim
- Yüksek işleme kapasitesi – Büyük ölçekli ekstrakt üretimi için
- Kesikli veya sürekli hat içi çalışma
- Basit kurulum – Birden fazla gerilimi destekler ve yalnızca dört hortum bağlantısı gerektirir
- Taşınabilir
- Doğrusal ölçek büyütme – Kapasiteyi artırmak için paralel olarak başka bir ultrasonik sistem ekleyin
- Uzaktan izleme ve kontrol – PC, akıllı telefon veya tablet üzerinden
- Proses gözetimi gerekmez – Kurun ve çalıştırın
- Yüksek performans – Kesintisiz 24/7 üretim için tasarlanmıştır
- Sağlamlık ve düşük bakım gereksinimi
- Yüksek kalite – Almanya’da tasarlanmış ve üretilmiştir
- Partiler arasında hızlı yükleme ve boşaltma
- Kolay temizlenir
Güvenlik
- Basit ve güvenli kullanım
- Çözücüsüz veya çözücü bazlı ekstraksiyon (su, etanol, bitkisel yağlar, gliserin vb.)
- Yüksek basınç ve sıcaklık yoktur
- ATEX sertifikalı, patlamaya dayanıklı sistemler mevcuttur
- Kolay kontrol (uzaktan kontrol yoluyla da)
Ultrasonik Ekstraksiyon İçin Çözücüler
Ekstraksiyon prosesiniz için ideal çözücüyü seçin: su, su-alkol karışımı, izopropil alkol, hekzan, etanol, metanol, bütan, bitkisel yağlar, gliserin,
toksik olmayan çözücüler ve diğer tüm standart çözücüler ultrasonik ekstraksiyonla uyumludur.
Ultrasonik Soğuk Su Ekstraksiyonu: Su teknik olarak bir çözücü, yani evrensel çözücü olarak adlandırılan madde olsa da su bazlı ekstraksiyon genel olarak çözücüsüz ekstraksiyon kabul edilir. Ultrasonik çözücüsüz ekstraksiyon herhangi bir yabancı madde gerektirmez. Su ve bitkisel materyalden oluşan bulamaç, bitkinin hücre duvarlarını parçalayarak biyoaktif moleküllerin suya (çözücüye) salınması için sonikasyona tabi tutulur. Sonikasyon, hammaddeyi ve ekstraktı kimyasal olarak değiştirmeyen, tamamen mekanik bir yöntemdir. Bu nedenle ultrasonik ekstraksiyon, yüksek kaliteli bitkisel ekstraktlar üretmek için tercih edilen tekniktir.
Kanabinoidler (örn. CBD, THC, CBG) gibi bitkisel ekstraktların üretimi için karıştırıcılı, prob tipi UIP1000hdT sonikatör
Aşağıdaki tablo, ultrasonik ekstraktörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında bilgi verir (kesikli ve akışlı işleme):
| Parti Hacmi | Debi | Önerilen Cihazlar |
|---|---|---|
| 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 yüksek | Birden fazla UIP16000 cihazından oluşan küme |
Bizimle İletişime Geçin! / Bize Sorun!
Bitkisel ekstraktların üretimi için UIP4000hdT ultrasonik ekstraktörünün endüstriyel kurulumu.
Hielscher Ultrasonics, laboratuvar, pilot ve endüstriyel ölçekler için yüksek performanslı ultrasonik ekstraktörler üretir ve tedarik eder.
Literatür / Kaynaklar
- 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.
- Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
- V. Lobo, A. Patil,A. Phatak, N. Chandra (2010): Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health. Pharmacognosy Reviews 2010 Jul-Dec; 4(8): 118–126.
Hielscher Ultrasonics, laboratuvar ölçeğinden endüstriyel ölçeğe kadar yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretir.