Ультразвук перевершує інші методи екстракції за швидкістю
Швидка процедура ультразвукової екстракції і пов'язана з нею економія часу при виробництві екстракту є однією з багатьох переваг ультразвукової екстракції біологічно активних сполук з рослин. Ультразвукова екстракція була науково порівняна з альтернативними методами екстракції, такими як надкритична екстракція CO2, мацерація, тепловий рефлюкс, Сокслет або мікрохвильова екстракція, і результати досліджень доводять значну перевагу ультразвуку щодо швидкості екстракції та виходу.
Ультразвук як процедура швидкої екстракції
Ультразвукова екстракція біологічно активних сполук добре відома своїми високими виходами, високоякісними екстрактами, коротким часом екстракції, низьким споживанням енергії та здатністю працювати з дуже м'якими розчинниками. Всі ці фактори сприяють надзвичайній загальній ефективності ультразвукової екстракції біоактивних компонентів з рослинної сировини.
Нижче ви можете ознайомитися з добіркою звітів про наукові дослідження, в яких ультразвукова екстракція (також ультразвукова екстракція / UAE) порівнювалися з іншими методами екстракції, такими як мацерація, Сокслет, тепловий рефлюкс, надкритичний СО2, і мікрохвильова екстракція.
Ультразвуковий апарат UP400St для високошвидкісної екстракції рослинних компонентів у пакетному режимі
| Застосування для екстракції | Час ультразвукової екстракції | Час альтернативного методу екстракції | Додаткова інформація | Target |
|---|---|---|---|---|
| Екстракція антоціану з ягід мирта | 5 хв | 15 хв мікрохвильова піч |
Ультразвуковий апарат UP200S | Gonzalez та ін., 2019 |
| Екстракція листя болдо | 5-30 хв | 15-90 хв Вимочування |
Ультразвуковий апарат UIP1000HDT «Ми бачимо, що від 5 до 30 хвилин ультразвуку вихід еквівалентний виходу звичайної мацерації при 15 до 90 хв: UAE вимагає третини часу для вилучення розчинного матеріалу листя при звичайній мацерації». |
Петіньї та ін., 2013 |
| Екстракція загальних фенолів і флавоноїдів з шавлії | 11 хв | 30 хв звичайна екстракція за допомогою шейкера на водяній бані при 60ºC |
Ультразвукові екстрактори UP100H, UP400S |
Дент та ін., 2015 |
| Екстракція поліфенолів оливкового листя | 21 хв | 60хв Звичайна екстракція з тепловим рефлюксом |
Ультразвуковий апарат UP400S | Добринчич та ін., 2020 |
| Екстракція біологічно активних фенолів з листя Malva sylvestris | 49 хв 48°C при 110 Вт |
5 год Екстракція перемішаного шару при 150 об/хв |
Ультразвуковий апарат UP200S Аналіз ВЕРХ показав, що концентрація біологічно активних фенолів значно підвищувалася (р≺0,05) при оптимальній UAE Умови. |
Бімакр та ін., 2017 |
| Екстракція ліпідів з насіння зимової дині (Benincasa hispida) | ∼36 хв | Надкритична екстракція вуглекислого газу в поєднанні з технікою коливання тиску (SCE-PST) (∼50 хв), надкритичний СО2 (∼97 хв), і звичайна екстракція Сокслета (∼360 хв) | Порівняння надкритичних діоксидів вуглецю (sCO2), екстракція за допомогою ультразвуку (UAE), надкритична екстракція вуглекислого газу в поєднанні з технікою коливання тиску (SCE-PST) і екстракція Сокслета показує, що ОАЕ є найбільш ефективною і швидкою технікою екстракції. | Бімакр та ін (2015) |
Порівняння надкритичних діоксидів вуглецю (sCO2), екстракція за допомогою ультразвуку (UAE), надкритична екстракція вуглекислого газу в поєднанні з технікою коливання тиску (SCE-PST) і екстракція Сокслета показує, що UAE є найбільш ефективною і швидкою технікою екстракції.
