Глибокі евтектичні розчинники для високоефективної екстракції
Глибокі евтектичні розчинники (DES) і природні глибокі евтектичні розчинники (NADES) мають переваги як розчинники для екстракції на багатьох рівнях і, таким чином, є перспективною альтернативою звичайним органічним розчинникам. Глибокі евтектичні розчинники відмінно працюють в поєднанні з ультразвуковою екстракцією і дають високі виходи екстрактів преміальної якості. Дізнайтеся більше про ультразвукову екстракцію з використанням природних глибоких евтектичних розчинників.
Як ультразвук покращує екстракцію за допомогою глибоких евтектичних розчинників?
Ультразвукова екстракція зондового типу з використанням глибоких евтектичних розчинників і природних глибоких евтектичних розчинників може запропонувати ряд переваг для екстракції біологічно активних сполук. Однією з головних переваг є підвищена ефективність екстракції фенольних сполук та інших фітохімічних речовин з природних джерел. Глибокі евтектичні розчинники відомі високою ефективністю екстракції, яку можна навіть підвищити за допомогою ультразвукової екстракції. Завдяки своїй нетоксичності вони є чудовим варіантом розчинника для фармацевтичних та харчових продуктів. Це робить ультразвукову екстракцію з використанням глибоких евтектичних розчинників екологічним і стійким методом відновлення біологічно активних сполук. Науково доведено, що синергетичне використання ультразвуку з глибокими евтектичними розчинниками призводить до більш високих виходів різних біологічно активних сполук. В цілому, ультразвукова екстракція зондового типу з використанням глибоких евтектичних розчинників і природних глибоких евтектичних розчинників забезпечує більш ефективний і екологічно чистий підхід до екстракції біологічно активних сполук.
Ультразвукова екстракція з (природними) глибокими евтектичними розчинниками є високоефективним методом отримання чудових рослинних екстрактів. На малюнку показаний ультразвуковий процесор UP400St (400W) з партією 8 л для ботанічної екстракції.
Рослинний гліцерин є ідеальним розчинником для екстракції завдяки своїм нетоксичним, не подразнюючим властивостям і здатності зберігати стабільність і ефективність чутливих біологічно активних сполук. Як чистий гліцерин, так і гліцерин-водні суміші, є корисними розчинниками для виробництва екстрактів для добавок і нутрицевтиків, ароматичних екстрактів, харчових добавок і косметичних засобів.
- Висока ефективність
- швидкий процес
- Не токсичний
- Точно налаштовується під конкретні ботанічні
- М'які умови обробки
- Пакетний і поточний режим
- Легко та безпечно
- Екологічно чистий / біорозкладний
- Рецидивуючий
- Не горючий
- Недорогий
- Легкий доступ
Що таке глибокі евтектичні розчинники (DES)?
Глибокі евтектичні розчинники (ДЕС) — це суміші принаймні одного акцептора водневих зв'язків (HBA) та 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 та HBD є найважливішим фактором для утворення DES». [Цай та ін., 2019]
Для донорів водневих зв'язків часто використовуються такі сполуки, як цукри, 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 разом з донорами водневих зв'язків. Інші глибокі евтектичні розчинники на основі хлоріну утворюються з малонової кислоти, фенолу або гліцерину. В результаті сильних взаємодій водневих зв'язків температура плавлення глибоких евтектичних розчинників значно знижується в порівнянні з окремими їх 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 тому майже не горять. 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 прекурсори отримують з природних джерел. Глибокі евтектичні розчинники також пропонують регульовану розчинність на основі хімічного складу розчиненої речовини та 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 в якості розчинників при ультразвуковій проточній екстракції.
У таблиці нижче наведено кілька зразкових композицій природних глибоких евтектичних розчинників (NADES) для екстракції фітохімічних речовин:
| Склад NADES | Молярне співвідношення |
|---|---|
| Холін хлорид: молочна кислота | 1:2 |
| Холін хлорид: Лимонна кислота: вода | 1:1:2 |
| Холін хлорид: Яблучна кислота: вода | 1:1:2 |
| Холін хлорид: винна кислота | 1:2 |
| Холін хлорид: гліцерин | 1:2 |
| Холін хлорид: 1,2-пропандіол | 1:3 |
| Холін хлорид: сорбіт | 1:1 |
| Холіну хлорид: Глюкоза: вода | 2:1:1 |
| Холін хлорид: фруктоза: вода | 2:1:1 |
| Холін хлорид: сечовина | 1:2 |
Як працює ультразвукова екстракція за допомогою глибоких евтектичних розчинників?
Ультразвукова екстракція заснована на сономеханічному впливі високоінтенсивного, низькочастотного ультразвуку. Щоб стимулювати та інтенсифікувати екстракцію рослинних сполук (тобто біологічно активних речовин) за допомогою ультразвуку, ультразвукові хвилі високої потужності з'єднуються за допомогою ультразвукового зонда (також званого ультразвуковим ріжком або сонотродом) у рідке середовище, тобто суспензію, що складається з рослинної сировини та (природного) глибокого евтектичного розчинника. Ультразвукові хвилі проходять через рідину і створюють чергування циклів низького / високого тиску. Під час циклів низького тиску утворюються дрібні вакуумні бульбашки (так звані кавітаційні бульбашки), які ростуть протягом декількох циклів тиску. Під час цих циклів росту бульбашок розчинені гази в рідині потрапляють у вакуумну бульбашку, завдяки чому вакуумна бульбашка перетворюється на зростаючі бульбашки газу. Після зростання протягом декількох циклів вакуумні бульбашки досягають певного розміру, при якому вони не можуть поглинути більше енергії, тому вони сильно вибухають під час циклу високого тиску. Імплозія бульбашки характеризується інтенсивними кавітаційними силами, включаючи дуже високу температуру і тиск, що досягає відповідно 4000К і 1000 атм; а також відповідні перепади високих температур і тиску. Ці ультразвукові турбулентності та зсувні сили руйнують рослинні клітини та вивільняють внутрішньоклітинні біологічно активні сполуки в (природний) глибокий евтектичний розчинник. Ультразвукова екстракція відкриває клітинну структуру рослинних компонентів та інтенсифікує масообмін між рослинною сировиною та розчинником. Ультразвукове дослідження сприяє тим самим ефективності природних глибоких евтектичних розчинників. Ультразвукова екстракція за допомогою (природних) глибоких евтектичних розчинників забезпечує надзвичайно високі виходи за дуже короткий час обробки.
Потужні ультразвукові хвилі порушують клітинну структуру рослинних компонентів, вивільняють біологічно активні сполуки та сприяють перенесенню маси між рослинною сировиною та розчинником (наприклад, глибокі евтектичні розчинники).
Комбінація ультразвукової екстракції з (природними) глибокими евтектичними розчинниками дає вам можливість поєднати інтенсифікуючу силу ультразвуку з чудовими розчинюючими ефектами та видатною конструктивною здатністю глибоких евтектичних розчинників. Завдяки чудовій ефективності ультразвукової екстракції, Ультразвукові апарати також успішно використовуються для видобутку води.
Зв'яжіться з нами зараз, щоб дізнатися більше про потужне застосування ультразвукової екстракції з використанням глибоких евтектичних розчинників!
Ультразвуковий екстрактор UIP2000HDT (2 кВт) для виробництва рослинних екстрактів
Високоефективні ультразвукові екстрактори для використання глибоких евтектичних розчинників
Ультразвукова екстракція - це надійна технологія обробки, яка полегшує і прискорює отримання високоякісних екстрактів з різних рослинних, а також будь-яких розчинників. Ультразвукова екстракція має високу сумісність з (природними) глибокими евтектичними розчинниками, які є сприятливими завдяки своїй чудовій розчинювальній здатності, здатності до дизайну, стійкості, біологічному розкладанню та екологічності. Поєднання процесу інтенсифікації потужності ультразвуку з перевагами (природних) глибоких евтектичних розчинників надає цій технології перевагу на багатьох рівнях. Портфоліо Hielscher Ultrasonics охоплює повний спектр від компактних лабораторних ультразвукових приладів до промислових екстракційних систем. Всі вони, звичайно, підходять для екстракції глибокими евтектичними розчинниками.
Наш досвідчений персонал допоможе вам від техніко-економічних випробувань та оптимізації процесу до встановлення вашої ультразвукової системи на кінцевому рівні виробництва.
- Високоефективний пауер-ультразвук
- висока надійність
- дуже високі амплітуди
- Робота в пакетному і поточному режимі
- Повторювані / відтворювані результати
- Робота 24/7/365
- Надійності
- Розумне програмне забезпечення
- Дистанційне керування браузером
- зручність у використанні
- низькі вимоги до обслуговування
- Безпеки
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 1 до 500 мл | Від 10 до 200 мл/хв | UP100H |
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000HDT |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000 |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000 |
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Скористайтеся перевагами ультразвукової екстракції та використовуйте сонікатор Hielscher для ботанічної екстракції з неперевершеною ефективністю та стійкістю!
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори для змішування, диспергування, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних та промислових масштабах.
Література / Список літератури
- 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.
Високоефективна ультразвукова техніка! Асортимент продукції Hielscher охоплює повний спектр від компактного лабораторного ультразвукового апарату для настільних пристроїв до повністю промислових ультразвукових систем.