Ultrasonik Diş Çekimi ve Çalışma Prensibi

Ultrasonik ekstraksiyon, biyoaktif bileşikleri botaniklerden izole etmek için tercih edilen tekniktir. Sonikasyon tam bir ekstraksiyon sağlar ve böylece çok kısa bir ekstraksiyon süresinde üstün ekstraksiyon verimleri elde edilir. Böyle verimli bir ekstraksiyon yöntemi olan ultrasonik ekstraksiyon, gıda, takviyeler ve ilaçlar için kullanılan yüksek kaliteli ekstraktlarla sonuçlanırken maliyet ve zaman tasarrufu sağlar.

ultrasonik ekstraksiyon

Ultrasonik ekstraksiyon, vitaminler, polifenoller, polisakkaritler, kanabinoidler ve botaniklerden diğer fitokimyasallar gibi biyoaktif bileşikleri serbest bırakmak için gıda, besin takviyesi ve ilaç endüstrisinde kullanılır. Ultrason destekli ekstraksiyon, akustik veya ultrasonik kavitasyonun çalışma prensibine dayanır.

Akustik Kavitasyon Nasıl Çalışır?

Ultrasonik ekstraksiyon, yüksek güçlü, düşük frekanslı ultrason dalgaları bir çözücü içinde botanik malzemeden oluşan bir bulamaç içine bağlandığında elde edilir. Yüksek güçlü ultrasonik dalgalar, prob tipi bir ultrasonik işlemci aracılığıyla bulamacın içine birleştirilir. Yüksek enerjili ultrason dalgaları, alternatif yüksek basınç / düşük basınç döngüleri oluşturarak sıvının içinden geçer ve bu da akustik kavitasyon olgusu ile sonuçlanır. Akustik veya ultrasonik kavitasyon yerel olarak ortamdaki aşırı sıcaklıklara, basınçlara, ısıtma / soğutma hızlarına, basınç farklılıklarına ve yüksek kesme kuvvetlerine yol açar. Kavitasyon kabarcıkları katıların (parçacıklar, bitki hücreleri, dokular vb.) yüzeyinde patladığında, mikro jetler ve parçacıklar arası çarpışma, yüzey soyulması, erozyon, parçacık parçalanması, sonoporasyon (hücre duvarlarının ve hücre zarlarının delinmesi) ve hücre bozulması gibi etkiler üretir. Ek olarak, sıvı ortamdaki kavitasyon kabarcıklarının patlaması makro türbülanslar ve mikro karışım yaratır. Ultrasonik ışınlama, kütle transfer süreçlerini geliştirmek için etkili bir yolu temsil eder, çünkü sonikasyon, kavitasyon ve sıvı jetleri tarafından mikro hareket, malzemede sıkıştırma ve dekompresyon gibi ilgili mekanizmalar, hücre duvarlarının daha sonra bozulması ile sonuçlanır, ayrıca yüksek ısıtma ve soğutma oranları.
Prob tipi ultrasonicators, etkili kavitasyon oluşturmak için gerekli olan çok yüksek genlikler üretebilir. Hielscher Ultrasonic, sürekli 7/24 çalışmada kolayca 200μm genlikler oluşturabilen yüksek performanslı ultrasonik çıkarıcılar üretmektedir. Daha yüksek genlikler için, Hielscher belirtilen yüksek genlikli sonotrodlar (problar) sunar.
Kavitasyonu yoğunlaştırmak için basınçlandırılabilir ultrasonik reaktörler ve akış hücreleri kullanılır. Artan basınçlarla, kavitasyon ve kavitasyonel kesme kuvvetleri daha yıkıcı hale gelir ve böylece ultrasonik ekstraksiyon etkilerini iyileştirir.

Ultrasonik ekstraksiyon, akustik kavitasyona ve hidrodinamik kesme kuvvetlerine dayanır

Ultrasonik Ekstraksiyonun Etkileri

Ultrasonik Hücre Bozulması ve Kütle Transferinin Arttırılması
Ultrason, hem hücre bozulması yoluyla hem de katı matrisi çevreleyen sınır tabakasındaki kütle transferini artırarak ekstraksiyon işlemlerine yardımcı olabilir.
Sonoporasyon, hücre duvarlarının ve zarların delinmesi, hücre duvarlarının ve zarlarının geçirgenliğini arttırır ve genellikle hücreler sonikasyon ile tamamen bozulmadan önce bir ara adımdır.
Ultrason kaynaklı kavitasyonun ısı ve basınç farkları, şok dalgaları, kesme kuvvetleri, sıvı jetleri ve mikro akış gibi mekanik etkileri, çözücünün hücre içine nüfuz etmesini yoğunlaştırır ve hücre ile çözücü arasındaki kütle transferini iyileştirir, böylece hücreler arası malzemeler çözücüye aktarılır.

Bitki hücrelerinden ultrasonik ekstraksiyon: mikroskobik enine kesit (TS), hücrelerden ultrasonik ekstraksiyon sırasındaki eylemlerin mekanizmasını gösterir (büyütme 2000x) [kaynak: Vilkhu ve ark. 2011]

ultrasonik ekstraksiyon ekipmanları

Hielscher Ultrasonik işlemciler, kullanımı basit ve güvenli olan yüksek performanslı ekstraksiyon sistemleridir. Hammaddenize, proses kapasitelerinize ve çıktı hedefinize uygun olarak, Hielscher size en uygun ultrasonicator'ı sunar. Ürün portföyümüz, tezgah üstü sistem üzerinde kompakt, güçlü el tipi ultrasonicators'tan saatte birkaç ton işleyebilen tam endüstriyel ultrasonik ünitelere kadar uzanmaktadır.
Hielscher Ultrasonik çıkarıcılar, toplu ve sürekli satır içi ekstraksiyon için kullanılabilir ve herhangi bir çözücü ile kombinasyon halinde kullanılabilir.
Ekstraksiyon işleminiz için ideal ultrasonik kurulumu monte etmek için çeşitli boyut ve şekillerde sonotrodlar (problar), güçlendirici boynuzlar, çeşitli hacim ve geometrilere sahip akış hücreleri, takılabilir sıcaklık ve basınç sensörleri ve diğer birçok alet gibi çeşitli aksesuarlar mevcuttur.
Tüm dijital modellerimiz, ekstraksiyon parametrelerini ayarlamanıza, izlemenize ve ayarlamanıza olanak tanıyan akıllı yazılımla donatılmıştır. Genlik, sonikasyon süresi ve görev döngüleri üzerindeki hassas kontrol nedeniyle, üstün verim ve en yüksek ekstrakt kalitesi gibi optimum işlem sonuçları elde edilebilir. Sonikasyon işleminin otomatik veri kaydı, İyi Üretim Uygulamaları (GMP) için gerekli olan süreç standardizasyonu ve tekrarlanabilirlik / tekrarlanabilirlik için temellerdir.

Hielscher Ultrasonik endüstriyel ultrasonik işlemciler çok yüksek genlikler sağlayabilir. 200μm'ye kadar genlikler, 7/24 çalışmada kolayca sürekli olarak çalıştırılabilir. Daha da yüksek genlikler için, özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodlar mevcuttur. Hielscher ultrasonik ekipmanın sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir.
Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir: