Hielscher Ultrasonics
Будемо раді обговорити ваш процес.
Зателефонуйте нам: +49 3328 437-420
Напишіть нам: [email protected]

Високоефективне водне екстрагування за допомогою потужного ультразвуку

Водне екстрагування ботанічних сполук (наприклад, холодне або гаряче водне екстрагування, екстрагування під тиском та субкритичне водне екстрагування) можна ефективно покращити за допомогою ультразвукової обробки. Ультразвукове водне екстрагування не лише забезпечує вищі виходи та скорочує час обробки, але й призводить до нижчого енергоспоживання, м’якших умов екстрагування та високоякісних екстрактів порівняно з традиційними методами екстрагування. Ультразвукове водне екстрагування успішно використовується для екстрагування численних рослинних сполук, включаючи алкалоїди, флавоноїди, глікозиди, фенольні сполуки та полісахариди.

Ультразвукове водне екстрагування біоактивних сполук

Ультразвукові екстрактори, такі як UP400St (400W, 24kHz), інтенсифікують традиційну ботанічну екстракцію на водній основі.Вода є найбільш полярним розчинником, що робить її чудовим розчинником для полярних сполук. Через свою нетоксичну та екологічно безпечну природу вода була б ідеальним розчинником для будь-якого ботанічного екстракту. Однак менш полярні та неполярні компоненти погано або зовсім не розчиняються у воді. Крім того, без стимулювання масоперенесення процес екстрагування у воді був би надзвичайно повільним і, отже, неекономічним. Інтенсивний низькочастотний ультразвук є дуже ефективним методом екстрагування, який забезпечує інтенсивне змішування та масоперенесення. Тому ультразвукове екстрагування, як відомо, має значні переваги порівняно з традиційними методами екстрагування. Ці переваги включають вищі виходи, швидку обробку, швидкі обороти партій, а також безперервне інлайн-екстрагування, використання зелених розчинників, м’які умови екстрагування, які зберігають сполуки в екстракті, безпеку в експлуатації та легке масштабування до великих продуктивностей для комерційного виробництва. (пор. Zabot et al., 2021)

Запит інформації



Промислова ультразвукова система екстракції потужністю 16kW для безперервного інлайн-виробництва високоякісних ботанічних екстрактів з використанням води як екстрагента.

MultiSonoReactor з 4x 4kW для великомасштабного (масового) виробництва ботанічних екстрактів з використанням води як розчинника для екстрагування. MultiSonoReactor також можна стискати та нагрівати для синергічних ефектів екстрагування.

 

Ультразвукова екстракція рослинної сировини – як використовувати сонікатори для вилучення рослинних сполукУ цій презентації ми ознайомимо вас із виробництвом рослинних екстрактів. Ми пояснимо, які труднощі виникають під час виробництва високоякісних рослинних екстрактів і як сонікатор допомагає їх подолати. Ця презентація покаже, як працює ультразвукова екстракція. Ви дізнаєтеся, які переваги дає використання сонікатора для екстракції та як інтегрувати ультразвуковий екстрактор у виробництво екстрактів.
У цій презентації ми ознайомимо вас із виробництвом рослинних екстрактів. Ми пояснимо, які труднощі виникають під час виробництва високоякісних рослинних екстрактів і як сонікатор допомагає їх подолати. Ця презентація покаже, як працює ультразвукова екстракція. Ви дізнаєтеся, які переваги дає використання сонікатора для екстракції та як інтегрувати ультразвуковий екстрактор у виробництво екстрактів.

 

Гаряче водне екстрагування, покращене ультразвуковою обробкою

Параметрами, що визначають екстрагування ботанічних матеріалів під час водного екстрагування, є температура, час, тиск та площа поверхні рослинного матеріалу. Гарячий водний екстракт можна приготувати за відносно короткий час завдяки високій температурі води.
Рішення: Вихід та швидкість екстрагування можна значно підвищити, коли застосовується ультразвукове перемішування. Гаряча вода сама по собі має лише обмежену здатність руйнувати структури клітин, а високі температури часто пошкоджують або руйнують термочутливі сполуки, через що якість екстракту страждає. Коли ультразвукове екстрагування поєднується з гарячим водним екстрагуванням, температуру можна різко знизити (наприклад, зі 100°C до 50°C), що запобігає термічній деградації екстрагованих ботанічних інгредієнтів, збільшує загальний вихід та економить енергію. Ультразвукова кавітація є принципом, що стоїть за явищем ультразвукового екстрагування. Ультразвукова (або акустична) кавітація – це суто механічні сили, які руйнують клітинні стінки, вивільняють цільові сполуки та покращують масоперенесення між внутрішнім середовищем клітини та водою (розчинником). Таким чином, ультразвукове водне екстрагування забезпечує чудові результати екстрагування.

Холодне водне екстрагування, покращене ультразвуковою обробкою

Холодне водне екстрагування (холодна водна інфузія) є значно менш ефективним, оскільки використання гарячої води уникається. Холодна або кімнатна вода не екстрагує ботанічні сполуки дуже добре, оскільки холодна вода насправді дуже повільно просочується в рослинний матеріал, а масоперенесення майже незначне. Перевага холодного водного екстрагування полягає в уникненні будь-якого підвищення температури, тим самим запобігаючи термічній деградації термочутливих сполук. Однак дуже погана динаміка екстрагування робить традиційне холодне водне екстрагування непрактичним для комерційного виробництва. Саме тому холодна водна інфузія майже виключно використовується на експериментальній стадії через свою повільність та неефективність.
Рішення: Завдяки впровадженню ультразвукової обробки в екстракцію холодною водою, повільність та неефективність замочування в холодній воді можуть бути легко подолані. Екстракція холодною водою, інтенсифікована ультразвуком, дозволяє підтримувати низькі температури екстракції, одночасно передаючи інтенсивні зсувні сили в середовище «тверде тіло – рідина». Внаслідок механізму ультразвукової екстракції клітинні стінки відкриваються, і ботанічні сполуки швидко вивільняються у воду. Ультразвукова екстракція та інфузія холодною водою перетворюють холодне замочування на високоефективний процес, який забезпечує високі виходи та екстракти високої якості за короткий час екстракції.

Холодна водна екстракція грибів за допомогою UP400St із зондом діаметром 22mmУльтразвукова обробка – швидкий і щадний метод екстракції для отримання високоякісного грибного екстракту з використанням води як розчинника. У відео ультразвуковий екстрактор UP400St використовується для екстракції лікарських грибів.
Ультразвукова обробка – швидкий і щадний метод екстракції для отримання високоякісного грибного екстракту з використанням води як розчинника. У відео ультразвуковий екстрактор UP400St використовується для екстракції лікарських грибів.

Екстракція водою під тиском у поєднанні з ультразвуковою обробкою

Ультразвукова екстракція характеризується мікромішуванням, яке через вібрації сприяє більшій дифузії розчинника в частинку та зсередини частинки на її поверхню, інтенсифікуючи масоперенесення. Крім того, ультразвукова обробка зменшує розмір частинок клітинного матеріалу, що призводить до покращення ефектів ультразвуково-асистованої екстракції рідиною під тиском. Менші частинки приблизно 0,68 mm демонструють вищі виходи, ніж більші частинки (приблизно 1,05 mm), оскільки більша площа поверхні дозволяє значно посилити масоперенесення та, відповідно, покращити виходи екстракції. (пор. Zabot et al., 2021)

Промисловий ультразвуковий екстрактор зондового типу для ботанічної ізоляції на водній основі.

Ультразвуково інтенсифікована екстракція рослинної сировини у воді: Ультразвуковий гомогенізатор UIP1000hdT у великій хімічній склянці, що містить суспензію рослин. Тут вода використовується як розчинник, але ультразвукова екстракція сумісна з будь-яким типом розчинника.

Переваги ультразвукової екстракції

  • Вищий вихід
  • Швидкісна екстракція
  • Екстракти високої якості
  • М’яка, нетермічна процедура
  • Зелені розчинники
  • Економічно ефективний
  • Просте та безпечне експлуатування
  • Низькі інвестиційні та експлуатаційні витрати
  • 24/7 operation under heavy-duty
  • Зелений, екологічно чистий метод

Запит інформації



Ефективна екстракція холодною водою під тиском із потужним ультразвуком

Промислове ультразвукове обладнання для фітохімічної екстракції з використанням води як розчинника: ультразвуковий зонд із проточною коміркою-реактором, що витримує тиск, для інлайн-виробництва екстрактів.Під високим тиском проникнення холодної води в рослинні тканини полегшується, і водорозчинні фітохімікати розчиняються без термічного розкладання. Метод екстракції холодною водою під високим тиском можна поєднати з ультразвуком для покращеної ізоляції полярних і неполярних ботанічних інгредієнтів. Вода як нетоксичний, дешевий та екологічно чистий розчинник є привабливою альтернативою органічним розчинникам, особливо коли йдеться про виробництво рослинної їжі, терапевтичних засобів та дієтичних добавок.
Для екстракції холодною водою під тиском, інтенсифікованої ультразвуком, ультразвуковий зонд (сонотрод) інтегрується в резервуар для екстракції або проточну комірку. Резервуар або проточна комірка зазвичай знаходяться під тиском від 5 до 100 barg залежно від цільових екстрагованих сполук. Hielscher Ultrasonics постачає навіть спеціалізовані промислові ультразвукові реактори та проточні комірки, які можуть працювати під тиском до 300barg, дозволяючи встановити оптимальний тиск для вашого процесу екстракції.

