Güç Ultrasoniği ile İyileştirilen Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu
Ultrasonik ekstraksiyon, tek başına veya çözücü ekstraksiyonu ya da süperkritik CO2 ekstraktörleri gibi alternatif ekstraksiyon yöntemleriyle birlikte, kenevir bitkisinden (endüstriyel kenevir ve marihuana) kannabinoidlerin tüm spektrumunu çıkarmak için başarıyla kullanılır. Marihuanada başlıca kannabinoid bileşen, iyi bilinen psikotrop etkileriyle Δ9-tetrahidro-kannabinoldür (Δ9-THC). Daha az psikotrop aktivite gösteren veya hiç psikotrop aktivite göstermeyen diğer önemli kannabinoidler hem endüstriyel kenevirde hem de marihuanada bulunabilir; bunlar arasında kannabidiolik asit (CBDA), kannabidiol (CBD), kannabigerol (CBG), kannabikromen (CBC), kannabinol (CBN) ve kannabisiklol (CBL) ile C19 ile ilişkili diğer homologlar yer alır.
Ultrasonik Olarak İyileştirilen Süperkritik CO2 Ekstraksiyonu
Yüksek güçlü ultrason ile süperkritik akışkan ekstraktörlerinin (SFE) birleşimi, kütle aktarımı süreçlerini hızlandırmak ve iyileştirmek için son derece verimli ve temiz bir yöntemdir. Ham madde (örneğin yapraklar, çiçekler, tomurcuklar vb. bitkisel materyaller) ile çözücü (örneğin süperkritik CO2) arasındaki kütle aktarımı, ekstraksiyon süreçlerinde sınırlayıcı faktördür. Sınırlı kütle aktarımı nedeniyle ekstraksiyon verimliliği azalır. Yetersiz verimliliği telafi etmek için ya ekstraksiyon süresinin uzatılması ya da ekstraksiyon veriminden ödün verilmesi gerekir.
Yüksek güçlü sonikasyon, iki faz arasındaki kütle aktarımını iyileştirerek yavaş reaksiyonları yoğunlaştırmak için etkinliği kanıtlanmış bir teknolojidir. Güç ultrasoniği, yoğun titreşimler, kesme kuvvetleri ve karıştırıcı türbülanslar yoluyla ekstraksiyon ham maddesinin çözücüye maruz kalma hızını önemli ölçüde artırır. Bu, üstün ekstraksiyon verimleri ve daha kısa ekstraksiyon süresiyle sonuçlanır. Sonikasyon, her tür süperkritik akışkan ekstraktörünün ekstraksiyon verimliliğini şu yollarla artırır:
- verimi artırarak
- ekstraksiyon süresini kısaltarak
- gerekli basıncı azaltarak
- toplam üretim kapasitesini iyileştirerek
UIP2000hdT ultrasonik ekstraktörü, kütle aktarımını ve böylece ekstraksiyon verimini iyileştirmek için süperkritik CO
Süperkritik CO2 ekstraksiyon süreçlerinde kütle aktarımının ultrasonik olarak iyileştirilmesi, süperkritik akışkan ekstraktörüne Cascatrode gibi yüksek performanslı bir ultrasonik prob entegre edilerek kolayca gerçekleştirilebilir. Hielscher Ultrasonics probları (ultrasonik hornlar veya sonotrotlar olarak da bilinir) standart flanş sızdırmazlığıyla bağlanabilir ve swedge lock bağlantı elemanlarıyla uyumludur. Bu, kurulumu ve işletimi basit ve güvenli hâle getirir. Tüm Hielscher sonikatörleri sağlamlıkları ve sürekli performanslarıyla tanındığından, sistem bir kez kurulduktan sonra düşük bakım gerektirir.
Hielscher sonikatörleri ve probları aşağıdakiler için mevcuttur:
- küçük ölçekli / laboratuvar tipi süperkritik akışkan ekstraktörleri
- yarı endüstriyel ölçek
- endüstriyel ölçek
Kütle aktarımını iyileştirmek amacıyla süperkritik CO2 sistemine entegre edilmiş ultrasonik ekstraktör. Bu, ekstraksiyon verimini artırır ve ekstraksiyon süresini ve sıcaklığını azaltır.
şekil ve çalışma: Hu et al. 2007
Ultrasonik Olarak İyileştirilen Süperkritik CO2 Ekstraksiyonu için Vaka Çalışması
Zencefil Ekstraksiyonu: Balachandran et al. (2006), ultrason destekli süperkritik CO2 ekstraksiyonunun verimliliğini Hielscher UIP500hdT sonikatörünü kullanarak araştırdı. Dondurularak kurutulmuş zencefil kullanarak ultrasonun süperkritik ekstraksiyon üzerindeki etkisini incelediler. “Zencefilden elde edilen keskin tat veren bileşiklerin verimi, ultrasonun etkisi altında önemli ölçüde artmakta ve ekstraksiyon döneminin sonuna doğru %30’a varan iyileşmeler görülmektedir.” (Balachandran et al. 2006)
Ultrasonik zencefil ekstraksiyonu hakkında daha fazla bilgi edinin!
Zencefil parçacıklarının FESEM görüntüleri. (A) Sonikasyon uygulanmayan deneyler, (B) şu sonikatörle sonikasyon uygulanan deneyler: UIP500hdT .
Görüntü ve çalışma: Balachandran et al. 2006
- SFE sırasında kütle aktarımını yoğunlaştırabilir
- ekstrakt verimlerini artırabilir
- SFE ekstraksiyonunu hızlandırabilir
- yüksek basınçlarda kolayca çalışabilir
- çeşitli ham maddeleri işleyebilir
- mevcut SFE sistemlerine sonradan entegre edilebilir
- esnek biçimde kurulabilir
- hassas biçimde kontrol edilebilir
- uzaktan kontrol edilebilir
- güvenle işletilebilir
Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu için Yüksek Güçlü Ultrasonik Ekstraktörler
Hielscher sonikatörleri, kütle aktarımını iyileştirmek ve böylece ekstraksiyon verimini artırmak için herhangi bir standart süperkritik CO2 ekstraktörüne kolayca entegre edilebilir.
CascatrodeTM tipi ultrasonik problar, bir CO2 ekstraktörüne entegrasyon için özellikle uygundur; çünkü Hielscher cascatrode probları, CO2 ekstraksiyon sistemlerinin büyük tanklarına güçlü kavitasyon yayan yüksek bir yüzey alanı sunar ve böylece büyük hacimleri kolayca işleyebilir. Hielscher Ultrasonics markasının sağlam ve güvenilir endüstriyel ultrasonik işlemcileri çok yüksek genlikler sağlayabilir. 200µm’ye kadar genliklerde 24/7 kesintisiz işletim kolayca gerçekleştirilebilir. Daha da yüksek genlikler için özel olarak uyarlanmış ultrasonik sonotrotlar mevcuttur. Yüksek genliklerde güvenilir sürekli çalışma ile Hielscher ultrasonik ekstraktörlerinin sağlamlığı ve düşük bakım gereksinimi, onları Ar-Ge ve ticari süperkritik / subkritik CO2 ekstraktörlerine entegrasyon için ideal ekipmanlar hâline getirir.
- sürekli yüksek performans
- 24/7/365 işletim
- hassas süreç kontrolü
- sağlamlık
- düşük bakım gereksinimi
- güvenli ve kolay işletim
- tarayıcı üzerinden uzaktan kontrol
Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında bir fikir verir:
| Parti Hacmi | Debi | Önerilen Cihazlar |
|---|---|---|
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200St, UP400St |
| 0,1–8L | 0,2–2L/min | UIP500hdT |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| uygulanamaz | 10–100L/min | UIP16000 |
| uygulanamaz | daha yüksek | sonikatör kümesi: UIP16000 |
Bizimle İletişime Geçin! / Bize Sorun!
Literatür / Kaynaklar
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry
Volume 13, Issue 6, Sept. 2006. 471-479. - Yanxiang Gao, Bence Nagy, Xuan Liu, Béla Simándi, Qi Wang (2009): Supercritical CO2 extraction of lutein esters from marigold (Tagetes erecta L.) enhanced by ultrasound. The Journal of Supercritical Fluids. Volume 49, Issue 3, 2009. 345-350.
- E. Riera, A. Blanco, J. García, J. Benedito, A. Mulet, J. A. Gallego-Juárez, M. Blasco (2010): High-power ultrasonic system for the enhancement of mass transfer in supercritical CO2 extraction processes. Ultrasonics, 50, 2010, 306-309.
- Ai-jun Hu, Shuna Zhao, Hanhua Liang, Tai-qiu Qiu, Guohua Chen (2007): Ultrasound assisted supercritical fluid extraction of oil and coixenolide from adlay seed. Ultrasonics Sonochemistry Volume 14, Issue 2, Feb. 2007. 219-224.
Yüksek performanslı ultrasonik teknoloji! Hielscher ürün yelpazesi, kompakt laboratuvar sonikatöründen masaüstü ünitelere ve tamamen endüstriyel ultrasonik sistemlere kadar tüm spektrumu kapsar.