Глибокі еутектичні розчинники (DES) і природні глибокі еутектичні розчинники (NADES) пропонують переваги як екстракціючі розчинники на багатьох рівнях і тим самим є перспективною альтернативою звичайним органічним розчинникам. Глибокий еутектичний розчинник відмінно працює в поєднанні з ультразвуковою екстракцією і дає високі врожаї екстрактів преміум якості. Дізнайтеся більше про ультразвукову екстракцію за допомогою природних глибоких еутектичних розчинників.

Як ультразвук покращує екстракцію глибокими евтектичними розчинниками?

Ультразвукова екстракція типу зонда з використанням глибоких евтектичних розчинників та природних глибоких евтектичних розчинників може запропонувати ряд переваг для вилучення біологічно активних сполук. Однією з головних переваг є підвищена ефективність вилучення фенольних сполук та інших фітохімічних речовин з природних джерел. Глибокі евтектичні розчинники відомі високою ефективністю екстракції, яку можна навіть посилити за допомогою ультразвукової екстракції. Завдяки своїй нетоксичності вони є відмінним варіантом розчинника для фармацевтичних і харчових продуктів. Це робить ультразвукову екстракцію з використанням глибоких евтектичних розчинників зеленим і стійким методом відновлення біологічно активних сполук. Науково доведено, що синергетичне використання ультразвуку з глибокими евтектичними розчинниками призводить до підвищення врожайності різних біологічно активних сполук. Загалом, ультразвукова екстракція зондового типу з використанням глибоких евтектичних розчинників та природних глибоких евтектичних розчинників забезпечує більш ефективний та екологічно чистий підхід до вилучення біологічно активних сполук.

Що таке глибокі еутектичні розчинники (DES)?

Глибокі евтектичні розчинники (DES) - це суміші принаймні одного акцептора водневих зв'язків (HBA) і одного донора водневих зв'язків (HBD), включаючи карбонові кислоти та інші відновлювані сполуки. За даними Cai et al. (2019), «сильна взаємодія водневих зв'язків між HBA і HBD є найважливішим фактором для утворення DES». [Cai et al. 2019]
Для донорів водневих зв'язків часто використовуються такі сполуки, як цукру, амінокислоти, карбонові кислоти (наприклад, бензойна кислота, лимонна кислота, бурштинова кислота) або аміни (наприклад, сечовина, бензамід). Потенціал хімічної взаємодії донорів водневих зв'язків є основними факторами, що сприяють утворенню та ефективності глибоких евтектичних розчинників. Галогенідні солі, такі як хлорид холіну або хлорид цинку, також можуть використовуватися спільно з донорами водневих зв'язків. Інші глибокі евтектичні розчинники на основі холіну хлориду утворюються з малонової кислотою, фенолом або гліцерином. В результаті сильних взаємодій водневих зв'язків температура плавлення глибоких евтектичних розчинників значно знижується в порівнянні з окремими його компонентами. На відміну від звичайних розчинників (наприклад, етанолу, метанолу, гексану, бутану тощо), глибокі евтектичні розчинники є нелеткими, що означає, що вони мають дуже низький тиск пари і, таким чином, майже не горючі. Токсичність глибоких евтектичних розчинників низька, їх здатність до біологічного розкладання висока, а необхідні прекурсори недорогі, легко і рясно доступні, а також поновлювані.
Природні глибокі евтектичні розчинники (NADES) є ще більш екологічними, оскільки всі попередники походять з природних джерел. Глибокі евтектичні розчинники також пропонують настроювану розчинність на основі хімії розчиненої речовини і видів, що використовуються для створення глибоких евтектичних розчинників. Деякі природні глибокі евтектичні розчинники демонструють високу в'язкість, і тому вони не дуже підходять для періодичної екстракції. Однак природні глибокі евтектичні розчинники з більш високою в'язкістю можуть бути успішно застосовані як розчинники в ультразвуковій проточній екстракції.