Ультразвукова екстракція рослинної сировини – партія 30 літрів / 8 галонівУльтразвукова екстракція рослинної сировини забезпечує вищий вихід екстракту. Гомогенізатор Hielscher UIP2000hdT потужністю 2000 ватів достатньо потужний, щоб легко проводити екстракцію партій об’ємом від 10 літрів до 120 літрів.
Ультразвукова екстракція рослинної сировини забезпечує вищий вихід екстракту. Гомогенізатор Hielscher UIP2000hdT потужністю 2000 ватів достатньо потужний, щоб легко проводити екстракцію партій об’ємом від 10 літрів до 120 літрів.

 

Екстракція надкритичною водою, покращена ультразвуковою обробкою

Ультразвуково посилена субкритична водна екстракція – це ще одна синергетична техніка, де потужний ультразвук покращує масоперенесення між твердою та рідкою фазами. Субкритична водна екстракція (SWE) – також відома як екстракція гарячою водою під тиском або екстракція перегрітою водою – є менш поширеною технікою для екстракції ботанічних сполук з нижчою полярністю. У субкритичній водній екстракції як розчинник використовується вода у її субкритичному стані.
Що таке субкритична вода і чому субкритична вода є хорошим розчинником для екстракції менш полярних рослинних сполук? “Вода має багато термодинамічних властивостей, які значною мірою залежать від температури та тиску. Залежно від умов, її фізичний стан (твердий, рідкий або газоподібний), термічна поведінка, густина або в’язкість можуть змінюватися. Збільшуючи температуру та тиск вище точки, відомої як критична точка (визначеної при 221 bar та 374 °C), вода може досягти надкритичного стану. За субкритичних умов, що відповідають температурам між 100°C та критичною температурою (374°C) і тиску між 1 bar та критичним тиском (221 bar), щоб уникнути випаровування, полярність води зменшується; це робить воду кращим розчинником для екстракції різних органічних біоактивних сполук.” (Li and Chemat, 2019)
Коли ультразвук поєднується з субкритичною водною екстракцією, ефективність екстракції можна покращити, збільшуючи вихід екстракту та скорочуючи час екстракції. Для оптимальних результатів тиск у закритому реакторі періодичної дії під тиском або реакторі з проточною коміркою повинен досягати принаймні вдвічі більшого значення, ніж тиск насиченої пари води. (Таблицю тиску насиченої пари води можна знайти в кінці цієї сторінки.)
Huang et al. (2010) досліджували ефекти екстракції низькочастотним високим потужним ультразвуком у поєднанні з субкритичною водною екстракцією. Ультразвуковий зонд тому підключається до котла пристрою для субкритичної водної екстракції для вилучення ефірної олії з Lithospermum erythrorhizon. Результати показали, що ефект посилених ультразвуком умов 20 KHz був кращим, ніж 36 KHz, і зростав зі збільшенням вихідної потужності (від 0 до 250 W). Вихід субкритичної водної екстракції збільшився з 1,87% до 2,39% завдяки ультразвуковій осциляції (250 W, 20 KHz) при температурі 160°C і тиску 5 MPa протягом 25-хвилинної процедури екстракції. Ультразвукова обробка могла покращити не лише вихід екстракції, а й швидкість екстракції, тим самим заощаджуючи час.
Ультразвуково посилена субкритична водна екстракція може проводитися при нижчих тисках (наприклад, 5barg), ніж традиційна субкритична водна екстракція (наприклад, 10MPa), що заощаджує енерговитрати та робить процедуру екстракції безпечнішою.

Високоефективний ультразвуковий екстрактор для фітохімічної ізоляції в порційному режимі.

Ультразвукову водну екстракцію фітохімічних речовин із рослин можна проводити в періодичному та безперервному режимах. На зображенні показано ультразвуковий апарат потужністю 1000 ватів UIP1000hdT під час екстракції ботанічних матеріалів у режимі періодичної дії.

Запит інформації



Ультразвукова екстракція рослинної сировини – партія 8 літрів – сонікатор UP400SУльтразвуковий гомогенізатор UP400St для періодичної екстракції рослинної сировини з перемішуванням.

Переваги ультразвукової ботанічної екстракції

Як наукові дослідження, так і промислова імплементація демонструють, що ультразвуково посилена екстракція є надійною та простою в експлуатації технікою, яка не потребує технічної освіти або інтенсивного навчання. Дуже висока ефективність екстракції, високі виходи, низькі експлуатаційні витрати, а також низькі інвестиційні витрати (особливо порівняно з іншими техніками, такими як CO2 екстрактори) та низькі енерговитрати є основними перевагами ультразвукових екстракторів зондового типу.
Подальші переваги, які перетворюють технологію ультразвукової екстракції на переважний метод, – це високоякісні екстракти завдяки низьким температурам екстракції, надійні результати (повторюваність / відтворюваність), повністю лінійна масштабованість до будь-якого рівня виробництва, а також низьке обслуговування.
„Інші переваги, пов’язані з використанням ультразвукової екстракції зондового типу, – це легке поводження з екстрактом, швидке виконання, відсутність залишків, високий вихід, екологічність, покращена якість та запобігання деградації екстракту.”
(cf. Chemat and Khan, 2011)

Ультразвукова екстракція та очищення фітохімічних речовин із рослин: на фото показано ультразвуковий зонд UP400St, вакуумний фільтр Büchi та роторний випарник для екстракції куркуміну.

Установка для екстракції для ботанічної ізоляції: Ультразвуковий гомогенізатор зондового типу UP400St, вакуумний фільтр Büchi та роторний випарник для екстракції фітохімічних речовин.

Високоефективні ультразвукові гомогенізатори для екстракції водою

Ультразвуковий екстрактор зондового типу для ефективної фітохімічної та ботанічної вилучення з рослин.Екстрактори Hielscher Ultrasonics добре зарекомендували себе у сфері ботанічної екстракції, незалежно від того, який розчинник використовується. Виробники екстрактів – як невеликі, ексклюзивні виробники нішевих екстрактів, так і великомасштабні виробники – знаходять у широкому портфелі обладнання Hielscher ідеальне обладнання для ультразвукової екстракції для своїх виробничих потреб. Партійні та безперервні потокові установки readily доступні та можуть бути відправлені з полиці. Підходячи для роботи з будь-яким розчинником, ультразвукова екстракція може гнучко застосовуватися для екстракції будь-якого рослинного матеріалу. Використання води як розчинника дозволяє виробляти органічно сертифіковані екстракти без використання дорогого «органічного» етанолу. (Звичайно, рослинний матеріал має бути органічно вирощений, щоб виробляти органічний водний екстракт).

Високоефективна екстракція з Hielscher Ultrasonics

Ультразвукові екстрактори Hielscher ефективно руйнують рослинні клітини, збільшують площу поверхні рослинного матеріалу для проникнення розчинника та масопереносу для вивільнення фітохімічних речовин (вторинних метаболітів). Розроблені з урахуванням зручності використання, екстрактори Hielscher швидко встановлюються та можуть безпечно та інтуїтивно експлуатуватися.

Відповідання найвищим стандартам якості – розроблено та виготовлено в Німеччині

Складне апаратне забезпечення та розумне програмне забезпечення ультразвукових гомогенізаторів Hielscher розроблені для гарантування надійних результатів ультразвукової екстракції з вашого ботанічного сировинного матеріалу з відтворюваними результатами та зручною, безпечною експлуатацією. Надійність, стабільність, 24/7 operation under full load та простота експлуатації з точки зору оператора є додатковими факторами якості, які роблять ультразвукові гомогенізатори Hielscher вигідними.
Екстрактори Hielscher Ultrasonics використовуються у всьому світі для високоефективної екстракції фітохімічних речовин. Доведено, що вони дають високоякісні ботанічні сполуки, ультразвукові екстрактори Hielscher використовуються не лише невеликими виробниками спеціалізованих та бутикових екстрактів, але переважно в промисловому виробництві широко доступних комерційних екстрактів, харчових добавок та терапевтичних засобів. Завдяки своєму надійному апаратному забезпеченню та розумному програмному забезпеченню ультразвукові процесори Hielscher можуть легко експлуатуватися та контролюватися.

Автоматичне протоколювання даних

Ультразвуковими обробниками Hielscher можна дистанційно керувати через браузер. Параметри ультразвукової обробки можна моніторити та точно налаштовувати відповідно до вимог процесу.Щоб відповідати виробничим стандартам для харчових продуктів, харчових добавок та терапевтичних засобів, виробничі процеси повинні детально моніторитися та записуватися. Цифрові ультразвукові пристрої Hielscher Ultrasonics мають функцію автоматичного протоколювання даних. Завдяки цій розумній функції всі важливі параметри процесу, такі як ультразвукова енергія (загальна та чиста енергія), температура, тиск та час, автоматично зберігаються на вбудовану SD-картку, щойно пристрій увімкнено. Моніторинг процесу та запис даних важливі для безперервної стандартизації процесу та якості продукту. Отримуючи доступ до автоматично записаних даних процесу, ви можете переглянути попередні сеанси ультразвукової обробки та оцінити результат.
Ще однією зручною функцією є дистанційне керування через браузер наших цифрових ультразвукових систем. За допомогою дистанційного керування через браузер ви можете запускати, зупиняти, налаштовувати та моніторити ваш ультразвуковий процесор віддалено з будь-якого місця.
Хочете дізнатися більше про переваги ультразвукової екстракції водою з рослинних матеріалів? Зв’яжіться з нами зараз, щоб обговорити ваш процес виробництва ботанічних екстрактів! Наш досвідчений персонал буде радий надати більше інформації про ультразвукову екстракцію, наші ультразвукові системи та ціни!

Нижче наведена таблиця дає вам уявлення про приблизну продуктивність обробки наших ультразвукових гомогенізаторів:

Об’єм партії Об’ємна витрата Рекомендовані пристрої
1–500 mL 10–200 mL/min UP100H
10–2000 mL 20–400 mL/min UP200Ht, UP400St
0,1–20 L 0,2–4 L/min UIP2000hdT
10–100 L 2–10 L/min UIP4000hdT
n.a. 10–100 L/min UIP16000
n.a. більше кластер UIP16000

Зв’яжіться з нами! / Запитайте нас!

Запросіть додаткову інформацію

Будь ласка, скористайтеся наведеною нижче формою, щоб отримати додаткову інформацію про ультразвукові процесори, їх застосування та ціну. Ми будемо раді обговорити з Вами Ваш технологічний процес і запропонувати ультразвукову систему, що відповідає Вашим вимогам!





Ультразвукові високосерні гомогенізатори використовуються в лабораторних, настільних, пілотних та промислових процесах.

Hielscher Ultrasonics виробляє високопродуктивні ультразвукові гомогенізатори для застосувань у змішуванні, диспергуванні, емульгуванні та екстракції в лабораторному, пілотному та промисловому масштабах.

Технічна інформація про ультразвукову водну екстракцію

Традиційні методи екстракції, такі як мацерація, інфузія, перколяція, декокція, екстракція зворотним потоком, парова дистиляція, сублімація та пресування, зазвичай використовуються для екстракції лікарських сполук із рослин. Недоліками цих методів є тривалість процесу, низька чистота та низька ефективність.

Параметри процесу, що впливають на ультразвукову екстракцію

Ультразвукова екстракція відома своїми унікальними особливостями та перевагами, які роблять ультразвукову обробку superior extraction technique порівняно з традиційними методами екстракції ботанічних сполук. Головною перевагою ультразвукової екстракції є точна адаптованість факторів ультразвукової обробки (таких як амплітуда, час, температура, тиск), що дозволяє оптимально налаштувати ультразвуковий процес для цільової сполуки. Кожен рослинний матеріал має ідеальні параметри екстракції, за яких досягаються найкращий вихід, якість та швидкість екстракції. Процес ультразвукової екстракції дозволяє ідеально адаптувати ці оптимальні умови екстракції.

Ультразвукова амплітуда

Амплітуда – це вібраційне зміщення ультразвукового зонда (сонотрода). Чим вища амплітуда, тим інтенсивніша вібрація та кавітація в оброблюваній ультразвуком рідині. Hielscher Ultrasonics спеціалізується на високопродуктивних ультразвукових апаратах зондового типу, які можуть забезпечувати точно регульовані амплітуди. Кастомізовані зонди, які можуть забезпечувати до 200µm у безперервному режимі роботи 24/7, легко доступні зі складу. Для ще вищих амплітуд також можна легко виготовити кастомізовані ультразвукові сонотроди.
Амплітуда є одним – якщо не найважливішим – параметром для ефективної рослинної екстракції. Високі амплітуди створюють необхідні сили для руйнування клітинних стінок та вивільнення внутрішньоклітинного матеріалу. Завдяки цьому високопродуктивна ультразвукова обробка стає такою ефективною у ботанічній екстракції.

Час / Тривалість ультразвукової обробки

Ультразвукова екстракція зазвичай значно коротша за традиційні методи, оскільки ультразвукова обробка вивільняє ботанічні сполуки зі значно вищою швидкістю екстракції. Ультразвукова обробка дозволяє скоротити процедури екстракції, що захищає екстраговані сполуки від надмірної обробки. Коротша обробка завдяки ультразвуку означає вищу пропускну здатність та вищу якість екстракту.

Імпульсна ультразвукова обробка

Ультразвукова пульсація – це режим обробки, при якому ультразвукова обробка переривається визначеними циклами пауз (наприклад, 50% коефіцієнт заповнення: 30 сек. ВКЛ, 30 сек. ВИКЛ; 100% коефіцієнт заповнення: безперервна ультразвукова обробка без пауз). Коефіцієнт заповнення ультразвуку (також відомий як імпульсний режим або цикли ультразвукової пульсації) відноситься до відсотка часу, протягом якого ультразвук передається в середовище (тривалість імпульсу) за один період імпульсу. Наприклад, режим 50% коефіцієнта заповнення буде 30 сек. ВКЛ, 30 сек. ВИКЛ. Під час циклу паузи коефіцієнта заповнення оброблювана ультразвуком рідина протягом визначеного часу (наприклад, 30 сек.) повертається до незбуреного стану, що сприяє відводу тепла для підтримання цільової температури обробки. Коефіцієнт заповнення ультразвукової обробки менш важливий для ефективності екстракції, але використовується для підтримання певної температури процесу.

Гідростатичний тиск

Тиск є ще одним дуже важливим параметром для ультразвукових процесів. Застосування гідростатичного тиску до середовища, що обробляється ультразвуком, впливає на інтенсивність кавітації. За умов підвищеного тиску інтенсивність ультразвукової (акустичної) кавітації зростає. Hielscher Ultrasonics пропонує різні типи ультразвукових реакторів періодичної дії та проточних комірок, які можна герметизувати для посилення результатів ультразвукової обробки.

Температура екстракції

Ультразвуковий екстрактор UP400ST із датчиком температури.Як і будь-яка механічна обробка, ультразвукова обробка спричиняє підвищення температури, що відповідає 2-му закону термодинаміки. Проте ультразвукова обробка є нетермічним методом обробки, оскільки процеси з використанням ультразвуку ґрунтуються на суто механічних силах (які також називають сономеханічними силами). Температуру екстракції під час ультразвукової екстракції можна ефективно контролювати та підтримувати в межах певного вибраного температурного діапазону. Усі цифрові ультразвукові процесори Hielscher оснащені під’єднуваним датчиком температури та інтелектуальним програмним забезпеченням, у якому можна встановити певний температурний діапазон для процесу. Щоразу, коли температура перевищує межі цього діапазону, ультразвуковий апарат призупиняє роботу, доки температура знову не повернеться у вибраний діапазон, а потім автоматично продовжує ультразвукову обробку. Ця інтелектуальна функція ультразвукових апаратів Hielscher забезпечує точне керування процесом ультразвукової обробки та ідеальні результати.
Оскільки температура екстракції може відрізнятися залежно від рослинних сполук і рослини, температура є важливим чинником, яким не слід нехтувати під час оптимізації ультразвукового процесу. Наприклад, було встановлено, що температура 80°C є ідеальною для досягнення максимального виходу флавоноїдів із Sophora flavescens, тоді як найкращі результати екстракції арабіноксилану з пшеничних висівок отримано за температури 50°C.

Використовуйте будь-який розчинник для ультразвукової екстракції

Різні ботанічні сполуки мають різну полярність, що впливає на їхню розчинність у різних розчинниках. Наприклад, сапоніни та полісахариди є більш полярними і тому демонструють добру розчинність у воді, оскільки вода є сильно полярною. Фенольні сполуки, такі як антоціани та хлорогенова кислота, навпаки, є досить неполярними і тому краще розчиняються в менш полярному розчиннику, такому як етанол. Таким чином, вибір розчинника слід робити відповідно до розчинності цільових сполук, щоб отримати високу ефективність екстракції. Наприклад, вода є хорошим розчинником для екстракції полярних сполук, таких як псилоцибін із грибів, а також олігосахаридів, глікозидів та флаваноїдів; тоді як суміш етанолу та води з концентрацією етанолу 60% (об./об.) підходить для ультразвукової екстракції, наприклад, сполук апігеніну, байкаліну та лютеоліну.
Дізнайтеся більше про розчинники, полярність розчинників та найбільш підходящі розчинники для ультразвукової екстракції!

Вода як розчинник для екстракції

Вода є найбільш полярним розчинником і підходить для екстракції широкого спектру полярних сполук. Її основні переваги включають здатність розчиняти широкий спектр речовин. Крім того, вона дешева, нетоксична, безпечна та негорюча. Її недоліки включають сильну селективність щодо полярних сполук через її високу полярність. Через високу температуру кипіння 100°C концентрація екстракту (наприклад, шляхом дистилляції або роторного випаровування) вимагає великої кількості енергії. Крім того, вода схильна до росту бактерій та цвілі.

Ультразвукова частота

Ультразвукова частота близько 20kHz була визнана найбільш потужною та ефективною для ботанічної екстракції. Вона впливає на ефективність екстракції, що використовує ультразвук, при виділенні лікарських сполук із рослин. Загалом, низька ультразвукова частота (тобто приблизно 20kHz) генерує більш інтенсивну кавітацію (сономеханічні ефекти), що призводить до вищої ефективності процедури екстракції.

Рослинний матеріал

Структура та жорсткість клітин рослинних матеріалів можуть суттєво відрізнятися. Залежно від складу клітинної стінки, яка може містити целюлозу, геміцелюлози, лігнін, пектинові полісахариди, білки, фенольні та нецелюлозні сполуки, а також воду, клітинні стінки можуть бути або міцними, або м’якими. Різні типи рослин та їх частини містять різні типи та кількості цих компонентів клітинної стінки. Ось чому кожен тип рослини вимагає специфічних параметрів обробки для досягнення оптимальних результатів екстракції.
Оскільки інтенсивність можна точно налаштувати, ультразвукові екстрактори Hielscher можуть надійно руйнувати як м’які, так і тверді клітинні стінки. М’які клітинні стінки можуть потребувати менш інтенсивної ультразвукової обробки, тоді як міцні клітинні структури виграють від більш інтенсивної обробки.
Сировиною для ботанічної екстракції можуть бути свіжозібрані (вологі) або висушені рослини. Ультразвукова екстракція підходить як для свіжих/вологих, так і для висушених рослин. Розмір частинок рослинних твердих речовин є ще одним важливим фактором: висока площа поверхні (тобто малий розмір частинок) є вигідною, оскільки вона забезпечує велику контактну площу для ультразвукових кавітаційних зсувних сил, що призводить до вищої ефективності. Тому рослинний матеріал подрібнюють або розмочують на невеликі шматочки (прибл. 3-5mm).

Чому ультразвукова екстракція є найкращим методом?

Ефективність

  • Вища вихідна кількість
  • Швидкий процес екстракції – протягом кількох хвилин
  • Екстракти високої якості – м’яка, нетермічна екстракція
  • Зелені розчинники (вода, етанол, гліцерин, рослинні олії, NADES тощо)

Простота

  • Підключи і працюй – налаштування та експлуатація протягом кількох хвилин
  • Висока продуктивність – для виробництва екстрактів у великих масштабах
  • Порційна або безперервна інлайн-робота
  • Просте встановлення та запуск
  • Портативний / Мобільний – портативні пристрої або встановлені на колесах
  • Лінійне масштабування – додайте ще одну ультразвукову систему паралельно для збільшення потужності
  • Дистанційний моніторинг та керування – через ПК, смартфон або планшет
  • Не потрібен нагляд за процесом – налаштуйте та запускайте
  • Висока продуктивність – розроблено для безперервного виробництва 24/7
  • Надійність та низькі витрати на обслуговування
  • Висока якість – розроблено та виготовлено в Німеччині
  • Швидке завантаження та розвантаження між партіями
  • Легко чистити

Безпека

  • Простий та безпечний у експлуатації
  • Екстракція без розчинника або з розчинником (вода, етанол, рослинні олії, гліцерин тощо)
  • Відсутність високих тисків та температур
  • Доступні вибухозахищені системи, сертифіковані за ATEX
  • Легко контролювати (також за допомогою дистанційного керування)


Література / Посилання

Таблиця: Тиск пари води

Температура
в °C
Тиск пари
в mmHg (Torr)
Тиск пари
в гектопаскалях hPa
-80 0,00041 0,00055
-75 0,000915 0,00122
-70 0,00196 0,00261
-65 0,00405 0,0054
-60 0,008101 0,0108
-55 0,0157 0,02093
-50 0,02952 0,03936
-45 0,05402 0,07202
-40 0,09631 0,1284
-39,5 0,1019 0,1359
-39 0,1078 0,1437
-38,5 0,114 0,1520
-38 0,1206 0,1607
-37,5 0,1274 0,1699
-37 0,1347 0,1796
-36,5 0,1423 0,1897
-36 0,1503 0,2004
-35,5 0,1587 0,2116
-35 0,1676 0,2235
-34,5 0,1769 0,2359
-34 0,1867 0,2490
-33,5 0,197 0,2627
-33 0,2078 0,2771
-32,5 0,2192 0,2923
-32 0,2311 0,3082
-31,5 0,2437 0,3249
-31 0,2568 0,3424
-30,5 0,2706 0,3608
-30 0,2851 0,3801
-29,5 0,3003 0,4004
-29 0,3162 0,4216
-28,5 0,333 0,4439
-28 0,3505 0,4673
-27,5 0,3688 0,4918
-27 0,3881 0,5174
-26,5 0,4083 0,5443
-26 0,4294 0,5725
-25,5 0,4515 0,6020
-25 0,4747 0,6329
-24,5 0,4989 0,6652
-24 0,5243 0,6991
-23,5 0,5509 0,7345
-23 0,5787 0,7716
-22,5 0,6078 0,8104
-22 0,6383 0,851
-21,5 0,6701 0,8934
-21 0,7034 0,9377
-20,5 0,7381 0,9841
-20 0,77451 1,0326
-19,5 0,81251 1,0833
-19 0,85222 1,1362
-18,5 0,89368 1,1915
-18 0,93698 1,2492
-17,5 0,98222 1,3095
-17 1,0295 1,3725
-16,5 1,0787 1,4382
-16 1,1302 1,5068
-15,5 1,1839 1,5783
-15 1,2399 1,653
-14,5 1,2983 1,7309
-14 1,3593 1,8122
-13,5 1,4228 1,8969
-13 1,489 1,9852
-12,5 1,5581 2,0773
-12 1,6300 2,1732
-11,5 1,705 2,2732
-11 1,7832 2,3774
-10,5 1,8646 2,4859
-10 1,9494 2,5990
-9,5 2,0377 2,7168
-9 2,1297 2,8394
-8,5 2,2254 2,9670
-8 2,325 3,0998
-7,5 2,4287 3,2380
-7 2,5366 3,3819
-6,5 2,6489 3,5316
-6 2,7657 3,6873
-5,5 2,8872 3,8492
-5 3,0134 4,0176
-4,5 3,1448 4,1927
-4 3,2813 4,3747
-3,5 3,4232 4,5639
-3 3,5707 4,7606
-2,5 3,724 4,9649
-2 3,8832 5,1772
-1,5 4,0486 5,3977
-1 4,2204 5,6267
-0,5 4,3987 5,8645
0 4,5840 6,1115
0,01 4,58780 6,11657
1 4,9286 6,5709
2 5,2954 7,0599
3 5,6861 7,5808
4 6,1021 8,1355
5 6,5449 8,7258
6 7,0158 9,3536
7 7,5164 10,021
8 8,0482 10,730
9 8,6130 11,483
10 9,2123 12,282
11 9,8483 13,130
12 10,522 14,028
13 11,237 14,981
14 11,993 15,990
15 12,795 17,058
16 13,642 18,188
17 14,539 19,384
18 15,487 20,647
19 16,489 21,983
20 17,546 23,393
21 18,663 24,882
22 19,841 26,453
23 21,085 28,111
24 22,395 29,858
25 23,776 31,699
26 25,231 33,639
27 26,763 35,681
28 28,376 37,831
29 30,071 40,092
30 31,855 42,470
31 33,730 44,969
32 35,700 47,596
33 37,769 50,354
34 39,942 53,251
35 42,221 56,290
36 44,613 59,479
37 47,121 62,823
38 49,750 66,328
39 52,506 70,002
40 55,391 73,849
41 58,413 77,878
42 61,577 82,096
43 64,886 86,508
44 68,349 91,124
45 71,968 95,950
46 75,749 100,99
47 79,709 106,27
48 83,834 111,77
49 88,147 117,52
50 92,648 123,52
51 97,343 129,78
52 102,24 136,31
53 107,35 143,12
54 112,67 150,22
55 118,23 157,62
56 124,01 165,33
57 130,03 173,36
58 136,29 181,71
59 142,82 190,41
60 149,61 199,46
61 156,67 208,88
62 164,02 218,67
63 171,65 228,85
64 179,59 239,43
65 187,83 250,42
66 196,39 261,83
67 205,28 273,68
68 214,51 285,99
69 224,09 298,76
70 234,03 312,01
71 244,33 325,75
72 255,02 340,00
73 266,11 354,78
74 277,59 370,09
75 289,49 385,95
76 301,82 402,39
77 314,58 419,41
78 327,80 437,03
79 341,48 455,27
80 355,63 474,14
81 370,28 493,67
82 385,43 513,87
83 401,10 534,76
84 417,30 556,35
85 434,04 578,67
86 451,33 601,73
87 469,21 625,56
88 487,67 650,17
89 506,73 675,58
90 526,41 701,82
91 546,72 728,90
92 567,68 756,84
93 589,31 785,68
94 611,61 815,41
95 634,61 846,08
96 658,34 877,71
97 682,78 910,30
98 707,98 943,90
99 733,95 978,52
100 760,00 1013,3
101 787,57 1050,0
102 815,86 1087,7
103 845,12 1126,7
104 875,06 1166,7
105 906,07 1208,0
106 937,92 1250,5
107 970,60 1294,0
108 1004,42 1339,12
109 1038,92 1385,11
110 1074,56 1432,63
111 1111,20 1481,48
112 1148,74 1531,53
113 1187,42 1583,10
114 1227,25 1636,20
115 1267,98 1690,50
120 1489,14 1985,36
125 1740,93 2321,05
130 2026,10 2701,24
135 2347,26 3129,42
140 2710,92 3614,26
145 3116,76 4155,34
150 3570,48 4760,25
175 6694,08 8924,71
200 11 659,16 15 544,27
225 19 123,12 25 495,40
250 29 817,84 39 753,85
275 44 580,84 59 436,23
300 64 432,8 85 903,3
325 90 447,6 120 587
350 124 001,6 165 321,9
360 139 893,2 186 508,9
365 148 519,2 198 009,3
366 150 320,4 200 410,7
367 152 129,2 202 822,3
368 153 960,8 205 264,2
369 155 815,2 207 736,5
370 157 692,4 210 239,2
371 159 584,8 212 762,2
372 161 507,6 215 325,8
373 163 468,4 217 939,9
373,946 165 452,0 220 584,5

Високоефективна ультразвукова техніка! Асортимент продукції Hielscher охоплює весь спектр від компактних лабораторних ультразвукових гомогенізаторів до настільних установок та повністю промислових ультразвукових систем.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори від лабораторного до промислового розміру.

Будемо раді обговорити ваш процес.

✕