- Висока ефективність екстракції
- Чудові виходи екстракції
- швидкий процес
- Низькі температури
- Підходить для екстракції термолабільних сполук
- Сумісний з будь-яким розчинником
- Низьке споживання енергії
- Техніка зеленої екстракції
- Проста та безпечна експлуатація
- Низькі інвестиційні та експлуатаційні витрати
- Робота 24/7 у важких умовах
Високоефективні ультразвукові екстрактори для експрес-ізоляції сполук
Найсучасніше ультразвукове обладнання Hielscher дозволяє швидко витягувати високоякісні біомолекули з рослин. Повний контроль над параметрами процесу, такими як амплітуда, температура, тиск і споживання енергії, дозволяє створювати найбільш ефективні та м'які умови екстракції, виробляючи непошкоджені, високобіоактивні екстракти. Оптимізація параметрів ультразвукової екстракції, таких як розмір частинок сировини, тип розчинника, співвідношення твердої речовини та розчинника та час екстракції, може бути оптимізована для найвищої ефективності та найкращих загальних результатів. Оскільки ультразвукова екстракція є нетермічним методом екстракції, можна уникнути термічної деградації біологічно активних інгредієнтів, що призводить до чудової якості екстракту.
Загалом, такі переваги, як високий вихід, короткий час екстракції, низька температура екстракції та знижені вимоги до розчинника, роблять ультразвук кращим методом екстракції.
Ультрасонікшн перевершує мікрохвильову піч в екстракції антоціанів з ягід мирта. Ультразвук відбувається в три рази швидше, ніж мікрохвильова екстракція.
Порівняння ультразвукового та звичайного шейкера з водяною банею показує значне скорочення часу екстракції загальних фенолів та флавоноїдів із шавлії при використанні ультразвукової екстракції. Ультразвукова екстракція вимагає лише однієї третини часу екстракції за допомогою шейкера на водяній бані.
Ультразвукова екстракція: створена в лабораторії та промисловості
Ультразвукова екстракція широко застосовується для екстракції будь-якого виду біологічно активних сполук з рослинних компонентів, грибів, водоростей, бактерій і клітин ссавців. Ультразвукова екстракція була визнана простою, економічно вигідною та високоефективною, яка перевершує інші традиційні методи екстракції вищими виходами екстракції та меншою тривалістю обробки.
Завдяки легкодоступним лабораторним, настільним і повністю промисловим ультразвуковим системам, ультразвукова екстракція в даний час є добре зарекомендувала себе і надійною технологією. Ультразвукові екстрактори Hielscher встановлюються по всьому світу на промислових переробних підприємствах для виробництва біологічно активних сполук харчового та фармацевтичного класу.
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!
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори для змішування, диспергування, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних та промислових масштабах.
Література / Список літератури
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
Факти, які варто знати
Принцип роботи ультразвукової екстракції
Ультразвукова екстракція є широко використовуваним методом для виділення та відділення біологічно активних компонентів від рослинної сировини. Оскільки ультразвукова екстракція сумісна з будь-яким видом розчинника, процедура ультразвукової екстракції може бути оптимально розроблена з урахуванням біологічно активних сполук (тобто цільових сполук), їх полярності, розчинності, термочутливості та інших факторів. Адаптуючи процес ультразвуку конкретно до певного з'єднання або різних сполук, можна вибрати найбільш ідеальну установку, щоб отримати екстракт надзвичайно високої якості.
Ультразвукові хвилі, з'єднані в рідину або суспензію, створюють інтенсивні вібрації та акустичну кавітацію. Акустична або ультразвукова кавітація визначається локально виникаючими надзвичайно високими перепадами тиску, зсувними силами та струменями рідини. Ці сили руйнують клітинні стінки, руйнують рослинні клітини та посилюють перенесення маси між внутрішньою частиною клітини та розчинником. Таким чином, біологічно активні інгредієнти ефективно вивільняються в навколишній розчинник, звідки цільові молекули можуть бути легко виділені та очищені (наприклад, шляхом роторного випаровування, парової дистиляції або ВЕРХ).
Ультразвукова екстракція з рослинних клітин: мікроскопічний поперечний розріз (ТС) показує механізм дії під час ультразвукової екстракції з клітин (збільшення 2000х)
[джерело: Вільху та ін. 2011]
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.