У таблиці нижче наведено кілька зразкових композицій природних глибоких евтектичних розчинників (NADES) для екстракції фітохімічних речовин:

Як працює ультразвукова екстракція з глибокими еутектичними розчинниками?

Ультразвукова екстракція заснована на сономеханічних ефектах високої інтенсивності, низькочастотного ультразвуку. Для сприяння та інтенсифікації вилучення ботанічних сполук (тобто біологічно активних речовин) за допомогою ультразвуку, високоенергетичні ультразвукові хвилі з'єднані через ультразвуковий зонд (також званий ультразвуковим рогом або сонотродом) в рідке середовище, тобто шлам, що складається з ботанічної сировини та (природного) глибокого еутектичного розчинника. Ультразвукові хвилі проходять через рідину і створюють змінні цикли низького тиску / високого тиску. Під час циклів низького тиску створюються хвилинні вакуумні бульбашки (так звані кавітаційні бульбашки), які ростуть протягом декількох циклів тиску. Під час цих циклів росту міхура розчинені гази в рідині потрапляють у вакуумну бульбашку, так що вакуумна бульбашка перетворюється в зростаючі газові бульбашки. Після зростання протягом декількох циклів вакуумні бульбашки досягають певного розміру, при якому вони не можуть поглинати більше енергії, так що вони жорстоко вливаються під час циклу високого тиску. Імплозія міхура характеризується інтенсивними кавітаційними силами, включаючи дуже високу температуру і тиск, що досягають до 4000K і 1000atm відповідно; а також відповідні диференціалів високої температури та тиску. Ці ультразвуково генеровані турбулентності та зсувні сили розбивають клітини рослин і випускають внутрішньоклітинні біологічно активні сполуки в (природний) глибокий еутектичний розчинник. Ультразвукова екстракція відкриває клітинну структуру рослинних і посилює масову передачу між рослинним матеріалом і розчинником. Ультразвукова обробка сприяє, таким чином, ефективності природних глибоких еутектичних розчинників. Ультразвукова екстракція з (природними) глибокими еутектичними розчинниками призводить до надзвичайно високих виходів протягом дуже короткого часу обробки.

Потужність ультразвукових хвиль порушує структуру клітинних рослинних, вивільняє біологічно активні сполуки і сприяє масообміну між рослинним матеріалом і розчинником (наприклад, глибокими еутектичними розчинниками).

Поєднання ультразвукової екстракції з (природними) глибокими еутектичними розчинниками дає вам можливість поєднати процес інтенсифікації потужності ультразвуку з чудовими ефектами розчинництва та видатною конструктивністю глибоких еутектичних розчинників. Завдяки чудовій ефективності ультразвукової екстракції, ультраакукатори також успішно використовуються для видобутку води.
Зв'яжіться з нами зараз, щоб дізнатися більше про потужну програму ультразвукової екстракції з використанням глибоких еутектичних розчинників!

Високоефективні ультразвукові екстрактори для використання глибоких евтектичних розчинників

Ультразвукова екстракція - це надійна технологія обробки, яка полегшує і прискорює виробництво високоякісних екстрактів з різних ботанічних, а також будь-якого розчинника. Ультразвукова екстракція дуже сумісна з (природними) глибокими еутектичними розчинниками, які сприятливі завдяки своїй відмінній розчинної потужності, конструктивності екстракту, стійкості, біорозкладаності та екологічності. Поєднання інтенсифікації процесу ультразвуку потужності з перевагами (природних) глибоких еутектичних розчинників надає цьому процесу перевагу технології на багатьох рівнях. Hielscher Ультразвук портфоліо охоплює повний спектр від компактних лабораторних ультраакукаторів до промислових систем вилучення. Всі вони, звичайно, придатні для видобутку з глибокими еутектичними розчинниками.
Наш багаторічний досвідчений персонал допоможе вам від техніко-економічних обґрунтувань та оптимізації процесів до встановлення вашої ультразвукової системи на кінцевому рівні виробництва.

У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв: